車內音響基礎篇

1、車內音響基礎篇1項 目頁【1】 汽車音響的特 點 1. 車廂空間?。ㄐ螤睿?. 聽音位置3. 揚聲器的位置4. 人和車內飾5. 行駛噪聲6. 電源P1P1P1P2P2P2【2】車廂 空間 （形狀）1. 駐波2. 反射波（相位干擾）3. 相鄰反射4. 混響低P3P10P15P18【3】 聽音位置1. 非對稱2. 指向性P20P21【4】揚聲器的位置 1. 在各位置下的特性 儀表盤 前門 后板（鑲嵌） 后板（放置）P23P24P26P28P30【5】人和車內裝飾 物1. 吸聲特性2. 容積變化P32P33【6】汽車行駛噪聲 1. 行駛噪聲頻率2. 行駛噪聲與重放音3. 低音區(qū)校正P34P35P36

2、【7】電源 1. 蓄電池容量2. 蓄電池容量引起的音質差異3. 導線容量引起的音質差異P38P39P412【1】汽車音響的特點（與家庭音響比較） 1. 車廂空間?。ㄐ螤睿?與音樂廳相比，車廂空間只是音樂廳容積的幾十分之一。 在車廂內，存在各種形狀的障礙物，影響聲音的傳播。 在車廂內，混響的時間很短，不足300ms，余音不足。 2. 聽音位置 在家庭音響系統(tǒng)中，從聽音位置看，揚聲器的位置都是對 稱的。 在車廂里，不對稱。 3.揚聲器的位置 在車廂里，揚聲器的位置受揚聲器大小的限制。AC01沒有動力感和擴展感聲音集中在距聽音者最近的揚聲器方向揚聲器位置發(fā)生變化，聲音也隨之變化音響3 4. 吸聲特性

3、 車內飾材料和乘車人都會吸收聲音。 5.行駛噪聲 行駛噪聲是汽車特有的噪聲，汽車行駛引起的振動、風 聲、發(fā)動機聲音、噪聲都會對音響的音質產(chǎn)生很大影響。 6.電源 電源電壓變動大，也會產(chǎn)生噪聲。AC02即使是同一品牌的汽車，由于內飾材料不同，以及乘車人數(shù)不同，重放音質都會受到影響。主要是對低音的影響，破壞人們對音質和音量的感覺。噪聲影響音質音響4【2】車廂空間（形狀） 與一般的音樂廳相比，車廂空間狹小，影響音質的因 素較多，從而形成了汽車音響特有的音質。 影響汽車音響音質的主要因素有以下幾種： 1. 駐波 從中音到低音，會產(chǎn)生駐波，從頻率特性上講，會形 成峰值和谷值，這是造成音質變差的主要原因。

4、 另外，在低音頻，由于駐波的存在，聽音位置不論是 處于波環(huán)，還是處于波節(jié)，都會產(chǎn)生聲壓差。 1）駐波引起的共振 圖1音響AC035 2）車內駐波與室內駐波 象音樂廳那樣較大的空間，一般在100Hz以下時，才會 受駐波的影響，但在車廂內，100Hz以上時，就會受到 駐波的影響。 圖2是在不同的空間內，駐波引起的共振頻率的分布圖。 與音樂廳相比，由于車內空間小，所以全部共振頻率基 本上都分布在高頻區(qū)內。 圖2 分布稠密部分：相鄰波受到峰值和谷值的平均化影響， 頻率特性接近于平緩。 分布稀疏部分：峰值和谷值較為明顯。 分布稀疏部分在100Hz以下時，從聽覺上沒有多大的影響， 但在100Hz以上時，正

5、處于樂器和語音的基頻處，所以音 質明顯變差，音色欠佳，形成汽車音響所特有的音質。 從中音到低音，都受到影響。音響AC0463）車內駐波的影響 （1）車廂內前后尺寸大約是2.81.8米，會產(chǎn)生最低約 60 80Hz的駐波。 另外，車內寬約1.81.2米，會產(chǎn)生最低約100 160Hz的駐波。 圖3 前 后 音響AC057（2）至于前后方向，聽音位置附近正好是處于最低駐 波（6080Hz）的波節(jié)處，因此，聽音者感到有 聲壓差。 聽音位置 圖4 聽音位置音響波環(huán)波環(huán)波節(jié)AC068（3）前后方向雙重駐波的120180Hz的波環(huán)正好處于聽 音位置，同時也正好是左右方向最低120160Hz駐 波的位置，因

