车内音响基础篇.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,AOJ,公司内部培训资料,车,内音响基础篇,项 目,页,【1】汽车音响的特,点,1.车厢空间小（形状）,2.听音位置,3.扬声器的位置,4.人和车内饰,5.行驶噪声,6.电源,P1,P1,P1,P2,P2,P2,【2】车厢 空间,（形状）,1.驻波,2.反射波（相位干扰）,3.相邻反射,4.混响低,P3,P10,P15,P18,【3】听音位置,1.非对称,2.指向性,P20,P21,【4】扬声器的位置,1.在各位置下的特性,仪表盘,前门,后板（镶嵌）,后板（放置）,P23,P24,P26,P28,P30,【5】人和车内装饰,物,1.吸声特性,2.容积变化,P32,P33,【6】汽车行驶噪声,1.行驶噪声频率,2.行驶噪声与重放音,3.低音区校正,P34,P35,P36,【7】电源,1.蓄电池容量,2.蓄电池容量引起的音质差异,3.导线容量引起的音质差异,P38,P39,P41,【1】,汽车音响的特点（与家庭音响比较）,1,.车厢空间小（形状）,与音乐厅相比，车厢空间只是音乐厅容积的几十分之一。,在车厢内，存在各种形状的障碍物，影响声音的传播。,在车厢内，混响的时间很短，不足300,ms，,余音不足。,2.听音位置,在家庭音响系统中，从听音位置看，扬声器的位置都是对,称的。,在车厢里，不对称。,3.扬声器的位置,在车厢里，扬声器的位置受扬声器大小的限制。,AC01,没有动力感和扩展感,声音集中在距听音者最近的扬声器方向,扬声器位置发生变化，声音也随之变化,音响,4,.吸声特性,车内饰材料和乘车人都会吸收声音。,5.行驶噪声,行驶噪声是汽车特有的噪声，汽车行驶引起的振动、风,声、发动机声音、噪声都会对音响的音质产生很大影响。,6.电源,电源电压变动大，也会产生噪声。,AC02,即使是同一品牌的汽车，由于内,饰,材料不同，以及乘车人数不同，重放音质都会受到影响。,主要是对低音的影响，破坏人们对音质和音量的感觉。,噪声影响音质,音响,【2】,车厢空间（形状）,与一般的音乐厅相比，车厢空间狭小，影响音质的因,素较多，从而形成了汽车音响特有的音质。,影响汽车音响音质的主要因素有以下几种：,1.驻波,从中音到低音，会产生驻波，从频率特性上讲，会形,成峰值和谷值，这是造成音质变差的主要原因。,另外，在低音频，由于驻波的存在，听音位置不论是,处于波环，还是处于波节，都会产生声压差。,1）驻波引起的共振,图1,音响,AC03,2）车内驻波与室内驻波,象音乐厅那样较大的空间，一般在100,Hz,以下时，才会,受驻波的影响，但在车厢内，100,Hz,以上时，就会受到,驻波的影响。,图2是在不同的空间内，驻波引起的共振频率的分布图。,与音乐厅相比，由于车内空间小，所以全部共振频率基,本上都分布在高频区内。,图2,分布稠密部分：相邻波受到峰值和谷值的平均化影响，,频率特性接近于平缓。,分布稀疏部分：峰值和谷值较为明显。,分布稀疏部分在100,Hz,以下时，从听觉上没有多大的影响，,但在100,Hz,以上时，正处于乐器和语音的基频处，所以音,质明显变差，音色欠佳，形成汽车音响所特有的音质。,从中音到低音，都受到影响。,音响,AC04,3）车内驻波的影响,（1）车厢内前后尺寸大约是2,.81.8,米，会产生最低约,60 80,Hz,的驻波。,另外，车内宽约1.81.2米，会产生最低约100,160,Hz,的驻波。,图3,前 后,音响,AC05,（2）至于前后方向，听音位置附近正好是处于最低驻,波（6080,Hz）,的波节处，因此，听音者感到有,声压差。,听音位置,图4,听音位置,音响,波环,波环,波节,AC06,（3）前后方向双重驻波的120,180,Hz,的波环正好处于听,音位置，同时也正好是左右方向最低120160,Hz,驻,波的位置，因此，会产生峰值。,图5是各种因素合成后的声压分布图（概念）,图5,前后方向双重驻波的波环,前后方向双重驻波的波节,左右向驻波的波环,在车内，实际的分布更为复杂,100160,Hz,时，在听觉上，会产生压抑感和呆滞感。,另外，从驻波特性来看，会产生其2倍的频率200,320,Hz，,所以，声音容易产生呆滞感。,前后最低驻波：产生声压差。前后（2倍）和左右驻波：产生100160,Hz,的高声压。