第五章汽车音响系统

第五章汽车音响系统廖均博第一节汽车音响系统概述汽车音响系统的作用是什么？第一节汽车音响系统概述娱乐接收信息第一节汽车音响系统概述随着数字音响技术的不断发展和人们对舒适性要求的不断提高，汽车车载音响已成为汽车的必选装备，DVD机取代CD，成为中高档轿车音响的主流，而更方便的USB和MP3也开始成为汽车音响的选装配置。大中型旅行客车和长途客车上基本都装上了带卡拉OK功能的车载VCD视听系统，而一些高档轿车更是装用了车载DVD视听系统。汽车音响的历史电子技术的技术进步推动着轿车音响的发展。1923年，美国首先出现了装配电子管式无线电收音机的轿车；20世纪50年代，半导体管逐步取替了电子管，出现了半导体式收音机，提高了轿车收音机的寿命。20世纪70年代初，卡式收录机进入了市场，一种可播放卡式录音带的车用收放两用机出现在轿车上，多以一个卡式收放两用机与一对扬声器为基础组合，输出功率多在20瓦左右。1984年起，CD，6碟CD技术成为汽车音响技术的主流汽车音响的历史21世纪初，DVD、MP3技术成为音响技术发展的主流技术今天，音响集成导航、集成车载网络系统（telemactics），音响整个控制面板做成类似iphone的触摸控制技术成为汽车音响系统发展主流1．采用蓄电池供电汽车音响一般为负极接地，用12V或24V直流供电，为了提高输出功率，一般采用降低扬声器阻抗的方法；2．外形体积受到限制汽车音响的体积，按DIN标准规定为183mm（长）×50mm（高）×153mm（深）。1DIN：指一个标准空间●、2DIN：指是1DIN的2倍空间。这里一般用于对音响主机、调谐器、LCD显示屏的安装。汽车音响一般采用多层立体装配方式；汽车视听系统的特点3．在恶劣的环境条件下使用车在不同等级的路面上行驶，致使汽车音响常受到震动及冲击；同时，汽车音响的安装部位又离发动机不远，故经常在温度较高的条件下（温度有时高达60℃）工作4.对元器件的性能要求较高元器件的耐热性和焊接要求都比较高，具有很强的抗震动和抗冲击功能汽车视听系统的特点汽车视听系统的特点5.抗干扰能力强汽车电磁干扰的概念首先从AM/FM系统提出电磁干扰是双向的，你干扰别人或别人干扰你都有电磁干扰的形式一般有辐射干扰，传导干扰，静电干扰在整个汽车电器中，汽车发动机的点火装置以及各种用电器都共用一个蓄电池，这就会通过电源给汽车音响的AM／FM接收带来很大的干扰；汽缸高压点火也会通过空间进行干扰。因此，汽车音响中都装有一个滤除上述干扰的CHOCK（扼流圈）元件，来对电源进行滤波；而空间干扰则采用全密封的冷轧铁皮壳进行隔离。个别高级汽车音响还装有专用抗干扰的集成电路，用以降低外来噪声的干扰。一、汽车视听系统的特点6.AM／FM接收灵敏度高，动态范围大7.具有夜间灯光照明8.配用功率大、阻抗小、体积小的扬声器与汽车音响相配套的扬声器阻抗多为4Ω，口径一般在4～6in（1in=25.4mm），因受安装空间的限制，故不可能取得很大。扬声器的结构方式分为全频带，同二分频或三分频，功率约在30～100W之间。扬声器引线很粗，接线柱采用镀银（镍）铜排，以降低接触电阻，减小线损。汽车音响的新技术执行语音指令的汽车音响系统；集成DVD+导航+USB音响整个控制面板做成类似iphone的触摸控制技术集成telemactics技术问题：车载网络系统telemactics有哪些功能？汽车音响品牌研究J.D.Power公布了2006年度汽车音响品牌研究报告，Bose连续第四年当选为全球最佳汽车音响品牌。J.D.Power根据未经提示的知晓率、品牌认知度、喜好度等来为不同的汽车音响品牌进行评估，结果Bose以665分位居第一。Bose在美国市场尤其受到追捧，远远领先于美国市场第二名的索尼。索尼则更加受到欧洲消费者的喜爱，其在欧洲市场得分是众品牌中最高的，其次是先锋。