现代轿车音响及其发展

Aime

肖军

  
摘要：在汽车中听音乐有助于减轻驾驶途中的疲劳，使驾驶者、乘坐者身心感到轻松愉快。虽然音响设备对于轿车来讲，只是一种辅助性设备，对车子的运行性能没有影响。现代汽车音响正向多功能、数字化、高性能的方向发展，不但音质提高，而且可靠性也大大提高。随着人们对享受的要求越来越高，汽车制造商也日益重视起轿车的音响设备，并将它作为评价轿车舒适性的依据以及衡量轿车档次的标准之一，已是人们公认的事实。因此，汽车音响技术也就成为汽车消费者和爱好者所关注的重要内容。
关键词：现代轿车，音响，发展
随着电子技术的发展，在有限的汽车空间内装置现代音响，浓缩了大量的高新技术,主要有:
采用数字调谐技术:实现收音调谐自动扫描搜索、自动搜索存储。能预置十几个节目，还具有高保真的特性，不但有自动存储寻找节目的功能，还有人工调谐、寻找、检索和预检索等功能。
实现对磁带机芯的逻辑控制:可使磁带放音机选曲、快进、倒带、暂停、退带更为方便迅速。
一般都采用大功率功放输出:大多汽车音响的功放已达30～100W的功率，并使失真度小，音质佳好。
采用多片连续播放式CD机:可克服单CD机和CD、收音机切换的缺点，使其具有CD控制操作功能和收放机功能，可6～1O片CD碟连放和选碟。
新型的数/模转换和数字滤波技术:采用独立的左、右声道数/模转换器，使左、右两声道的数字信号同时转换处理，可消除放音的时间不一致性，使音质更佳。
新颖的消噪系统:有些汽车音响采用多值噪声消除系统，以衰减包含于原级输出信号中的量化误差，可使低频带量化噪声波衰减到很低的水平。还有的音响采用独特的降噪线路，有效地隔离了地线的噪声;有的则采用先进的脉宽调制式直流变换器，可消除汽车电器系统的噪声杂音，使信噪比大大提高。
汽车音响是音响领域中的一员，在汽车上最早是调幅收音，后是调幅/调频收音，再发展到磁带放音及CD放音，汽车音响与家用音响既有许多共同点，又有很多独特之处。其基本特点：
采用直流低压电源供电:一般的音响使用交流电源，便携式音响使用电池，而汽车音响的电源是用汽车上的l2V或24V直流发电机或蓄电池，而且是用负极接地供电的方式。
匣式主机机芯:汽车音响主机的体积，按国际通用标准规定的有限安装空间里，故音响使用高密度贴装元件，多层立体装配结构方式。而家用音响的体积则不受此限制，体积大点或小点无妨大事。
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，口径因受安装空间的限制，一般在10.2～15.2cm之间。扬声器的结构方式分为全频带，同轴二分频或三分频，功率约在30～100W之间。扬声器引线很粗，接线柱采用镀银、镍的铜排，以降低接触电阻，减小线损。
抗干扰能力强: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汽车电源，这就会通过共性电源和线束对汽车音响的接收带来很大的干扰，气缸高压点火会通过空间产生无线干扰。故汽车音响的供电回路中都装有一个用以滤除干扰的扼流圈元件，来对电源进行滤波;而防空间无线干扰则采用全密封的铁壳进行隔离。个别高级汽车音响还装有专门抗干扰的集成电路，加强抗外来噪声的干扰。
具有抗振、耐热措施:汽车行驶的振动很大，这要求汽车音响中的元件焊接装配绝对牢固，引脚应采用折弯高强度焊接，机座、音箱必须紧固。同时汽车音响的安装部位又离发动机不远，故经常在温度高达60℃以上的温度条件下工作，故选择的音响元件耐热性能应好，工作要稳定、焊锡的温度不能过低。
