Современная аудиотехника и автомобильная электроника компании Kenwood. Часть 2

Журнал РАДИОЛОЦМАН, август 2016

Юрий Петропавловский

Часть 1

Автомобильная электроника

Первыми продуктами автомобильной электроники объединенной компании стали линейки навигаторов, DVD/CD ресиверы с Blutooth и USB/МР3/CD ресиверы.

Первая модель персональной навигационной системы (PND – Portable/Personal Navigation Devices) со встроенной памятью Kenwood MDV-313 (Рисунок 13) была разработана J&K Technologies в 2009 году совместно с компанией Garmin. В систему входит GPS-навигатор с отображением на ЖК-панели диагональю 6.1 дюйма и возможностью наблюдения 3D-карт. В аппарате имеется слот для карты памяти SD, интегрированы ТВ/АМ/ЧМ тюнеры, DVD-плейер и УЗЧ. К системе можно подключать USB-накопители, iPod, а также загружать карты местности.

Рисунок 13.	Навигатор MDV-313.

Автомобильная электроника под брендом Kenwood, в отличие от домашней аудиотехники, в последние годы пополнилась множеством новых продуктов в различных категориях – систем мультимедиа, навигационных систем, CD/DVD-ресиверов, интегральных УЗЧ, акустических систем, цифровых приемников и других автомобильных устройств. На протяжении 2009-2016 годов объединенная компания разработала и обеспечила массовый выпуск многих десятков моделей различной автомобильной аппаратуры, для описания которых не хватит объема даже нескольких номеров журнала. Поэтому здесь обратим внимание читателей только на некоторые оригинальные модели автомобильной электроники под брендом Kenwood.

Сезон 2009/2010 гг.

Большим успехом у автолюбителей пользуются комбинированные устройства Kenwood для автомобилей – навигационные мультимедийные комплексы (навигационные системы GPS, или навитейнеры). В 2009 году компания представила несколько таких комплексов: DNX9240BT, DNX7240BT, DNX5240BT, а также DVD-ресиверов с мониторами DDX8024B, DDX5024, DDX5054, часто называемых магнитолами. Флагманская модель линейки DNX9240BT (Рисунок 14) получила награду европейской ассоциации изображения и звука EISA (European Imaging and Sound Association) за лучший продукт 2009-2010 годов в категории автомобильных навигационных и мультимедийных систем.

Рисунок 14.	Навигационный комплекс DNX9240BT.

Навигационные GPS системы DNX9240BT/DNX9140BT поставляются с загруженной картой Европы, навигационным ПО компании Garmin и встроенным модулем громкой связи Bluetooth. Аппарат отличается большим функциональным разнообразием, как в части навигации, так и в части воспроизведения видео и звука. DVD-ресиверы с мониторами DDX8024BT/8034ВТ/8054BT отличаются только отсутствием навигаторов, остальные параметры и функциональные возможности в основном одинаковы. В качестве дисплея в перечисленных аппаратах использованы ЖК-панели с диагональю 7 дюймов и разрешением 800×488 пикселей, размеры изображения 157.2×82.3 мм.

Звуковоспроизводящий тракт аппаратов содержит четыре УМЗЧ, реализованных на микросхемах TDA7850A фирмы STM. Выходные каскады микросхемы выполнены на полевых комплементарных транзисторах с малым сопротивлением открытого канала. Максимальная выходная мощность УМЗЧ при напряжении питания 14.4 В может достигать 4×55 Вт на нагрузке 2 Ом (THD = 10%). На малых и средних уровнях выходной мощности микросхема обеспечивает весьма малые искажения: THD = 0.006%/4 Вт на нагрузке 4 Ом и 0.015 %/15 Вт на нагрузке 2 Ом.

В 2009-2010 годах компания предлагала более десятка моделей интегральных автомобильных усилителей звуковых частот класса D серии KAC. Флагманские модели серии – монофонический усилитель большой мощности Kenwood KAC-X1D и четырехканальный усилитель Kenwood KAC-X4D. Модель KAC-X4D (Рисунок 15) получила награду EISA за лучший продукт 2009-2010 годов в категории автомобильных усилителей.

Рисунок 15.	Усилитель KAC-X4D.