现代汽车音响系统是在传统的汽车音响的基础上增加了视频信号源（AV功能），即VCD影碟机或DVD影碟机，同时增加了显示器。汽车视听系统分为五大部分：信号源、放大器、扬声器和显示器、控制开关。第二节汽车音响系统的组成和工作原理汽车音响系统所示。汽车音响系统图5-9汽车音响组件配置图天线CD盒式磁带磁带播放器/CD播放器收音机放大器扬声器信号源是汽车视听系统的节目源，包括汽车收音机（调谐器）、磁带放音机、CD唱机、车用VCD机或DVD机等。普通中低档车用视听系统的信号源主要是车用收放音机和CD机；高档汽车视听系统的信号源主要是收放音机、车用DVD机，还可以选装MP3和MD唱机。（一）信号源汽车音响系统的组成—信号源1．天线拉杆式印刷式鲨鱼鳍式汽车音响系统的组成—信号源1．天线为了防止噪音进入同轴电缆芯线，电缆外缠网状导电线，即屏蔽线。此屏蔽线隔断噪音并进行接地以防止噪音进入系统。如果屏蔽线不能良好接地，会产生噪音汽车音响系统的组成—信号源天线噪音噪音屏蔽线芯线同轴电缆图5-13天线与噪音2．收音机收音机的接收从许多广播电台发射的无线电波中选择某一需要的节目，在无线电广播中，有AM和FM，收音机收AM广播和收FM广播是不一样的。而两种波都收的收音机有两只调谐器分别用于AM和FM，它们通过按钮操作来切换，如图5-17所示。汽车音响系统的组成—信号源FM调谐部位FM调谐部位AM调谐器部位放大器部位图5-17收音机原理框图2．收音机无线电广播信号传播过程中，出于人们听到的音频信号是低频信号，能量很小，不能进行远距离传送。为此，必须通过将音频传号调制成高频电波才能远距离传递。调制，是使载波信号某项参数（如幅度，频率或相位）随调制信号的变化而变化，从而将调制的信号“装载”到载波的过程。即把被传送的低频信号“装载”到高频信号上，再由发射天线发送。通常把被传送的低频信号叫调制信号，把运载低频信号的高频信号叫载波。常用的两种调制方式分别是调幅和调频。汽车音响系统的组成—信号源2．收音机调幅，使载波的幅度随调制信号幅度变化而变化（频率不变），从而将调制信号（音频信号）“装载”到载波信号的过程。调频，使载波的频率随调制信号（音频信号）频率变化而变化（幅度不变），从而使调制信号“装载”到载波信号曲过程汽车音响系统的组成—信号源2．收音机收音机收音过程是要获得原来调制声音（音频）信号，为此必须通过解调（将高频载波滤去，因为人的耳朵听不到高频音），才能把低频的调制信号从经过调幅或调频的高频信号中分离出来。汽车音响系统的组成—信号源图5-18AM和FM声音信号载波AMFMAMFM非立休声FM立休声AMFM调制信号3．CD唱机CD（CompactDisc）唱机即激光唱机，用来播放激光唱片的设备；具有自动选曲、回放和遥控操作功能。汽车音响系统的组成—信号源CD唱机由激光拾音器、信号分离及处理电路、伺服传动机构、数/模转换机构、控制及显示电路组成。伺服传动机构用来完成CD唱片的运转及激光拾音器的循迹运动；数/模转换机构、控制及显示电路用来处理各种电信号。图为CD唱机结构框图汽车音响系统的组成—信号源CD唱机原理音乐资料被录制成通过有或无凹点表示的数字信号。这些凹点0.5μm宽、0.9到3.3μm长、和0.11μm深的突起在“坑点”处，由于反射光干涉，返回聚光镜的量少，在没有“坑点”处，唱片表面光滑如镜，反射光全部返回聚光镜。光电接收器根据聚光镜返回的光量的多少判断出“坑点”的有无，并以数字0或1输出电平信号。汽车音响系统的组成—信号源1）激光拾音器用来拾取CD唱片上的各种信号，输出数字信号；它是把激光束经大孔透镜聚焦后，照射在CD唱片上，直接读取数字音频及其它附加信息的拾音装置。汽车音响系统的组成—信号源2）信号分离及处理电路把来自激光拾音器的数字信号进行分离处理，将含音频信号的数字信号进行解码，再送至数/模转换电路；同时将同步信号、纠错信号和电机测速信号分离出来送给控制系统，进行相应的控制；汽车音响系统的组成—信号源3）数字信号处理及数模（D/A）转换器数字信号处理电路的作用是将代表音频信号的数字信号进行解码，变成音频信号。4）伺服系统激光唱机中的伺服系统主要是聚焦伺服、循迹伺服和进给伺服。汽车音响系统的组成—信号源聚焦伺服是利用从反射光中检测出的误差信号，驱动聚焦物镜沿光轴方向移动，跟踪唱片的上下波动，使激光束准确聚焦。汽车音响系统的组成—信号源循迹伺服原理类似于聚焦伺服，也是从反射光中提取误差信号，用来控制光点沿径向的移动，以准确跟踪坑点轨迹的移动。汽车音响系统的组成—信号源5）信息存储和控制显示系统激光唱机的信息存储和控制显示系统是为了便于操作和显示放唱时间、曲目等信息而设立。它有放音、快进、快退、停止、暂停、记时和音量指示等多种功能。信息存储系统由微处理器组成，它可以事先编排节目次序进行存储，然后按存储内容进行播放。汽车音响系统的组成—信号源4.VCD/DVD影碟机VCD（VideoCompactDisc）VCD影碟机激光拾音器工作方式同CD激光唱机一样，机芯是通用的。VCD影碟机与CD激光唱机惟一的不同是增加了数字化音视信号解压缩功能，并分别经数模变换后输出模拟的声音和图像信号。VCD影碟机兼容了CD唱机的功能。DVD机解决了VCD图像清晰度不够高的问题，是更高级的激光影碟机。汽车音响系统的组成—信号源5．MD唱机MD即是指MiniDisc，是SONY公司开发的一种音乐储存媒体。MD又分可录型MD和单放型MD，是集磁、光、电、机于一体的高科技产品。MD唱机体积小，可以反复擦录，既具有CD的音质和长期保存性，又具有具有强大的编辑功能。目前汽车上已基本不用MD。汽车音响系统的组成—信号源6．MP3唱机MP3是数码技术和网络化的产物，同时MP3是一种计算机音频文件格式。它的特点是生成的声音文件音质接近CD，而文件大小却只有其十分之一。汽车上一般不单独装用MP3唱机，而是在CD机内集成了MP3播放功能，用于播放MP3节目。汽车音响系统的组成—信号源（二）放大器放大器简称功放，其主要作用是将各种节目信号进行电压放大和功率放大，然后推动扬声器发出声音。按功能不同又分为：控制放大器（前置放大器）、功率放大器和环绕声放大器等类型。汽车音响系统的组成—放大器1）控制放大器它连接信号源及控制信号的开关并对各种节目进行必要的处理和电压放大，把音频（AUX、MIC）信号放大至功率放大器所能接受的输入范围，包括：输入电路：对送入的信号进行阻抗、频率的均衡和控制；音调控制：对节目信号的各段频率进行提升或衰减；音量控制：控制音量大小；汽车音响系统的组成—放大器2）功率放大器对控制放大器送来的电压信号进行不失真的电流放大，包括：等响度控制电路：对小信号中低频和高频部分进行补偿，以弥补人耳的先天不足；功率放大：把前置送来的信号进行电流和电压放大；保护电路：过电流、过电压和过热保护；汽车音响系统的组成—放大器3）环绕声放大器环绕声能使听众更具有临场感，在欣赏音乐时有被声音围绕的感觉，包括：环绕声处理电路：利用信号延迟方法产生环绕声效果；环绕声放大器：带动环绕声音响发声；汽车音响系统的组成—放大器汽车音响系统的组成—扬声器（三）扬声器扬声器又称为喇叭，是汽车视听系统的终端，决定着车内音响性能。扬声器的数量、口径和安装位置由汽车舒适性的要求而定，但是为了能欣赏立体声，车内至少需要装用两只扬声器。扬声器的主要功能把音频信号还原成声音传达出来，而其不同的声音，需要大小不同的喇叭来执行。一般而言，扬声器的体积愈大，其声音愈低沉；体积愈小，声音愈高。扬声器大体可分为全音域、同轴式、组合式三大类。全音域就是以一只扬声器涵盖大部分频率的声音范围；同轴式的构成是在低音扬声器的轴心上，再加上一个高音或者中音扬声器，形成所谓的同轴二音路或同轴三音路扬声器，在汽车上应用较多；组合式扬声器则是通过几个大小不同的扬声器单体，再配合上电容器、电阻、电感等电子元件形成的被动分音器，来分配不同频