,音响,AC07,（4）图6是前置扬声器中心支架侧面及车内横向驻,波引起的共振（100300,Hz）,图。,图6,怎么才能减轻呢？,前侧 后车厢,音响,AC08,（,5）车内脚垫处驻波的实测值（数据）,1/,3倍频程,电,平,频率,音响,AC09,2,.,反射波（相位干扰）,由于反射波的影响，从中频到高频，会产生相位干扰，因此，在频率特性上，会产生很多峰值和谷值，这就是造成音质下降的主要原因。,1）相位干扰,相位干扰是由直射音与反射音到达听音位置的时间差而引起的，相位干扰对听音位置的声压和相位差影响很大。,特别是在汽车狭小的空间内，听音位置和扬声器都离车身很近，所以会受很强的反射音的影响。,（1）图1是干扰模式图。与直射音（,L1）,相比，反射音经,过车身到达听音点（,M）,的时间要比直射音所需的时,间长，这就产生了时间差,。,图1,音响,AC10,图2,反射造成的时间延迟,（2）听音位置（,M）,的相位干扰模式,（,L1）,与（,L2）,同相时（1个波长）,峰值（增强）,（,L1）,与（,L2）,反相时（半个波长）,谷值（取消）,音响,AC11,（3）从频率特性上看，会出现峰值和谷值。,增强 取消,（4）反射引起相位偏移，相位偏移使音色发生变化。,原来的波形,合成波,波形变化,相位偏移,合成波,音响,AC12,2）,反射音的时间,直射音和反射音的时间差通常在50,ms,以内，在听觉上，直射音很强。,(1)图3是将音乐厅和车内的直射音与反射音的强度、时间模式化后的示意图（概念图）,从图3可以看出，与音乐厅相比，车内听音位置和扬声器都离车身较近，主要是30,ms,以下的强反射音。,图3,音乐厅,直射音成分,声,音,强,度,50,ms（,时间）,车内,直射音成分,声,音,强,度,50,ms（,时间）,音响,AC13,3）汽车后档风玻璃内侧隔板的反射,如图4所示，扬声器镶嵌在后档风玻璃内侧板上时，受后档风玻璃强反射的影响，在听觉上，会产生很强的失真感。,音响,AC14,3,.,相邻反射,当汽车后风档玻璃内侧的板上装有扬声器时，基于频率特性，在中音频上会产生很大的谷值，造成音质下降。,这种反射主要是由于后风档玻璃内侧板附近的形状造成的。主要是在500,Hz,附近产生的很陡的几分贝到几十分贝的的波谷。,这一音频又正好处于基频带，所以在听觉上音色变化很大。,音响,AC15,1）扬声器的位置与频率,（1）,L1,方向,（2）,L2,方向,音响,AC0316,2）,隔音效果（形状）,安装位置 低音特性,每个面都保持独立,最大6,dB,放置在地面上，离开墙。,最大12,dB,靠墙放置在地面上,最大18,dB,放置在房间的墙角,在后风档玻璃的内侧板上安装扬声器，安装方式不是,C,模,式就是,D,模式，受到隔音效果的影响低音声压上升。,音响,AC17,4,.,混响低,在车厢内，混响时间很短，就像静止的空间一样，余音很短，没有扩展感和深度感,。,1）混响音频,如图1所示，音源向空间停止辐射后，声音不会瞬间消失，而是逐步衰减。,音源停止后，声音不能立即消失的现象被称为混响；从音源停止后到声压降到60,分贝,时的,时间，称为混响时间。,图1,声音停止的瞬间,空,间,音,频,强 音源,度,混响时间,ms（,时间）,模式化的混响时间模式，如图2所示,图2,直射音成分,音,频 几百,mmsec,强 听觉上，丰富的余音感。,度,直射音,ms（,时间）,分散成分,音响,AC18,2）车厢与音乐厅,音乐厅,直射音,音,频,强度,ms（,时间）,车厢,直射音,音,频,强,度,ms（,时间）,从上图可以看出，音乐厅的混响时间大约300,ms500ms。,另外，演奏厅的混响时间更长，长达5002000,ms，,这就,形成了音乐厅特有的声场。,然而，在车厢内，由于空间小，混响主要由直射音与低音频分散成分所构成，所以混响的时间很短，只有100,ms,左右，从而造成扩展感及深度感降低。,音响,AC19,在听音位置，不能获得完美的立体声效果，而且在扬声器的安装位置与听音点之间，受到指向性的影响。,1,.非对称,由于左右扬声器的位置到听音位置并不是对称的，所以声音偏向距听音位置较近的扬声器侧。,这样，就会造成到离听音位置近的扬声器的声压很高。从图1可以看出，从两边的扬声器到听音点的时间差（,L1L2），,普通车辆为1.8,ms,左右，所以，受到先行音效应（将声音定位在首先到达的声音方向的扬声器上）作用，声音偏向于扬声器,SP2,侧。