6、此，會產(chǎn)生峰值。 圖5是各種因素合成后的聲壓分布圖（概念）圖5 前后方向雙重駐波的波環(huán) 前后方向雙重駐波的波節(jié) 左右向駐波的波環(huán) 在車內，實際的分布更為復雜100160Hz時，在聽覺上，會產(chǎn)生壓抑感和呆滯感。另外，從駐波特性來看，會產(chǎn)生其2倍的頻率200320Hz，所以，聲音容易產(chǎn)生呆滯感。前后最低駐波：產(chǎn)生聲壓差。 前后（2倍）和左右駐波：產(chǎn)生100160Hz的高聲壓。音響AC079（4）圖6是前置揚聲器中心支架側面及車內橫向駐 波引起的共振（100300Hz）圖。 圖6怎么才能減輕呢？ 前側 后車廂音響AC0810（5）車內腳墊處駐波的實測值（數(shù)據(jù)） 1/3倍頻程 電 平 頻率音響AC09

7、112.反射波（相位干擾）由于反射波的影響，從中頻到高頻，會產(chǎn)生相位干擾，因此，在頻率特性上，會產(chǎn)生很多峰值和谷值，這就是造成音質下降的主要原因。1）相位干擾相位干擾是由直射音與反射音到達聽音位置的時間差而引起的，相位干擾對聽音位置的聲壓和相位差影響很大。特別是在汽車狹小的空間內，聽音位置和揚聲器都離車身很近，所以會受很強的反射音的影響。（1）圖1是干擾模式圖。與直射音（L1）相比，反射音經(jīng) 過車身到達聽音點（M）的時間要比直射音所需的時 間長 ，這就產(chǎn)生了時間差。 圖1音響AC1012圖2 反射造成的時間延遲（2）聽音位置（M）的相位干擾模式 （L1）與（L2）同相時（1個波長） 峰值（增強

8、） （L1）與（L2）反相時（半個波長） 谷值（取消）音響AC1113 （3）從頻率特性上看，會出現(xiàn)峰值和谷值。 增強 取消 （4）反射引起相位偏移，相位偏移使音色發(fā)生變化。 原來的波形 合成波 波形變化 相位偏移 合成波 音響AC12142）反射音的時間直射音和反射音的時間差通常在50ms以內，在聽覺上，直射音很強。(1) 圖3是將音樂廳和車內的直射音與反射音的強度、時間模式化后的示意圖（概念圖）從圖3可以看出，與音樂廳相比，車內聽音位置和揚聲器都離車身較近，主要是30ms以下的強反射音。 圖3 音樂廳 直射音成分 聲 音 強 度 50ms（時間）車內 直射音成分 聲 音 強 度 50ms（

9、時間）音響AC13153）汽車后檔風玻璃內側隔板的反射如圖4所示，揚聲器鑲嵌在后檔風玻璃內側板上時，受后檔風玻璃強反射的影響，在聽覺上，會產(chǎn)生很強的失真感。音響AC14163.相鄰反射當汽車后風檔玻璃內側的板上裝有揚聲器時，基于頻率特性，在中音頻上會產(chǎn)生很大的谷值，造成音質下降。這種反射主要是由于后風檔玻璃內側板附近的形狀造成的。主要是在500Hz附近產(chǎn)生的很陡的幾分貝到幾十分貝的的波谷。這一音頻又正好處于基頻帶，所以在聽覺上音色變化很大。音響AC15171）揚聲器的位置與頻率（1）L1方向（2）L2方向音響AC0316182）隔音效果（形狀） 安裝位置 低音特性 每個面都保持獨立 最大6dB

10、 放置在地面上，離開墻。 最大12dB 靠墻放置在地面上 最大18dB 放置在房間的墻角 在后風檔玻璃的內側板上安裝揚聲器，安裝方式不是C模 式就是D模式，受到隔音效果的影響，低音聲壓上升。音響AC17194. 混響低在車廂內，混響時間很短，就像靜止的空間一樣，余音很短，沒有擴展感和深度感。1）混響音頻如圖1所示，音源向空間停止輻射后，聲音不會瞬間消失，而是逐步衰減。音源停止后，聲音不能立即消失的現(xiàn)象被稱為混響；從音源停止后到聲壓降到60分貝時的時間，稱為混響時間。圖1 聲音停止的瞬間 空 間 音 頻 強 音源 度 混響時間 ms（時間） 模式化的混響時間模式，如圖2所示圖2 直射音成分 音