汽车音响系统包括:天线;接收装置;声场修正;可听频率增幅;扬声等5个部分。轿车上的音响一般都安装在仪表板或副仪表板的位置上，而这些仪表板内的空间比较狭窄，汽车音响主机的体积必然要受到限制，因此国际上就产生了一个通用的安装孔标准尺寸，称为DIN（德国工业标准）尺寸。标准的DIN尺寸为178毫米×50毫米×153毫米（长×宽×深）。有些比较高级的汽车音响主机带有多碟CD音响等装置，安装孔尺寸为178毫米×100毫米×153毫米，又称为2倍DIN尺寸，多见日本机。而有个别品牌的轿车其音响主机属于非标尺寸，只能指定安装某种型号的汽车音响。所以购置汽车音响，一定要注意音响主机尺寸与仪表板上安装孔尺寸是否适配。
汽车音响的安装除了仪表板安装孔尺寸外，更重要的是整个音响系统的安装，尤其是喇叭和机件的安装技术。因为一辆轿车的音响优劣，不但与音响本身的质量有关系，还与音响的安装技术有直接关系。汽车的振动比较大，音响系统的安装技术要追求高稳定性和高可靠性。因此汽车音响具有以下的特点：汽车磁带放音部分多采用横向放置方式，上下卡紧以保证稳定放音；采用优质的陶瓷涂层的坡莫合金磁头，令音质与耐久性都有保障；CD部分采用多级减振方法，要求线路板上的元件焊接绝对可靠。
汽车音响的音质处理已朝数码技术发展。高级汽车音响带有DAT数码音响、DSP（数码信号处理器）、MP3技术等，形成了数字化、逻辑化、大功率的Hi-Fi立体声系统。汽车音响的音质优劣除了主机配置外，还有喇叭的质量起到非常重要的因素。有人认为，在一般汽车音响中，喇叭至少应占总投资的一半以上。因为制造优质的喇叭需要复杂的技术，价格不菲但其产生的高、低音效果往往是普通喇叭无法达到的。所以，轿车音响的喇叭一般是比较讲究的，尤其是多路分频喇叭更是如此。轿车车厢空间有限，汽车音响喇叭是不可能带大音箱的，这就需要因地制宜地利用仪表台、车门、后围隔板等部件与喇叭有机地结合起来，形成一种类式音箱的构造原理，消除声波的相互叠加现象。当然，喇叭的安装位置往往影响着汽车音响的音质效果，同一对喇叭在不同的安装位置就会产生不同的效果，因此中高级轿车音响喇叭的安装位置要经过种种测试后才能确定下来的。
汽车音响是处在一个非常复杂的环境之中，它随时受到汽车发动机点火装置及各种用电电器的电磁干扰，尤其是车上所有电器都用一个蓄电池，更会通过电源线及其它线路对音响产生干扰。音响的防干扰技术就分别对电源线的干扰采用扼流圈串在电源与音响之间进行滤波，对空间辐射干扰采用金属外壳密封屏蔽,在音响中专门安装抗干扰的集成电路,用以降低外界的噪声干扰。
轿车音响的发展史也是电子技术的发展史，电子技术的每项重大的技术进步都推动着轿车音响的发展。数十年来，汽车音响从无到有经历了飞速发展的过程。尤其新型的汽车音响具有音质效果好、噪声低、抗干扰、性能稳定、操作方便等特点，受到用户的欢迎。早在1923年美国首先出现了装配无线电收音机的轿车，随后许多轿车都步其后尘 ，在仪表板总成上安装了无线电收音机。这时候车用无线电收音机都是用电子管。
从技术上看，汽车音响比室内音响有着以下一系列困难之处:在无线电接收发送过程中，电波强度由于受到地形、地点、时间、气候等多种原因影响发生不稳定的变化;汽车音响空间过分狭小，车窗玻璃和内饰件形成音响的无序环境，乘员相对于喇叭位置不均衡等，存在着很多制约条件;无线电接收灵敏度越高，音响特性的真实度越要提高，汽车的电子电器装置所发出的电噪声也越容易接受;由于受热辐射影响、盒式磁带伸长，以及振动冲击等原因，引起光盘走音失真，为此要特别开发适用于汽车音响的机械装置。直到50年代，随着半导体技术、音响再生技术的发展，家庭音响得到普及，诸如无线电、录音机、盒式收放机、激光唱片，汽车音响也得到发展，这是与室内音响有很大区别的新颖音响。从此轿车收音机出现了技术革命，用半导体管逐步取替了电子管，提高了轿车收音机的寿命。