,图1,音响,【3】,听音位置,AC20,2.指向性,高频声压级降低，打破了低音和高音的平衡。,1）指向性,指向性也称扬声器输出声压指向频率特性，是指将扬声器按下图的30、60 和水平移动时的特性值。,越接近于高频部分，指向性变化越大，同时衰减度也增大。,图2,频率响应曲线,等距离测定点,响,应,频率,4,KHz,测定值的指向性,音响,AC21,2）,前置扬声器（实例）,从图3可以看出，距听音位置近的扬声器，与听音位置构成60的角，因此，会受到指向性的影响。,这样，低音和高音的平衡被打破，声音缺乏扩展感和饱满感。,音响,AC22,图3,扬声器的尺寸和安装位置限定了扬声器的位置，而,扬声器的位置又直接影响着音质的变化,。,1,.,扬声器在各种位置上的特性,测定音源的输出声压频率特性,频率响应曲线,响,应,dB/W（1m）,频率（,Hz）,测量对象 分析仪 分析计算机,软盘,扬声器,话筒放大器,功放 打印机,音响,【4】,扬声器的位置,AC23,1）汽车仪表盘上安装扬声器时,（1）频率特性,如图1所示。,在2,KHz,左右时，频率曲线几乎平坦，但在2,KHz,以,下时，开始波动。特别是频率在150,Hz,以下时，衰减急剧增强，在,200,Hz,时产生峰值，在500,Hz,左右时形成波谷。,（,2）听觉上,由于低音不容易重放，所以听觉上声音无力。,但在中高频时，较为直接，在前方可以产生定位,感。,图,1,1/3,倍频程分析,电,平,频率（,Hz）,音响,AC24,(3)说明,如图2所示，安装扬声器的汽车控制板（仪表盘）的内侧没有密闭，而且与车厢相通，因此，从扬声器背后传来的声音与前面的声音相互干扰，致使低频衰减。,另外，在中高频带，扬声器的中心,轴,正好对准听音者的方向，因此,，,可以获得较为直接的特性。,图2,相互抵消，变为零,音响,AC25,1）前车门装有扬声器时1）频率特性,如图3所示。,在 大约500,KHz,时，产生很陡的波谷，在100,Hz,2KHz,附近，产生峰值，从5,KHz,附近开始衰减。,（2）听觉上,声音尖锐，不稳，有摇晃的感觉。,从图3可以看出，这是因为没有中音频，两端,升高造成的。,图3,1/3倍频程分析,电,平,频率（,Hz）,音响,AC26,(3)说明,100,Hz,和500,Hz,时的峰值和谷值，是由于扬声器周围的空间形状对频率特性的影响所致。（如图4所示）。,另外，500,Hz,时的波谷，除空间形状的影响外，还有扬声器本身的特性，受车门内部强度影响而变的原因。（如图5所示）。,5,KHz,以上的频率时，由于指向性的影响产生了衰减。,图4,图5 出现谷值,音响,AC29,3）扬声器嵌入汽车后风档玻璃内侧板上时,（,1）,频率特性,如图6所示。,在500,Hz,左右，产生很陡的波谷；在200,Hz,附近，,产生峰值；在1,KHz,左右时产生谷值。,另外，从中频到高频与低频相比，电平整体上变低。,（2）,听觉上,低音量感很丰富，但其反面却对中频造成了压抑感。,图6,1/3倍频程分析,电,平,频率（,Hz）,音响,AC28,(3)说明,受附近反射影响，在,500Hz,附近产生波谷，另外，200,Hz,附近的峰值，是受驻波、后风档玻璃内侧板的隔离效应、后备箱内部的箱体效应所致。,从中音到高音，也会受到后风档玻璃反射等的相位干扰和指向性的影响。,音响,AC28,4）后风档玻璃内侧板上安装扬声器时,（1）频率特性,如图7所示。,从整体上看，电平平均化了，但是，在100,Hz,以,下时，电平开始变低。,（2）听觉上,在低音重放时，会受到影响，但从整体效果看，,重放声音是较为均匀的中高音。,图7,1/3倍频程分析,电,平,频率（,Hz）,音响,AC30,(3)说明,只是扬声器的正前方的相位干扰和附近反射的影响较小。,但由于扬声器箱体的容积较小，在播放低音时，会受到一定的限制。,音响,AC31,乘员和内饰会改变车厢内的吸声性和容积，这也是一个影响音质的原因。,1,.吸声特性,在车内，乘员和内饰材料都具有吸声特性，频率特性会受到乘员和内饰材料的影响。,表1列出了在混响室测得的各种频率的吸声力数据。在测量时，乘员坐在座椅上，数据中扣除了椅子部分的影响，因此，这此些数据是乘员本身的吸声力。,表1,从上表可以看出，各频段的吸声力都有差异。