第01讲汽车音像系统的组成与技术特点

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1、第第1章章汽车音像系统的组成与技术特点汽车音像系统的组成与技术特点1.1汽车音响系统概述汽车音响系统概述 由最初的汽车收音机演变成集视听娱乐、通讯导航、辅助驾驶多由最初的汽车收音机演变成集视听娱乐、通讯导航、辅助驾驶多种功能于一身的综合性多媒体车载电子系统，并成为未来汽车上一个种功能于一身的综合性多媒体车载电子系统，并成为未来汽车上一个不可或缺的组成部分。不可或缺的组成部分。 音音响：真实还原音频信号的电声装置。响：真实还原音频信号的电声装置。汽车音响：安装在汽车上，真实还原音频信号的电声装置。汽车音响：安装在汽车上，真实还原音频信号的电声装置。讨论：讨论：1.在汽车上应用音响的条件与特点：在

2、汽车上应用音响的条件与特点：2.汽车音响的现状与发展：汽车音响的现状与发展：汽车音像系统的基本组成汽车音像系统的基本组成1.1.音视频信号源音视频信号源 调谐器调谐器调谐器实质上就是没有音频放大电路的调幅、调频收音机调谐器实质上就是没有音频放大电路的调幅、调频收音机。AM、FM 磁带放音机磁带放音机与家用音响相比，汽车音响没有录音功能，只是一个单卡的磁带与家用音响相比，汽车音响没有录音功能，只是一个单卡的磁带放音部分，但是它的机芯结构较家用卡座复杂，多了磁带进出盒机放音部分，但是它的机芯结构较家用卡座复杂，多了磁带进出盒机构和自动返带机构。构和自动返带机构。 CDCD、MP3MP3、VCDVC

3、D、DVDDVDCD唱机具有动态范围大、信噪比高、失真小、分离度高的优点，唱机具有动态范围大、信噪比高、失真小、分离度高的优点，是汽车音响音源的校校者，它以优异的性能、优美的音质受到了人是汽车音响音源的校校者，它以优异的性能、优美的音质受到了人们的青睐。随着们的青睐。随着CD唱机的普及，它已成为一些国产中、高档轿车唱机的普及，它已成为一些国产中、高档轿车的标准装备。的标准装备。2 2音频处理电路音频处理电路 信号源选择电路信号源选择电路 供电控制：供电控制： 电子音源选择：电子音源选择： 前置放大与音量、音调控制电路前置放大与音量、音调控制电路3 3功率放大与静音电路功率放大与静音电路中档立体

4、声汽车音响有左右两个声道，输出功率中档立体声汽车音响有左右两个声道，输出功率2x10W左右。左右。高档数字式汽车音响有四个声道，采用高保真、大功率集成电路功高档数字式汽车音响有四个声道，采用高保真、大功率集成电路功放，具有平坦的频率特性和良好的信噪比、动态特性，为得到较大放，具有平坦的频率特性和良好的信噪比、动态特性，为得到较大输出功率，常采用输出功率，常采用BTL输出方式，输出功率在输出方式，输出功率在4x30W左右。左右。汽车音响的功放一般都有输出短路保护和过热保护电路，当温度达汽车音响的功放一般都有输出短路保护和过热保护电路，当温度达160C时保护电路起控，输出端短路时放大器关闭无输出。

5、时保护电路起控，输出端短路时放大器关闭无输出。4 4扬声器扬声器扬声器俗称喇叭，不同信号源的音频信号经功率放大后，最终要经扬声器俗称喇叭，不同信号源的音频信号经功率放大后，最终要经过扬声器还原为声音，它是直接影响音质好坏的关键部件。汽车扬过扬声器还原为声音，它是直接影响音质好坏的关键部件。汽车扬声器常采用全频带、同轴二分频或同轴三分频式，分频电容藏在扬声器常采用全频带、同轴二分频或同轴三分频式，分频电容藏在扬声器内，一般功率在声器内，一般功率在1030W，大功率扬声器为，大功率扬声器为30100W。5汽车音响的电源及供电电路汽车音响的电源及供电电路1.2 1.2 汽车音像系统的特点汽车音像系统

6、的特点1 1机械结构机械结构 汽车音响通常是安装在仪表板上，采用金属外壳全封闭式结构汽车音响通常是安装在仪表板上，采用金属外壳全封闭式结构，有利于抗干扰和防尘、抗震。但是仪表板处的安装尺寸有限，汽，有利于抗干扰和防尘、抗震。但是仪表板处的安装尺寸有限，汽车音响体积尺寸已标准化，除特殊车型外，一般都比较统一，均以车音响体积尺寸已标准化，除特殊车型外，一般都比较统一，均以德国德国DIN为标准。为标准。178178毫米毫米5 5O O毫米毫米153153毫米毫米( (长宽深长宽深) ) 汽车音响的电源、音频线和天线，用插头、插座连接方式，以便汽车音响的电源、音频线和天线，用插头、插座连接方式，以便于