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，同时机芯开始应用集成电路。直至80年代末，一般轿车的音响多以一个卡式收放两用机与一对扬声器为基础组合，扬声器分左右两路声道，有的置于仪表板总成的两侧，有的置于车门，有的置于后座的后方，收放两用机输出功率多在20瓦左右。
瑞典哥德堡大学音乐学院及瑞典国家公路交通研究院最近研究了驾车过程中音乐所发挥的作用。他们所得出的结论是，可以定量地测定所听的音乐类型对司机驾驶行为变化的作用，这种作用可以是有益于身心健康的，也可以引起紧张和烦躁。音乐有着使我们产生冲动或获得抚慰的双重作用。海尔曼认为Volvo(富豪)汽车公司已有能力来驾驭这种作用，把车载音响系统提高到艺术欣赏水准。“我们的理想是使这种系统具有前所未有的高保真品质，无论播放最新的流行音乐还是经典的歌剧，都可达到完美水平。”1997年推出的VolvoC70双门跑车采用了杜比SurroundProLogic环绕立体声音响系统，这在汽车娱乐设备发展过程中具有里程碑意义。这种基质解码技术把标准的双频道立体声转变为多频道环绕式立体声，并适用于包括CD播放机、调频或卫星收音机、磁带录音机、MP3及MiniDisc在内的所有立体声播放系统。而Volvo(富豪)汽车公司成为在汽车内安装这类音响系统的首家汽车制造商。从那时起，Volvo(富豪)汽车公司一直在改进汽车娱乐设备，把在家庭中才能享受到的音乐氛围移植到汽车内，从而不断赢得全球汽车新闻界的赞誉，显示了领袖风范。环绕式立体声首先从电影院进入家庭。而Volvo(富豪)与国际音响设备的著名企业杜比和Dynaudio公司联手率先把它引入汽车内，从而为司机及乘员创造移动式音乐厅。Volvo(富豪)汽车公司从事设计和生产的工程技术人员克服了最新的XC90型车和S80型车内有限空间的困难而营造出交响乐级的音响效果，从而使汽车内的娱乐设施发生革命性变化。Volvo(富豪)XC90型车内的环绕式立体声音响系统由13个扬声器组成，其中一个是8英寸140瓦高效次低音扬声器，具有理想低音效果，而S80型汽车拥有9个扬声器安装位置，包括在衣帽架内安装的同轴扬声器可确保后排乘员也能享受到品质音乐。
Volvo在车内增加一个中心扬声器，可为前排乘员提供清晰而具有自然音质的音响效果，宛似您的前方有整个乐队在为您演奏，而不是像大多数车内音响系统那样只能听到来自邻近扬声器的声音，VolvoS80和XC90型车的音响系统已达到21世纪最新水平。安装在XC90型车内的最新一代杜比音响系统具有独特的高保真功能，因为在仪表盘内安装了一个中心扬声器，可对其它扬声器起补充作用。一个声音处理器可将双立体声频道划分成左、中右声音模式，从而增强音响的立体效果。在车后面的扬声器之间采用特殊的频道空间隔离装置，从而产生逼真感。而且每位后排乘员都可聆听自己选中的音乐而不干涉其他人。
今天，轿车音响又进入了一个新的里程碑，向大功率多路输出、多喇叭环回音响、多喋式镭射CD等方向发展。世界音响制造商也将轿车音响辟为一个专门的工业部门，针对轿车的特殊环境，充分考虑车厢的音响效果，采用高新技术制造轿车音响设备，其播送的音响效果完全能与家用音响相媲美。日本凌志LS400型轿车的AM/FM音响系统就有5个放大器，配有7个分频喇叭，包括2个拱形高频喇叭，4个宽频带喇叭和一个后装式8寸低频喇叭，使整个车厢充满了立体音的环回感受。