对于皮面椅子，中频吸声力较高，越接近高频、吸声力越小，可以认为是反射量过多。人和椅子基本相同，从中音到高音，越接近高音，吸声力越大，特别是在高频的吸声力就更大。,例如：相同的汽车，车内饰不同（例如，座椅面不同，羊绒面或皮面），吸声力也随之不同。如果是皮面，听觉上，从中音到高音都会感觉是很高的。,条件,吸声力,63,125,250,500,1K,2K,4K,8K,椅子,皮面,布面,0,.03,0,.06,0,.05,0,.08,0,.16,0,.20,0,.23,0,.38,0,.13,0,.41,0,.11,0,.49,0,.12,0,.50,0,.11,0,.52,乘员便装,坐在皮面椅子上,坐在布面椅子上,0,.08,0,.06,0,.08,0,.09,0,.09,0,.10,0,.19,0,.18,0,.50,0,.35,0,.54,0,.31,0,.69,0,.42,0,.79,0,.69,音响,【5】,乘员和内饰,AC32,2,.,容量的变化,容量的变化指的是随车内乘坐人数不同，车内容积发生,的变化，容量变化会影响低音部分。,图1是乘坐人数不同时的实际测量数据。,虚线部分是乘坐一名试验用人体模型时的数据，实线部分,是乘坐3人时的数据（包括人体模型）,从下图可以看出，乘坐3人时，低音声压升高，这是因为乘,坐人数增多后车内空间容积变小，使低音的声压上升，产,生压迫感的原因。,另外，中高音也受吸声特性的影响，声压降低。,1/3倍频程分析,电,平,频率（,Hz）,只司机一人,司机三人,音响,AC33,汽车的行驶噪声及发动机的振动声都会影响重放声音的音质（音色）和音量感。（音质损坏）,1,.行驶噪声的频率,（1）沥青公路 85.6,dB,（2）,土路 97.6,dB,（3）,石板路 101.9,dB,沥青公路速度60公里,音响,【6】,汽车的行驶噪声,AC34,2,.行驶噪声与重放声音,1）行驶噪声与重放频率,行驶噪声频率特性 重放频率特性,2）听觉上的重放频率,受行驶噪声的影响，听觉上的重放频率特性,（耳朵听到的实际声音）,抵消,（屏蔽效应,）,重放音的音质（音色）及音量感发生变化。,（音质损坏）,音响,AC35,3.低音校正,受行驶噪声的影响，听觉上的重放频率特性,（耳朵实际听到的音）,增加低音后，效果会好。,1）,增强主机的低音，或增装均衡器，以增强低音。,重放频率特性,耳朵实际听到的音,音响,AC36,2）使用超低音扬声器，重放低音,低音校正后听觉上的重放频率特性（耳朵实际听到的声音）,超低音扬声器频率特性,音响,AC38,汽车音响使用的电源是12,V，,在汽车行驶时，电源由于不断地反复充电和放电，很容易受电压变化及噪声的影响。特别是当蓄电池中的电量减少时，对音质会产生更大的影响，这是造成音质变差的主要原因。,1,.蓄电池的容量,蓄电池的容量是指从蓄电池中提取的电流量。,蓄电池容量的表示方法：使充足电的蓄电池以一定的电流放电，待放电中的端子电压降至放电终止电压（1槽是1.75,V,以下，12,V,的蓄电池降至10.5,V）,时所用的累计连续时间。,（放电电流）（放电时间）=,A h,关于放电时间，原来使用的是20小时放电率，但现在使用的是5小时放电率。,当蓄电池电压降低，电解液比重下降到1.210以下时，音,质会急速变差。电解液比重,充电量（%）,1,.260,1.210,1.150,1.100,1.050,10,0,75,50,25,几乎 0,音响,【7】,电源,AC38,2.蓄电池容量不同而导致的音质差异,利用脉冲响应，按图1的条件，进行测定。,然后做试听评价。,图1,示波器,切换 放大器,1）输出波形,上段：供给放大器的电流。,下段：扬声器输出电压。,（1）容量大时（100,Ah）,在输出波形上，在供给电流、输出电压的同时，也供给了响应。,试听评价：声音有间断感和加速感，满电量时，声音浑厚。,音响,AC39,（2）容量小时（35,Ah）,无法瞬间供给电流。,试听评价：有些失真，声音堵塞。,音响,AC40,3.电源线容量的差异,示波器,切换 切换 放大器,1）输出波形,上段：供给放大器的电流。,下段：扬声器输出电压。,（1）60,A,容量时,在输出波形上，供给了响应，上升很好。,试听评价：因都是满电量，声音浑厚。,音响,AC41,（2）5,A,容量时,输出波形，瞬间降低电流供给量，上升迟缓。,试听评价：有些失真，声音堵塞。,音响,AC42,