第01讲汽车音像系统的组成与技术特点.ppt

第1章 汽车音像系统的组成与技术特点 1.1 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 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。 音 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。 讨论： 1.在汽车上应用音响的条件与特点： 2.汽车音响的现状与发展： 汽车音像系统的基本组成 1.音视频信号源 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。 am、fm 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 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。 cd、mp3、vcd、dvd cd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 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 的标准装备。 2音频处理电路 信号源选择电路 供电控制： 电子音源选择： 前置放大与音量、音调控制电路 3功率放大与静音电路 中档立体声汽车音响有左右两个声道，输出功率 2 x10w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 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btl输出方式，输出功率在4 x 30w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 160c时保护电路起控，输出端短路时放大器关闭无输出。 4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 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 声器内，一般功率在1030w，大功率扬声器为30100w。 5汽车音响的电源及供电电路 1.2 汽车音像系统的特点 1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 ，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 德国 din为标准。178毫米5o毫米153毫米(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 于在生产线上安装。 2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 （dts）两种。 3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 为以下几方面： （1）在天线输入回路设计抗干扰电路，以消除am接收时的高频干 扰。 （2）电源部分设计宽频带抗干扰滤波器。 4天线系统 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 ，汽车音响所使用的天线有以下几种： (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 有三节拉杆，全部拉出时长度约1.21.4m，也有些卡车和大型客 车采用单节无线，长度约0.8lm。无线材料一般采用不锈钢或镀 铬铜管。 （2）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3节，拉出总长 度约11lm。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 有35节，关机后，天线缩回。 （3）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 采用。与拉杆式无线相比，其电性能在am时稍差，灵敏度要低5 10db，所以一般要加一级无线信号放大器，放大器多安装在c柱护 板内，与之配套的汽车音响常标有“窗式天线专用”字样。 5采用低压12v(或24v)蓄电池作直流供电 6amfm接收灵敏度高，动态范围大 汽车音响对am波段的接收灵敏度一般要求小于50v，fm波段 的接收灵敏度要求小于3v。 fm波段的自动增益控制(agc)范围一般要求大于40db，且能承 受1000mv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fm波段的调谐，则 要求捕捉稳定可靠，更要求fm的接收灵敏度、s/n(信噪比)等都具 有较高的性能。 7具有夜间灯光照明 8配用功率大、阻抗小、体积小的扬声器 9其他特殊功能 总线 视频 防盗 1.3 汽车音像系统的新技术 1.3.1 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 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 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。 1.3.5 gps导航系统汽车音响 1gps的作用 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 何处去”的实时信息，提供“安全、省油、舒适”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 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(例如浓雾 地区、夜间山路等)，借由“自车位置”以及屏幕上“地图路形”的揭示 ，可以让你及早得知前方路况是不是有“急转弯道”而小心慢行。 (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 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 (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 ，如饭店、餐厅、加油站、停车场、休闲旅游、行政机关、学校 可以轻松引导你到达目的地。 2gps发展历程简介 全球定位系统(简称gps，是global positioning systern的缩写)是 美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，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 位能力的新一代卫星导航与定位系统。 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 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。 gps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1 973年到1979年， 共发射了1 6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1979年到1984年，又陆续 发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，gps定 位精度远远超过设计标准。 (3)第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗gps工作卫星 发射成功，表明gps系统进入工程建设阶段，1993年年底实用的 gps网，即(21+3)gps星座已经建成，今后将根据计划更换失效的 卫星。 3gps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。 (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 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 1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； fm60db；am45db。 3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：fm75db；磁带放音40db；fm 立体声分离度35db。 6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 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 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