11、頻 幾百mmsec 強 聽覺上，豐富的余音感。 度 直射音 ms（時間） 分散成分音響AC18202）車廂與音樂廳 音樂廳 直射音 音 頻 強 度 ms（時間） 車廂 直射音 音 頻 強 度 ms（時間）從上圖可以看出，音樂廳的混響時間大約300ms500ms。另外，演奏廳的混響時間更長，長達5002000ms，這就形成了音樂廳特有的聲場。然而，在車廂內，由于空間小，混響主要由直射音與低音頻分散成分所構成，所以混響的時間很短，只有100ms左右，從而造成擴展感及深度感降低。音響AC1921在聽音位置，不能獲得完美的立體聲效果，而且在揚聲器的安裝位置與聽音點之間，受到指向性的影響。1.非對稱由于

12、左右揚聲器的位置到聽音位置并不是對稱的，所以聲音偏向距聽音位置較近的揚聲器側。這樣，就會造成到離聽音位置近的揚聲器的聲壓很高。從圖1可以看出，從兩邊的揚聲器到聽音點的時間差（L1L2），普通車輛為1.8ms左右，所以，受到先行音效應（將聲音定位在首先到達的聲音方向的揚聲器上）作用，聲音偏向于揚聲器SP2側。圖1 音響【3】聽音位置AC20222. 指向性高頻聲壓級降低，打破了低音和高音的平衡。1）指向性指向性也稱揚聲器輸出聲壓指向頻率特性，是指將揚聲器按下圖的30、60 和水平移動時的特性值。越接近于高頻部分，指向性變化越大，同時衰減度也增大。圖2 頻率響應曲線 等距離測定點 響 應 頻率 4

13、KHz測定值的指向性音響AC21232）前置揚聲器（實例）從圖3可以看出，距聽音位置近的揚聲器，與聽音位置構成60的角，因此，會受到指向性的影響。這樣，低音和高音的平衡被打破，聲音缺乏擴展感和飽滿感。音響AC22圖324 揚聲器的尺寸和安裝位置限定了揚聲器的位置，而 揚聲器的位置又直接影響著音質的變化。 1.揚聲器在各種位置上的特性 測定音源的輸出聲壓頻率特性 頻率響應曲線 響 應 dB/W（1m）頻率（Hz） 測量對象 分析儀 分析計算機 軟盤 揚聲器 話筒放大器 功放 打印機音響【4】揚聲器的位置AC23251）汽車儀表盤上安裝揚聲器時（1）頻率特性 如圖1所示。 在2KHz左右時，頻率曲

14、線幾乎平坦，但在2KHz以 下時，開始波動。 特別是頻率在150Hz以下時，衰減急劇增強，在 200Hz時產(chǎn)生峰值，在500Hz左右時形成波谷。（2）聽覺上 由于低音不容易重放，所以聽覺上聲音無力。 但在中高頻時，較為直接，在前方可以產(chǎn)生定位 感。 圖1 1/3倍頻程分析 電 平 頻率（Hz）音響AC2426(3)說明如圖2所示，安裝揚聲器的汽車控制板（儀表盤）的內側沒有密閉，而且與車廂相通，因此，從揚聲器背后傳來的聲音與前面的聲音相互干擾，致使低頻衰減。另外，在中高頻帶，揚聲器的中心軸正好對準聽音者的方向， 因此，可以獲得較為直接的特性。 圖2 相互抵消，變?yōu)榱阋繇慉C25271）前車門裝有

15、揚聲器時（1）頻率特性 如圖3所示。 在 大約500KHz時，產(chǎn)生很陡的波谷，在100Hz 2KHz附近，產(chǎn)生峰值，從5KHz附近開始衰減。 （2）聽覺上 聲音尖銳，不穩(wěn)，有搖晃的感覺。 從圖3可以看出，這是因為沒有中音頻，兩端 升高造成的。 圖3 1/3倍頻程分析 電 平 頻率（Hz）音響AC2628(3)說明100Hz和500Hz時的峰值和谷值，是由于揚聲器周圍的空間形狀對頻率特性的影響所致。（如圖4所示）。另外，500Hz時的波谷，除空間形狀的影響外，還有揚聲器本身的特性，受車門內部強度影響而變的原因。（如圖5所示）。5KHz以上的頻率時，由于指向性的影響，產(chǎn)生了衰減。圖4 圖5 出現(xiàn)谷

