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隨著汽車智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化的發(fā)展,汽車座艙不再僅僅是一個(gè)駕駛員控制車輛和乘客乘坐的物理空間,而是成為了一個(gè)為乘員提供個(gè)性化服務(wù)和舒適體驗(yàn)的重要場(chǎng)景。在這種背景下,汽車音效系統(tǒng)的作用從單純的廣播、音頻播放設(shè)備逐步升級(jí)為智能座艙體驗(yàn)的重要組成部分,成為消費(fèi)者關(guān)注的關(guān)鍵體驗(yàn)。未來(lái)座艙音效不僅需要高品質(zhì)音響設(shè)備提供優(yōu)良的音效,還需結(jié)合車內(nèi)環(huán)境、車輛狀態(tài)和用戶需求,在車聯(lián)網(wǎng)、OTA、人工智能技術(shù)的支持下,提供更加智能化、個(gè)性化和沉浸式的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。
為滿足消費(fèi)者對(duì)汽車舒適、可靠性等方面的要求,車載揚(yáng)聲器的可靠性顯得尤為重要。這就要求要對(duì)車載揚(yáng)聲器產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的聲學(xué)性能和可靠性的綜合測(cè)試。
車載揚(yáng)聲器的聲學(xué)指標(biāo)主要有額定功率、額定阻抗、諧振頻率、頻率響應(yīng)范圍、Qts值、指向性、靈敏度、失真等。
額定功率:也稱持續(xù)功率,是揚(yáng)聲器可長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的輸入電功率(單位:W),體現(xiàn)了揚(yáng)聲器熱承受能力(車載揚(yáng)聲器常用30W-100W)。與之相對(duì)的是峰值功率(Peak Power),即車載揚(yáng)聲器的短時(shí)最大承受功率(通常為RMS的2-4倍)。
額定阻抗:揚(yáng)聲器在特定頻率(通常1kHz)下的等效電阻抗(單位:Ω)。車載揚(yáng)聲器多為4Ω(兼容原車主機(jī)),改裝高端系統(tǒng)可選2Ω(提升功放電流輸出效率)。阻抗低于功放最低負(fù)載阻抗時(shí),可能觸發(fā)保護(hù)電路或燒毀功放。
諧振頻率:揚(yáng)聲器在自由空氣中振膜振幅最大時(shí)的頻率(單位:Hz)。
Qts值:即品質(zhì)因數(shù)、阻尼系數(shù),是揚(yáng)聲器性能的關(guān)鍵指標(biāo),反映揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)阻尼特性的無(wú)量綱參數(shù),它類似于汽車減震器的原理,有助于控制揚(yáng)聲器的振動(dòng)。它在一定程度上反應(yīng)了揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼狀態(tài)(即振動(dòng)衰減的快慢)和共振銳度,振動(dòng)很快停止的叫Qts低,振動(dòng)不易停止的叫Qts高。Qts值過(guò)低時(shí)揚(yáng)聲器的輸出音壓還沒(méi)到Fo(諧振頻率)處時(shí)就迅速下降,揚(yáng)聲器處于過(guò)阻尼狀態(tài),造成低頻衰減過(guò)大;Qts值過(guò)高時(shí)揚(yáng)聲器的輸出音在Fo處會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰,揚(yáng)聲器處于欠阻尼狀態(tài),低頻得到過(guò)分加強(qiáng),Qts值越大,峰值越陡。
指向性:聲壓隨輻射角度衰減的特性,一般用極坐標(biāo)圖表示。揚(yáng)聲器對(duì)不同方向上的輻射,其聲壓頻率特性是不同的,這種特性稱為揚(yáng)聲器的指向性。它與揚(yáng)聲器的口徑有關(guān),口徑大時(shí)指向性尖,口徑小時(shí)指向性寬。指向性還與頻率有關(guān)。
靈敏度:是指放大電路對(duì)輸入信號(hào)的放大能力,它反映的是揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的響度。業(yè)界測(cè)試揚(yáng)聲器的靈敏度是用一個(gè)1KHz、1瓦的信號(hào)輸入揚(yáng)聲器,檢測(cè)它所發(fā)出聲音在1米距離處的聲壓級(jí)。如果靈敏度太小,相同的輸入信號(hào)下,揚(yáng)聲器發(fā)出的音量就小,想獲得大的響度就要增大音源,失真度就會(huì)增加。靈敏度越大,總諧波失真就越大,尤其在輸出大音量的時(shí)候更是如此。
失真:即總諧波失真,由于揚(yáng)聲器的輸出不能完全復(fù)現(xiàn)其輸入,產(chǎn)生了波形的畸變或者信號(hào)成分的增減,就叫失真。諧波失真是任何信號(hào)都會(huì)存在的,它表示除了原信號(hào)本身以外還多出來(lái)的雜波信號(hào)大小。由于音頻信號(hào)的頻率范圍很廣,因此這個(gè)參數(shù)往往只給出一個(gè)標(biāo)稱值。在揚(yáng)聲器的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上標(biāo)注的總諧波失真一般是在1KHz單頻率下測(cè)量的,只有一個(gè)代表性。在復(fù)雜多變的頻率下,諧波失真也是不斷變化的,但大體上不會(huì)相差太遠(yuǎn)。有些揚(yáng)聲器聽(tīng)起來(lái)讓人感到煩躁,感覺(jué)疲勞,就是失真較大所引起的。
除了全消聲室外,北測(cè)集團(tuán)還擁有迄今為止業(yè)界最高性能和最多功能的雙通道音頻分析儀。雙通道音頻分析儀擁有-120dB的典型剩余失真、高達(dá)1MHz的帶寬,120萬(wàn)點(diǎn)的FFT,完整的24位分辨率,以及0.001Hz至80kHz的掃頻范圍,在指標(biāo)參數(shù)上的表現(xiàn)極端苛刻,可以完美的對(duì)揚(yáng)聲器的高頻端和低頻端進(jìn)行測(cè)試。
北測(cè)集團(tuán)還擁有以及仿真軀干、仿真嘴、人工耳、自由場(chǎng)麥克風(fēng)等高端配件,有能力完成揚(yáng)聲器產(chǎn)品的全部聲學(xué)指標(biāo)測(cè)試。
聲學(xué)性能測(cè)試布置圖
另外、北測(cè)集團(tuán)還擁有強(qiáng)大的可靠性測(cè)試能力,比如環(huán)境可靠性測(cè)試能力(高低溫、低氣壓、IP等級(jí)等)、機(jī)械可靠性測(cè)試能力(振動(dòng)、沖擊等),有能力將可靠性測(cè)試和聲學(xué)性能測(cè)試結(jié)合起來(lái),對(duì)車載揚(yáng)聲器的綜合性能進(jìn)行測(cè)評(píng),幫助車載揚(yáng)聲器廠家找到產(chǎn)品的薄弱點(diǎn),提升產(chǎn)品性能,為中國(guó)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。