Компактные усилители большой мощности KAC-Х1D/XR-1S, KAC-X4D/XR-4S с выходными каскадами, работающие в классе D, отличаются весьма малыми габаритами (252×52×192 мм/235×52×192 мм). Модель KAC-X1D предназначена для работы в низкочастотном канале автомобильных систем звуковоспроизведения. Рейтинговая выходная мощность усилителя 600 Вт при THD =1 % на нагрузке 4 Ом (700 Вт/2 Ом) в полосе частот 20…200 Гц, отношение сигнал/шум 105 дБ. В схеме усилителя предусмотрены перестраиваемые фильтры нижних (50…200 Гц) и верхних (15…40 Гц) частот; последние используются для ослабления инфранизкочастотных составляющих. Имеется также возможность подъема усиления в области частот 40…100 Гц в пределах 0…18 дБ.

Рейтинговая мощность усилителей KAC-X4D/XR-4S составляет 4×120 Вт при THD = 0.5% на нагрузке 4 Ом (4×150 Вт/2 Ом) в полосе частот 20 Гц…20 кГц. В мостовом режиме усилитель развивает мощность 2×300 Вт/4 Ом при THD = 1 %, при этом обеспечивается отношение сигнал шум 105 дБ. На выходе усилителя формируется последовательность мощных широтно-модулированных импульсов (ШИМ), поступающих на громкоговорители через фильтр нижних частот, подавляющий ВЧ заполнение и выделяющий звуковую огибающую. Двуполярное напряжение ±50 В для питания ключевых транзисторов обеспечивает импульсный преобразователь напряжения, выполненный на дискретных элементах. В качестве силовых ключей преобразователя применены полевые транзисторы STP60NF06FP (6 штук) фирмы STM (U_СИ = 60 В, I_C = 60 А, P_РАСС = 110 Вт, R_DS(ON) = 16 мОм).

Усилители KAC-X1D/XR-1S состоят из двух одинаковых каналов, включенных по мостовой схеме. В каждом плече выходных каскадов каналов применено по два параллельно включенных MOSFET типа IRFB33N15DPBF фирмы IR (всего 8 транзисторов), отличающихся еще меньшим сопротивлением открытого канал R_DS(ON) (не более 56 мОм). Последовательность ШИМ импульсов с частотой следования 100 кГц подается на выход усилителя через LC фильтр нижних частот, выделяющий звуковые составляющие выходного сигнала. Импульсный преобразователь напряжения формирует двуполярное напряжение ±47 В для питания выходных каскадов усилителя, а также ряд других напряжений для питания различных каскадов. В качестве выходных ключей преобразователя напряжения используются MOSFET с траншейными затворами FKV550NNF фирмы Sanken (всего 4 транзистора). Эти приборы отличаются очень малым сопротивлением открытого канала (12 мОм), большим импульсным током стока (150 А) и малыми потерями переключения.

Сезон 2013/2014 гг.

Каталог автомобильной электроники Kenwood 2013/2014 годов для европейского рынка содержит десятки продуктов – комбинированных устройств, сетевых навигационных систем, навигаторов с цифровыми приемниками DAB, DVD/CD/USB-ресиверов, мощных усилителей класса D, сабвуферов, громкоговорителей и других устройств.

Флагманская модель линейки навигационных комплексов разработки 2012 года Kenwood DNN9230DAB (Рисунок 16) с поддержкой Wi-Fi, Bluetooth, iPod, SD-карт, USB и цифрового радиовещания DAB содержит карты и навигационное ПО фирмы Garmin. Мультимедийная часть комплекса обеспечивает воспроизведение CD/DVD/MP3/MPEG/DivX-дисков и информации с USB-накопителей. Выходная мощность УМЗЧ 4×50 Вт, в качестве устройства отображения информации используется монитор с разрешение WVGA и диагональю 7 дюймов. В линейку навигационных комплексов также входят более простые модели Kenwood DNX-7230DAB (монитор WVGA/7”), DNX5230DAB и DNX4230DAB (мониторы WVGA/6.1”). В линейку мультимедийных комплексов включены DVD-ресиверы Kenwood DDX-6023BT (монитор WVGA/7”), DDX4023BT/DDX3023BT/DDX42BT (мониторы WVGA/6.1”).

Рисунок 16.	Навигационный комплекс DNN9230DAB.