7、在生产线上安装。于在生产线上安装。2 2调谐器及调谐方式调谐器及调谐方式调谐器的调谐方式可分为手动机械式调谐和数字调谐系统调谐器的调谐方式可分为手动机械式调谐和数字调谐系统（DTS）两种。）两种。3 3抗干扰电路抗干扰电路 汽车音响所遇到的干扰远远超过家用音响，抗干扰措施可分汽车音响所遇到的干扰远远超过家用音响，抗干扰措施可分为以下几方面：为以下几方面：（1 1）在天线输入回路设计抗干扰电路，以消除）在天线输入回路设计抗干扰电路，以消除AMAM接收时的高频接收时的高频干扰。干扰。（2 2）电源部分设计宽频带抗干扰滤波器。）电源部分设计宽频带抗干扰滤波器。4 4天线系统天线系统 汽车音响采用金属

8、外壳全封闭式结构，因屏蔽效应，必须用外汽车音响采用金属外壳全封闭式结构，因屏蔽效应，必须用外接天线，又因为汽车的移动性，也不宜采用带方向性的天线。目前接天线，又因为汽车的移动性，也不宜采用带方向性的天线。目前，汽车音响所使用的天线有以下几种：，汽车音响所使用的天线有以下几种： (1)(1)车窗外装拉杆式无线：这种天线装在车头或前窗左侧，常带车窗外装拉杆式无线：这种天线装在车头或前窗左侧，常带有三节拉杆，全部拉出时长度约有三节拉杆，全部拉出时长度约1.21.21.41.4m m，也有些卡车和大型客，也有些卡车和大型客车采用单节无线，长度约车采用单节无线，长度约0.80.8lmlm。无线材料一般采

9、用不锈钢或镀。无线材料一般采用不锈钢或镀铬铜管。铬铜管。 （2 2）车头或车尾内装天线：这种天线可分为手动和自动两种，）车头或车尾内装天线：这种天线可分为手动和自动两种，手动天线多装在左前翼子板内，用时用手拉出，有手动天线多装在左前翼子板内，用时用手拉出，有3 3节，拉出总长节，拉出总长度约度约1 11 1lmlm。自动天线可装在左前翼子板或车后尾部，音响开机。自动天线可装在左前翼子板或车后尾部，音响开机为时给天线提供电源，天线底部的小电机运转，无线自动伸出，常为时给天线提供电源，天线底部的小电机运转，无线自动伸出，常有有3 35 5节，关机后，天线缩回。节，关机后，天线缩回。 （3 3）玻璃

10、夹层天线：这种天线制作在后挡风玻璃夹层中，对汽）玻璃夹层天线：这种天线制作在后挡风玻璃夹层中，对汽车外观没有影响，且天线永不磨损，所以被国产、进口高档轿车所车外观没有影响，且天线永不磨损，所以被国产、进口高档轿车所采用。与拉杆式无线相比，其电性能在采用。与拉杆式无线相比，其电性能在AMAM时稍差，灵敏度要低时稍差，灵敏度要低5 51010dBdB，所以一般要加一级无线信号放大器，放大器多安装在，所以一般要加一级无线信号放大器，放大器多安装在C C柱护柱护板内，与之配套的汽车音响常标有板内，与之配套的汽车音响常标有“窗式天线专用窗式天线专用”字样。字样。5采用低压采用低压12V(或或24V)蓄电

11、池作直流供电蓄电池作直流供电 6AMFM接收灵敏度高，动态范围大接收灵敏度高，动态范围大汽车音响对汽车音响对AM波段的接收灵敏度一般要求小于波段的接收灵敏度一般要求小于50 V，FM波段波段的接收灵敏度要求小于的接收灵敏度要求小于3 V。FM波段的自动增益控制波段的自动增益控制(AGC)范围一般要求大于范围一般要求大于40dB，且能承，且能承受受1000mV大信号输入而不产生阻塞失真。否则，当汽车在高速公大信号输入而不产生阻塞失真。否则，当汽车在高速公路上飞速行驶时，就无法保证正常的收听。对路上飞速行驶时，就无法保证正常的收听。对FM波段的调谐，则波段的调谐，则要求捕捉稳定可靠，更要求要求捕捉