16、值音響AC29293）揚聲器嵌入汽車后風檔玻璃內側板上時（1）頻率特性 如圖6所示。 在500Hz左右，產(chǎn)生很陡的波谷；在200Hz附近， 產(chǎn)生峰值；在1KHz左右時產(chǎn)生谷值。 另外，從中頻到高頻與低頻相比，電平整體上變低。 （2）聽覺上 低音量感很豐富，但其反面卻對中頻造成了壓抑感。 圖6 1/3倍頻程分析 電 平 頻率（Hz）音響AC2830(3)說明受附近反射影響，在500Hz附近產(chǎn)生波谷，另外，200Hz附近的峰值，是受駐波、后風檔玻璃內側板的隔離效應、后備箱內部的箱體效應所致。從中音到高音，也會受到后風檔玻璃反射等的相位干擾和指向性的影響。音響AC28314）后風檔玻璃內側板上安裝揚

17、聲器時（1）頻率特性 如圖7所示。 從整體上看，電平平均化了，但是，在100Hz以 下時，電平開始變低。（2）聽覺上 在低音重放時，會受到影響，但從整體效果看， 重放聲音是較為均勻的中高音。 圖7 1/3倍頻程分析 電 平 頻率（Hz）音響AC3032(3)說明只是揚聲器的正前方的相位干擾和附近反射的影響較小。但由于揚聲器箱體的容積較小，在播放低音時，會受到一定的限制。音響AC3133乘員和內飾會改變車廂內的吸聲性和容積，這也是一個影響音質的原因。1. 吸聲特性在車內，乘員和內飾材料都具有吸聲特性，頻率特性會受到乘員和內飾材料的影響。表1列出了在混響室測得的各種頻率的吸聲力數(shù)據(jù)。在測量時，乘員

18、坐在座椅上，數(shù)據(jù)中扣除了椅子部分的影響，因此，這此些數(shù)據(jù)是乘員本身的吸聲力。表1從上表可以看出，各頻段的吸聲力都有差異。對于皮面椅子，中頻吸聲力較高，越接近高頻、吸聲力越小，可以認為是反射量過多。人和椅子基本相同，從中音到高音，越接近高音，吸聲力越大，特別是在高頻的吸聲力就更大。例如：相同的汽車，車內飾不同（例如，座椅面不同，羊絨面或皮面），吸聲力也隨之不同。如果是皮面，聽覺上，從中音到高音都會感覺是很高的。條件吸聲力631252505001K2K4K8K椅子皮面布面0 .030 .060 .050 .080 .160 .200 .230 .380 .130 .410 .110 .490 .1

19、20 .500 .110 .52乘員便裝坐在皮面椅子上坐在布面椅子上0 .080 .060 .080 .090 .090 .100 .190 .180 .500 .350 .540 .310 .690 .420 .790 .69音響【5】乘員和內飾AC32342. 容量的變化 容量的變化指的是隨車內乘坐人數(shù)不同，車內容積發(fā)生 的變化，容量變化會影響低音部分。 圖1是乘坐人數(shù)不同時的實際測量數(shù)據(jù)。 虛線部分是乘坐一名試驗用人體模型時的數(shù)據(jù)，實線部分 是乘坐3人時的數(shù)據(jù)（包括人體模型） 從下圖可以看出，乘坐3人時，低音聲壓升高，這是因為乘 坐人數(shù)增多后車內空間容積變小，使低音的聲壓上升，產(chǎn) 生壓迫

20、感的原因。 另外，中高音也受吸聲特性的影響，聲壓降低。 1/3倍頻程分析 電 平 頻率（Hz） 只司機一人 司機三人音響AC3335汽車的行駛噪聲及發(fā)動機的振動聲都會影響重放聲音的音質（音色）和音量感。（音質損壞）1. 行駛噪聲的頻率 （1）瀝青公路 85 .6dB （2）土路 97 .6dB （3）石板路 101 .9dB瀝青公路速度60公里音響【6】汽車的行駛噪聲AC34362. 行駛噪聲與重放聲音1）行駛噪聲與重放頻率 行駛噪聲頻率特性 重放頻率特性 2）聽覺上的重放頻率 受行駛噪聲的影響，聽覺上的重放頻率特性（耳朵聽到的實際聲音）抵消（屏蔽效應）重放音的音質（音色）及音量感發(fā)生變化。（音質損壞）音響AC35373. 低音校正受行駛噪聲的影響，聽覺上的重放頻率特性（耳朵實際聽到的音） 增加低音后，效果會好。1）增強主機的低音，或增裝均衡器，以增強低音。 重放頻率特性 耳朵實際聽到的音音響AC36382）使用超低音揚聲器，重放低音 低音校正后聽覺上的重放頻率特性（耳朵實際聽到的聲音） 超低音揚聲器頻率特性音響AC3839汽車音響使用的電源是12V，在汽車行駛時，電源由于不斷地反復充電和放電，很容易受電壓變化及噪聲