DVD-ресиверы KDV-5244U/415U/5544U, KDV-MP5042/5343U/5543U (Рисунок 17) объединены общим сервисным руководством и одинаковым схемотехническим построением. Отличия моделей касаются большей частью наборов функциональных возможностей; основные технические характеристики одинаковы у всех моделей. Во всех аппаратах имеются АМ/ЧМ тюнеры, DVD-проигрыватели и USB-интерфейсы, позволяющие декодировать все распространенные форматы цифрового видео и звука. Выходная мощность УМЗЧ составляет 4×22 Вт при THD = 1%, максимальная мощность 4×50 Вт. Все усилители выполнены на микросхеме TDA7851A фирмы STM, отличающейся от рассмотренной выше TDA7850A бóльшим уровнем искажений – 0.01%/4 Вт, вместо 0.006%/4 Вт у TDA7850A; остальные параметры обеих микросхем близки. На микросхемах TDA7851A выполнены и УМЗЧ CD-ресиверов KDC-5047U/BT50U/MP445U, KDC-U6046/U7046BT/X494, KMR-440U с практически одинаковым схемотехническим построением и объединенных одним сервисным руководством.

Рисунок 17.	DVD-ресивер KDV-5244U.

В линейку интегральных автомобильных усилителей класса D сезона 2013/2014 годов входит десяток четырех-, двух- и одноканальных моделей с максимальной суммарной выходной мощностью 500…1800 Вт.

Флагманская модель четырехканального автомобильного усилителя Kenwood XR400-4 (Рисунок 18) обеспечивает выходную мощность 4×75 Вт при THD = 1% на нагрузке 4 Ом (4×100 Вт/2 Ом, в мостовом режиме 2×200 Вт/4 Ом). Аппарат отличается компактностью (габариты 220×35×169 мм) и малым весом (1.5 кг). Величина искажений на малых уровнях выходной мощности усилителя по данным одного из тестов не превышает 0.01% при Р_ВЫХ = 10 Вт/4 Ом.

Рисунок 18.	Усилитель XR-400-4.

Монофонический усилитель Kenwood KAC-9105D обеспечивает выходную мощность 500 Вт при THD = 1% на нагрузке 4 Ом (900 Вт/2 Ом, более 900 Вт/1 Ом). Полоса рабочих частот усилителя 10…200 Гц, частота среза ФНЧ перестраивается в пределах 50…200 Гц с крутизной АЧХ –24 дБ/октаву. В тракте имеется фильтр инфранизких частот с подавлением –18 дБ/октаву на частотах 15/25 Гц; предусмотрена возможность подъема АЧХ в районе частоты 40 Гц до +18 дБ. В УМЗЧ аппарата используются четыре MOSFET типа IRFP250NFBF (R_DS(ON) = 75 мОм, U_СИ = 200 В, I_С = 30 А) фирмы IR, работающих при напряжении ±86 В, обеспечиваемом импульсным преобразователем напряжения на упомянутых выше транзисторах STP60NF06FP фирмы STM.

Стереофонический интегральный усилитель большой мощности Kenwood KAC-7204, перешедший из сезона 2009/2010, обеспечивает выходную мощность 2×170 Вт при THD = 0.08% на нагрузке 4 Ом (2×250 Вт/2 Ом при THD = 0.8%), в мостовом моно режиме – 500 Вт/4 Ом при THD = 0.8%. Полоса рабочих частот усилителя 5 Гц…50 кГц, отношение сигнал/шум 100 дБ. В его выходных каскадах применены комплементарные биполярные транзисторы 2SA1695NF и 2SC4468NF фирмы Sanken (U_КЭ = ±140 В, I_К = ±10 А, Р_К = 100 Вт, U_НАС = ±0.5 В, время нарастания/спада 0.17/0.27 мкс). Напряжение питания ±47.3 В обеспечивает импульсный преобразователь напряжения на шести упомянутых выше транзисторах STP60NF06FP.

Сезон 2015/2016 гг.

Некоторые модели этого сезона перешли из предыдущего, например, CD/USB-ресиверы KDC-BT73DAB, KDC-BT92SD, KDC-BT53U/5057SD и интегральный усилитель KAC-6104D, однако большая часть аппаратуры вошла в последний каталог впервые.