12、稳定可靠，更要求FM的接收灵敏度、的接收灵敏度、S/N(信噪比信噪比)等都具等都具有较高的性能。有较高的性能。 7具有夜间灯光照明具有夜间灯光照明8配用功率大、阻抗小、体积小的扬声器配用功率大、阻抗小、体积小的扬声器 9其他特殊功能其他特殊功能总线总线视频视频防盗防盗1.3汽车音像系统的新技术汽车音像系统的新技术1.3.1汽车收音机的新技术汽车收音机的新技术降低噪音；提高灵敏度；自动调谐技术。使用单片机控制1.3.2汽车放音机的新技术汽车放音机的新技术 汽车音响的放音技术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

13、Hi-Fi立体声系统。 1.3.3汽车激光唱机和视频设备的新技术汽车激光唱机和视频设备的新技术目前，国内仍然是以数字调谐收录机、CD等为主。而从国际趋势来看，HD-CD、汽车VCD、汽车DVD、MP3等正在逐渐成为主流产品。汽车音响的国际发展趋势是从机械式转向电子式，就是说不再用机芯，而用存储卡，不再用机械控制而用电脑控制。 1.3.4多媒体汽车音响多媒体汽车音响随着多媒体技术的应用，汽车音响也加入到其行列之中。例如：阿尔派OVA-1004多媒体音响系统。 阿尔派(Alpine)推出的一款新型的“汽车多媒体音响系统”型号为CVA-1004。它将车用影音系统控制电路、LCD显示屏、四声道功放电路

14、等组合在一起，并充分考虑到今后增加新功能和升级的可能，预留了多种输入和输出接口。这些预留接口包括XM卫星广播接收机的接口、卫星定位系统接口、大容量硬盘驱动器接口、DVD转换播放器接口，以及前级输出接口等。只要配置一台CVA-1004，就能够满足增加目前最新的各种车用设备的升级需要，使整个车用多媒体系统成为汽车上的娱乐中心和方便驾驶的卫星定位系统组合。1.3.5GPS导航系统汽车音响导航系统汽车音响1GPS的作用的作用汽车卫星导航系统最主要的功能就是告诉用户汽车卫星导航系统最主要的功能就是告诉用户“身在何处、正往身在何处、正往何处去何处去”的实时信息，提供的实时信息，提供“安全、省油、舒适安全、

15、省油、舒适”的驾驶环境。的驾驶环境。(1)安全：就是它随时都能告诉你，现在是在哪一个位置上，有没安全：就是它随时都能告诉你，现在是在哪一个位置上，有没有走错方向。尤其是在夜深人静或者是荒郊野外的地方，可以避免有走错方向。尤其是在夜深人静或者是荒郊野外的地方，可以避免因为找路或者是问路而发生意外。甚至在视线不好的地方因为找路或者是问路而发生意外。甚至在视线不好的地方(例如浓例如浓雾地区、夜间山路等雾地区、夜间山路等)，借由，借由“自车位置自车位置”以及屏幕上以及屏幕上“地图路形地图路形”的揭示，可以让你及早得知前方路况是不是有的揭示，可以让你及早得知前方路况是不是有“急转弯道急转弯道”而小而小心

16、慢行。心慢行。(2)省油：就是通过建议行程的导引，不至于让你在茫茫车海中迷省油：就是通过建议行程的导引，不至于让你在茫茫车海中迷失方向，而多走了一些冤枉路。甚至在中途遇到塞车路段时，你也失方向，而多走了一些冤枉路。甚至在中途遇到塞车路段时，你也可以透过地图的标示，寻找就近通道，绕道而行，以避开塞车路段可以透过地图的标示，寻找就近通道，绕道而行，以避开塞车路段(3)舒适：就是借由语音的导引服务，以及大的设施索引数据资料舒适：就是借由语音的导引服务，以及大的设施索引数据资料，如饭店、餐厅、加油站、停车场、休闲旅游、行政机关、学校，如饭店、餐厅、加油站、停车场、休闲旅游、行政机关、学校可以轻松引导你

17、到达目的地。可以轻松引导你到达目的地。2GPS发展历程简介发展历程简介全球定位系统全球定位系统(简称简称GPS，是，是GlobalPositioningSystern的缩写的缩写)是是美国从美国从20世纪世纪70年代开始研制，历时年代开始研制，历时20年，耗资年，耗资200亿美元，于亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。位能力的新一代卫星导航与定位系统。近年来，近年来，GPS技术被越来越广泛地应用于我国国民生活的各个领技术被越来越广泛地应用于我国国民生活的各个领域；并随着技

