车内音响基础篇

1、车内音响基础篇1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P1P1P1P2P2P2【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P3P10P15P18【3】 听音位置1. 非对称2. 指向性P20P21【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）P23P24P26P28P30【5】人和车内装饰 物1. 吸声特性2. 容积变化P32P33【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P34P35P36

2、【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P38P39P412【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300ms，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3 4. 吸声特性

3、 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4【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。

4、 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AC035 2）车内驻波与室内驻波 象音乐厅那样较大的空间，一般在100Hz以下时，才会 受驻波的影响，但在车厢内，100Hz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100Hz以下时，从听觉上没有多大的影响， 但在100Hz以上时，正

5、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AC0463）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 80Hz的驻波。 另外，车内宽约1.81.2米，会产生最低约100 160Hz的驻波。 图3 前 后 音响AC057（2）至于前后方向，听音位置附近正好是处于最低驻 波（6080Hz）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AC068（3）前后方向双重驻波的120180Hz的波环正好处于听 音位置，同时也正好是左右方向最低120160Hz驻 波的位置，因

6、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100160Hz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200320Hz，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100160Hz的高声压。音响AC079（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（100300Hz）图。 图6怎么才能减轻呢？ 前侧 后车厢音响AC0810（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

7、112.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AC1012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

8、） （L1）与（L2）反相时（半个波长） 谷值（取消）音响AC1113 （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AC12142）反射音的时间直射音和反射音的时间差通常在50ms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30ms以下的强反射音。 图3 音乐厅 直射音成分 声 音 强 度 50ms（时间）车内 直射音成分 声 音 强 度 50ms（

9、时间）音响AC13153）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AC14163.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500Hz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AC15171）扬声器的位置与频率（1）L1方向（2）L2方向音响AC0316182）隔音效果（形状） 安装位置 低音特性 每个面都保持独立 最大6dB

10、 放置在地面上，离开墙。 最大12dB 靠墙放置在地面上 最大18dB 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AC17194. 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

11、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AC18202）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300ms500ms。另外，演奏厅的混响时间更长，长达5002000ms，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100ms左右，从而造成扩展感及深度感降低。音响AC1921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

12、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1.8ms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AC20222. 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

13、KHz测定值的指向性音响AC21232）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324 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AC23251）汽车仪表盘上安装扬声器时（1）频率特性 如图1所示。 在2KHz左右时，频率曲

14、线几乎平坦，但在2KHz以 下时，开始波动。 特别是频率在150Hz以下时，衰减急剧增强，在 200Hz时产生峰值，在500Hz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AC2426(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AC25271）前车门装有

15、扬声器时（1）频率特性 如图3所示。 在 大约500KHz时，产生很陡的波谷，在100Hz 2KHz附近，产生峰值，从5KHz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AC2628(3)说明100Hz和500Hz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，500Hz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）。5KHz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

16、值音响AC29293）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500Hz左右，产生很陡的波谷；在200Hz附近， 产生峰值；在1KHz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AC2830(3)说明受附近反射影响，在500Hz附近产生波谷，另外，200Hz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AC28314）后风档玻璃内侧板上安装扬

17、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100Hz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AC3032(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AC3133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

18、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乘员便装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音响【5】乘员和内饰AC32342. 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

20、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AC3335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 .6dB （2）土路 97 .6dB （3）石板路 101 .9dB沥青公路速度60公里音响【6】汽车的行驶噪声AC34362. 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AC35373. 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AC36382）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AC3839汽车音响使用的电源是12V，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