Многие навигационные и мультимедийные комплексы, CD/USB-ресиверы и цифровые радиоприемники компании сезона 2015/2016 обеспечивают прием цифровых радиопередач в стандартах DAB/DAB+. Однако в России возможность организации вещания в этих стандартах пока только обсуждается. В последние годы вещание в стандартах DAB/DAB+ активно внедряется в Европе, в этой связи наличие возможности приема в этих форматах может стать актуальным для автолюбителей, путешествующих по Европе на своих автомобилях.

Вещание в формате DAB+ ведется в Дании, Германии, Швейцарии, планируют внедрение этого формата многие другие страны Европы. У нас тестовое вещание DAB+ осуществлялось Российской телевизионной и радиовещательной сетью (РТРС) в Москве, передачи велись с Останкинской телебашни, однако результаты тестирования были неоднозначными – срывы приема наблюдались в ряде районов города, особенно внутри помещений.

Флагманская модель сетевого навигационного комплекса Kenwood DNN9150DAB (Рисунок 19) по большому счету мало отличается от упомянутой выше модели DNN9230DAB. В отличие от последней, DNN9150 обеспечивает прием сигналов DAB+, передаваемых с компрессией MPEG-4 HF-ACC v2, при одинаковом качестве звука отличающейся большей эффективностью по сравнению с MPEG-1 Layer II, используемой в стандарте DAB. В одном радиоканале шириной около 1.54 МГц можно передавать до 18 программ DAB+ – почти в три раза больше, чем в DAB. Диапазоны частот DAB/DAB+ секций: L-диапазон 1452.96…1490.624 МГц, диапазон II 174.928…239.2 МГц. В аппарат также добавлены интерфейс HDMI и другие функциональные возможности. Технические и конструктивные характеристики обоих аппаратов практически одинаковы.

Рисунок 19.	Навигационный комплекс DNN9150DAB.

В линейки навигационных комплексов без сетевой поддержки через Wi-Fi вошли модели DNX7150DAB/4150DAB (с поддержкой DAB+), DNX5250BT (монитор 7”), DNX4150BT/DAB (6.1”), DNX5250BT (6.1”), DNX450TR (6.1”, DAB+), DNX715WDAB (7” DAB+), DNX525DAB (7”, DAB+ для Volkswagen/Seat/Skoda).

Мультимедийные комплексы (DVD-ресиверы) представляют 4 модели: DDX7015BT (7”, Bluetooth), DDX5015BT/DAB (6.2”, DAB+, Bluetooth), DDX4015BT/DAB (6.2”, DAB+), DDX3015 (6.2”).

CD-ресиверы KDC-BT92SD, KDC-X8019BT, KDC-X8019TL объединены общим сервисным руководством. Модель KDC-BT92SD разработки 2012 года (Рисунок 20), входившая и в каталоги компании сезона 2013/2014, содержит интерфейс Bluetooth с выходной мощностью передатчика +4 дБм, обеспечивающим радиус действия до 10 м. Через интерфейс USB 2.0/SD Version 2.00, поддерживающий файловые системы FAT16/32, возможно воспроизведение звуковых сигналов MP3/WMA/AAC.

Рисунок 20.	СD-ресивер KDC-BT92SD.

В ресиверах применен интегральный АМ/ЧМ тюнер с низкой промежуточной частотой TEF6614TV1 фирмы NXP, выполненный в корпусе SOT-32. Линейка микросхем TEF6601/6606/6613/6614/6616 фирмы NXP широко применяется в автомобильных ресиверах последних лет выпуска, как под брендом Kenwood, так и JVC, а также в автомобильной аппаратуре других производителей. Основные особенности и преимущества этих микросхем по сравнению с традиционными тюнерами на дискретных компонентах и микросхемах средней степени интеграции:

• Встроенный синтезатор частоты с ФАПЧ и кварцевым генератором;
• Встроенные стереодекодер с линейными выходами звука и RDS-демодулятор;
• Управление через интерфейс I²C;
• Минимальное количество внешних компонентов (не требуется внешних перестраиваемых контуров, в том числе фильтров ПЧ на частоты 10.7 МГц и 450 кГц);
• Однополярное питание 8.5 В и соответствие требованиям «автомобильных» стандартов AEC-Q100;
• Отсутствие специальных требований к монтажу ВЧ устройств и малые габариты – достаточные размеры участка платы для монтажа тюнера составляют 48×40 мм.