18、术的不断改进，硬、软件的不断完善，开始逐步深入域；并随着技术的不断改进，硬、软件的不断完善，开始逐步深入人们的日常生活。人们的日常生活。GPS实施计划共分三个阶段。实施计划共分三个阶段。，(1)第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到年到1979年，年，共发射了共发射了16颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。(2)第二阶段为全面研制和试验阶段。从第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到年到1984年，又陆续年，又陆续发射了发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，颗试验卫星，研制了

19、各种用途接收机。实验表明，GPS定定位精度远远超过设计标准。位精度远远超过设计标准。(3)第三阶段为实用组网阶段。第三阶段为实用组网阶段。1989年年2月月4日第一颗日第一颗GPS工作卫星工作卫星发射成功，表明发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段，系统进入工程建设阶段，1993年年底实用的年年底实用的GPS网，即网，即(21+3)GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。卫星。3GPS系统的组成系统的组成 GPS由三个独立的部分组成。 (1) 空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。 (2) 地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。

20、(3) 用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。汽车上安装的就是用户设备部分。 4GPS定位原理定位原理 GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。目前，GPS系统提供的定位精度是优于10m，而为得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技术，即将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。 根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进

21、行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。 1.4汽车音响的主要性能指标汽车音响的主要性能指标 1整机频率特性整机频率特性 频率特性又称频率响应特性或有效频率范围，它是指汽车音响能够重放音频信号的频率范围及在此范围内允许的振幅偏离量。汽车音响的频率范围越宽，振幅偏离越小，则频率特性就越好。高保真汽车音响的频率响应已达20Hz20kHz(4-1dB)。 2信噪比信噪比 信噪比是指放大器输出的声音信号(S)功率(或电压)与噪声(N)功率(或电压)之比，信噪比越大，汽车音响性能越好。 目前高档汽车音响信噪比可达：CD90dB；磁带放音50dB；FM60

22、dB；AM45dB。 3灵敏度灵敏度 灵敏度指调谐器接收微弱信号的能力。它表示在规定的音频输出信噪比下，产生标准功率输出所需要的最小输入信号强度。其值越小，灵敏度越高，调谐器性能越好。 汽车音响的灵敏度可达：FM15V(在SN=30dB时)；AM15V(在SN=20dB时)。 4失真度失真度 失真度主要指谐波失真，又称谐波畸变，它是指音响设备重放后的声音比原输入信号多出来的谐波成分，由放大器的非线性引起。失真度常用各谐波成分之和的有效值与原信号有效值的百分比来表示，因尔又称为总谐波失真。音响设备除谐波失真外，还有互调失真、相位失真、瞬态失真等。 目前高档汽车音响的失真度可达：CDO.01；收音

23、75dB；磁带放音40dB；FM立体声分离度35dB。 6选择性选择性 选择性是指收音机选择不同电台的能力的一项指标，它表明调谐器分离邻近电台的能力。选择性的规定方法是这样的：先将收音机调谐在某一电台信号频率上(如已知频率为99.2MHz)，然后再将收音机调偏规定的频偏f，逐渐加大输入信号强度，使收音机达到标准功率，将此时的输入信号强度与调谐准确的信号强度的比值换算成分贝表示，这个分贝数就是收首机选择性的标称值。 汽车音响的选择性可达：FM70dB；AM40dB。 7带速误差带速误差 磁带放音时是以4.76cms恒速走带，只有都采用这一恒速走带标准，不同磁带的节目信号间才能互换使用。带速误差是

24、以磁带的实际走带速度与标准走带速度之差的百分比来表示。普通家用盒式收录机带速误差为23，高档汽车音响带速误差达1.5。 8抖晃率抖晃率 在放音时，磁带经过磁头时所产生的不规则运动而引起的放音信号频率变化称为抖晃率。抖晃率一般在200Hz以下，通常听觉上能察觉到的音调变化较快的成分称为抖；把听觉上听到的音调变化较慢的成分称为晃；更缓慢的变化称为漂移。由于人耳对放音时音调的变化十分敏感，所以机芯的抖晃率是一项重要的指标。我国采用计权峰值计抖晃率，有的国家如日本，采用JIS标准，按计权有效值计抖晃率。汽车音响机芯的放音抖晃率一般O.35。 9输出功率输出功率 音响设备的标称输出功率即额定输出功率，它是指应该达到的最低限度的不失真输出功率。普通汽车音响输出功率在21OW左右，中高档汽车音响在430W左右，有些发烧友自行加装的带功放的低音炮功率可达100W以上。