现在，市面上已经有各种供轿车专用的高级音响设备，一些汽车音响爱好者将大功率放大器和电子网络器安置在轿车行李箱内，将超低音大口径喇叭和其它型号喇叭分别嵌入后窗下围板和车门板上，使用独立的直流电源，功率输出达上百瓦以上，音色浑厚优美，高低有错，把车厢内狭小的空间变成了令人愉快的音乐欣赏室，予人以美的享受。
汽车制造商正逐渐意识到汽车内高品质音响系统所发挥的重要作用，在最新音响系统设计中，他们力图使音质的改进达到新的高度。通常人们不会期望汽车制造商能够紧紧把握住全球音乐的变化动向，而Volvo(富豪)汽车公司却做到了这一点，因为它总是希望为车主提供最理想的驾驶感受。作为全球著名的高档汽车制造商，Volvo(富豪)汽车公司认真研究客户消费心理，认为高品质的音响系统是增加驾驶愉悦感、减轻心理紧张情绪因而提高安全性的有效手段。瑞典的研究人员发现，司机的驾车风格和行为受车内所播放音乐的类型所影响。
最近，德尔福公司开发出一档全新汽车音响--新式内置后座音响和可视系统。据介绍，这款汽车音响的名称为波尔克，具有许多先进的技术。它可以在欣赏者周围产生令人震撼的动听乐色，并具有完整的中央频道为驾驶员和乘客带来成像效果。此外，它可以可根据各种车辆特殊要求进行定制，并使用了波尔克动态平衡变频器技术和宽带变频器，以及数字信号处理系统。该系统能和车顶内饰有机结合，让坐在后座的乘员也能欣赏DVD电影，看电视和玩游戏。而且，该系统采用液晶显示器（LCD）彩色显示屏，显示屏能直接安装在车顶内饰上。在播放时，显示屏能向下翻转，平时显示屏可翻起来存放。除显示屏外，系统还包括有声频/视频控制面板，该面板与显示屏相邻，包括耳机插孔、音量调节和游戏机接口。另外，其DVD播放机与和车辆本身接受器集成，可以插在特定的安装槽中，能播放DVD碟片和音乐CD，并拥有红外线遥控功能。这套系统能与汽车现有的音响设备集成，并能和电视游戏机兼容。
汽车的运行环境是十分恶劣的，包括振动、高温、噪音、电磁波等都会干扰车内电子设备的正常工作，因此轿车专用的音响设备不论从设计和工艺制造方面的要求都要比家用音响严格，而且价格不菲，从这个意义上讲，高性能的轿车音响实际上是当今音响世界中的顶级品。正像大多数人喜欢在家里欣赏悦耳而宁静的音乐一样，未来汽车音响设备也应朝同一方向发展，在车内制造出轻松而没有压力的音乐氛围，使驾车经历变得更加安全。
随着人们生活水平的提高，高档汽车的音响也推陈出新。你看那在沉稳气派充分表现的别克君威上，简约古典的仪表板中装置着一台松下5500胆机（它是世界第一台使用真空管的前级主机），淡金黄色衬托出了别克高贵的典雅，松下胆机柔美细腻的声音信号，经由美国骇客功放推散出的忠实原音从前后门板上的德国分体喇叭送到车内每一角落，后尾箱的超重低音的加入凸现音乐的厚重，整个音域的宽广扎实，层次分明，高低音错落有致。后行李箱颇具现代感的改装由一块超大的有机玻璃盖住下层的三台美国骇客功放及电容器，椅背后方放置的二支美国捷力超低音装配在立体造型的单箱上，与有机玻璃的平整相映对比，是现代、简约、古典相集于一体的佳作！
现代汽车音响已经普遍的用于各种车型。不仅是高级豪华轿车上安装有高档音响，就是普通的货运汽车，甚至在摩托车上也都使用上了音响。在单调的长途旅行中，能欣赏优美动听的音乐，又能及时收听广播了解社会的动态，甚至还能知道前方道路发生的变化，在驱散车厢沉闷气氛和人们焦燥、疲劳的同时，使旅行变得轻松愉快，充满情趣。汽车音响作为汽车的一种基本设置，已经成为有车一族不可或缺的设施或装置，因而汽车音响的检测和诊断，在日常维修中变得重要和频繁。

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