Общее управление и обработку цифровых сигналов интерфейсов USB, SD, Bluetooth ресивера осуществляет микропроцессор JCV8020. Преобразование и обработку цифровых и аналоговых звуковых сигналов обеспечивает цифровой аудиопроцессор AK7601VQ фирмы Asahi Kasei (AKM); в его состав интегрированы: двух- и одноканальные 24-разрядные АЦП с отношением сигнал/шум 97 дБ; 6-канальный 24-разрядный ЦАП с отношением сигнал/шум 102 дБ; многополосный эквалайзер с регулируемой задержкой. Тракт звуковоспроизведения ресивера содержит 13 полосный эквалайзер, обеспечивающий регулировку усиления на ±9 дБ в полосе частот от 62.5 Гц до 16 кГц. В качестве УМЗЧ используется рассмотренная выше микросхема TDA7850A.

CD-проигрыватель ресивера выполнен на одной БИС JCV8023, аналогом которой является микросхема TC94A93MFG20 фирмы Toshiba. Следует отметить, что какая либо достоверная информация о производителях и разработчиках микросхем JCV8020, JCV8023 и других типах микросхем JCV… в открытом доступе отсутствует. Можно предположить, что такая «секретность» связана с обходом прав на интеллектуальную собственность и стремлением компаний удешевить выпускаемую аппаратуру за счет исключения из нее оригинальных прототипов микросхем.

Рисунок 21.	Усилитель Х801-5.

В линейку интегральных усилителей сезона вошли десять моделей 1/2/3/4-канальных усилителей с максимальной выходной мощностью от 400 Вт (Kenwood KAC-5206) до 2000 Вт (Kenwood KAC-9106D). В статусе новых фигурируют пятиканальный Kenwood X801-5 (Рисунок 21) и четырехканальный Kenwood X301-4 (Рисунок 22), представленные в начале 2016 года. Модель Х801-5 отличается наличием дополнительного усилителя для низкочастотного канала (сабвуфера) с выходной мощностью 300 Вт при THD = 1% на нагрузке 4 Ом. Основные параметры усилителей объемного звука обеих моделей в основном одинаковы: Р_ВЫХ = 4×50 Вт при THD = 1% на нагрузке 4 Ом в полосе частот 20 Гц…20 кГц.

Рисунок 22.	Усилитель Х301-4.

Большую популярность у автолюбителей заслужил монофонический усилитель Kenwood KAC-6104D (Рисунок 23), впервые представленный в ассортименте сезона 2009/2010 годов, перешедший и в каталог компании 2016 года. Сервисное руководство аппарата также относится и к модели KAC-M615D (тип М), выполненной по такой же схеме, что и KAC-6104D (тип К). Основные параметры усилителей: Р_ВЫХ = 200 Вт при THD = 1% на нагрузке 4 Ом в полосе частот 20…200 Гц; полоса среза выходного ФНЧ перестраивается в диапазоне 50…200 Гц; отношение сигнал/шум 94 дБ; габариты 198×59×230 мм, вес 1.8 кг.

Рисунок 23.	Усилитель KAC-6104D.

Аппараты построены по классической схеме усилителей класса D с генератором треугольного напряжения на операционном усилителе BA4560RF фирмы Rohm; усилительный тракт выполнен на дискретных компонентах. В оконечных каскадах усилителя мощности применены упомянутые выше полевые транзисторы IRFP250NPBF, работающие при напряжении ±54.2 В.

Импульсный источник питания усилителей построен на основе ШИМ-контроллера TL484IDR фирмы Texas Instruments с частотой коммутации до 300 кГц. В качестве силовых ключей преобразователя использованы упомянутые выше полевые транзисторы STP60NF06FPК. Кроме напряжений ±54 В преобразователь формирует напряжение ±15 В для питания предоконечных каскадов усилителей.

Приведенные в статье категории современных продуктов Kenwood не охватывают полностью всю номенклатуру электронной аппаратуры, выпускаемой компанией. Акустические системы, портативная аудиотехника, видеорегистраторы, судовая электроника, телекоммуникационная аппаратура и средства связи требуют отдельного рассмотрения.

Литература: