汽车音响系统设计(7页).doc

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1、-汽车音响系统设计-第 7 页汽车音响系统设计 摘要随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们衣食住行生活中不可或缺的一份子。汽车音响系统也逐渐成为消费者购买汽车时看重的一大指标。本文结合多年的汽车音响系统设计开发经验，回顾了汽车音响的发展历程，着重阐述了在开发设计汽车音响系统时应当注意的事项，希望能够对今后汽车音响系统的开发起到有益的参考。 关键词汽车音响 设计开发 发展历程 音响系统 注意事项 中图分类号U463.6 文献标识码A 文章编号1009-5349（2014）03-0111-02 汽车音响系统最早问世是上个世纪的50年代，在刚刚发展的初始阶段，所谓的汽车音响系统只是

2、简单的一台收音机、外加一个外放的喇叭；后来又有了卡带收音机；到20世纪末，DVD的出现令人耳目一新；但没过多久，卫星导航、数字电视、互联网播放系统、数字电视等汽车音响系统的开发如雨后春笋般层出不穷。并且驾驶员和非驾驶员分别拥有独立不受干扰的汽车音响系统，这无疑是汽车制造以及汽车音响系统开发历史上令人欣喜的重大进步。未来汽车制造业势必与数字化多媒体系统息息相关，新型的汽车音响系统将引领数字化试听娱乐系统的新潮流。 一、汽车音响系统对音响产品的要求具有独特性 （一）汽车蓄电池瞬间低电压的影响 当汽车处于停止状态时，汽车蓄电池的电压会发生陡然而迅速的下降。如下图所示，在汽车正常行驶的过程中，发动机能

3、够保持正常的的状态，并连续不断地给汽车蓄电池充电，电压和汽车音响也保持在14.4V左右的正常状态。而到了T1时刻，发动机停止运行，这时候的汽车蓄电池无法继续接受来自发动机提供的电力，并迅速释放电力，电压也发生陡然的下降；T2发动机又开始继续运行的时候，电池表现出短暂的短路现象，此刻蓄电池的电压最坏会降到6V；T3以后，发动机正常运转，蓄电池内的电压稳步上升。 一般而言，由于外围电路的电容急速释放电力，电路无法继续开展正常的工作。因此，当汽车处于停止或正好启动的节点时，汽车音响设备的音频功率放大器会停止声音的继续输出。但当今社会科学技术的发展突飞猛进，人们对汽车音响的高追求已经不能再受音频功率放

4、大器电路结构的影响。现在一些高端汽车在启动或者停止的瞬间，汽车音响仍然会处于正常播放的状态。 （二）信号干扰与音响质量之间的关系 当高大的建筑群或山脉阻挡了无线电波时，信号会经过折射沿着不同的方向达到汽车的收音天线。而不同方向的信号之间相互阻挠，导致汽车的收音天线接收的信号非常紊乱，甚至信号点的重叠直接导致一个频率点的信号完全消失。这种现象叫做频率选择性衰落，或者也可称为多径干扰。 因此，在设计系统的时候，增加一个分集功能是极其有必要的。这样即便遭到信号干扰，最起码会有一个天线还能正常接收到信号。一般采取的是多调谐器设计方法。利用至少两条单独的调谐器天线路径来接收一样的频道，并利用最大比合并分

5、集的手段，将单独的信号合并为一个整体，进而大大提升信号的质量。 （三）即插即用USB/SD的兼容性 目前大多数的汽车内都普遍设立了USB插槽，但由于USB插槽兼容性能一般，下载的音乐才播放时常常出现各种各样的问题，因此汽车使用者一般很少选择使用即插即用的USB插槽。因此，汽车音响系统的设计者在后期的研发制造过程中应当将USB插槽的兼容性问题考虑进去，突破兼容限制。 二、汽车音响系统的构造 一台汽车的电气系统由两部分组成，分别是用电设备和供电系统。其中，供电系统的特点是低压和直流，又包括开关、发电机、蓄电池等。用电设备指的是空调、音响、车灯等消耗电源的设备。发电机和蓄电池是两个主要的供电设备。

6、发电机的工作原理是汽车发动机运行导致发电机工作。因此汽车在正常行驶的过程中，最重要的供电者就是发电机。一切电气设备以及蓄电池的电源都将由发电机提供。当发动机处于不稳定的环境中时，那么发电机就不能正常发电，此时用电设备的运行就只能依靠蓄电池。 当发电机能够正常供电时，电源系统中的脉冲电流比较高，用电设备或者开启、或者关闭，这导致各个负载中的脉冲电流也出现高高低低的变化。因此，汽车制造商对汽车供电设备的期望是无论在什么环境、什么状态下，供电设备都必须用电设备提供稳定、持续、正常的电源。 三、汽车音响系统的结构 如下图所示，显示设备、操作设备、音源设备、扬声器、音频处理设备等共同组成了汽车的音响系统

7、。 与家庭音响相比，受环境的影响，汽车音响对设计研发有着更高的要求。汽车行驶的环境不是固定不变的，气候温度会出现高低不同的差异，行驶地面也有高低不平之分。因此，在设计电路印刷版时难度也较大。一般情况下，汽车音响要适应的环境在-30到90之间，温度跨越非常大。所以选取的电路元件必须具备良好的散热板，能够满足高难度的散热要求。 行驶地面环境对汽车音响设备的抗震性提出了要求，汽车音响系统的兼容性和设备的抗震性将成为今后汽车设计师们的关注点。 四、汽车音响系统的设计原理与方法 如何以最短的时间周期开发出高质量、高效率的汽车音响系统直接决定着制造商在风起云涌的汽车竞争市场上是否能打响漂亮的一战。在开发汽车音响系统的时候，必须要注重硬件系统的多元化和人机界面的一体化，并在此基础上提高造型设计的美观性。具体而言，有以下几个问题需要格外重视。 （一）电源系统有效地滤波和去藕 音响性能降低的一个非常重要的原因是电源噪声。因此为保证电源质量，应当采用稳压IC为音响系统供电，采用非晶扼流圈与大容量电解电容和小容量独石陶瓷电容组成的LC无源低通滤波器给汽车音响电源滤波，它能够将汽车供电系统中的瞬态干扰信号大幅度衰减或完全滤除，并能阻止汽车用电设备内部电路设计中产生的干扰噪声通过电源线反窜入汽车供电系统中，污染其他的用电设备的电源供电环境。