三、基础知识

更新于 2026年10月13日 版权声明
三、基础知识

(一)汽车音响的发展

轿车音响的发展史也是电子技术的发展史,电子技术的每一项重大技术进步都推动着轿车音响的发展。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。这时车使用的无线电收音机都采用电子管,直至20世纪50年代出现半导体技术后,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。20世纪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20世纪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20W左右。

今天,随着液晶显示屏和DVD的普及,汽车业兴起了“移动影院”,作为一种新配置来提升汽车的档次。所谓“移动影院”,也就是在汽车里面安装一套类似“家庭影院”的娱乐设备,它的系统主要由液晶显示屏、含有DVD/VCD/CD播放功能的CD机、放大器和扬声器等组成。汽车“移动影院”既然有液晶显示屏,也就可以增添计算机操作功能,既然有计算机操作功能,也就可以增置上网功能,使汽车进入互联网世界。

(二)汽车音响的特点

汽车的运行环境是十分恶劣的,包括振动、高温、噪声和电磁波等都会干扰车内电子设备的正常工作。汽车音响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使用一个蓄电池,更会通过电源线及其他线路对音响产生干扰。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比家用音响更加严格。从这个意义上来讲,高性能的轿车音响实际上是当今音响世界中的顶级品。

汽车音响技术要注意4个方面:安装尺寸和安装技术、音响本身的避振技术、音质的处理技术和抗干扰技术。

1.安装技术

轿车上的音响绝大多数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178mm×50mm×153mm(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178mm×100mm×153mm,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,还与音响的安装技术有直接关系。

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板、车门、后围隔板等部件与喇叭有机地结合起来,形成一种此类音箱的构造原理,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各种测试后才能确定下来的。

2.避振技术

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。

汽车音响要能承受强烈温差的变化,在太阳照射下仪表板的温度可达70~120℃,寒冷地区则可达-40~-30℃,而家用元器件的承受温差只要-5℃~80℃,因此对车用元器件的等级要求就非常高。汽车音响对预防潮湿也采取了措施,一般要在元器件表面喷涂防潮剂以保护线路。

3.音质处理技术

汽车音响的音质处理已向数码技术方向发展。音质优劣除了主机配置外,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。

4.抗干扰技术

汽车音响的防干扰技术就分别对电源线的干扰采用扼流圈串联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。

(三)汽车音响系统组成

汽车音响系统一般由主机、信号处理器(均衡器、分频器等)、功率放大器和扬声器构成,还包括线材、保险、电容和电感等小附件。信号通过主机输出之后,进入后级处理部分,经信号处理器处理,经功率放大器放大,再输出驱动扬声器,如图6-74所示。主机就好比人的大脑,要发出什么样的声音,需要由大脑来控制。而扬声器就好比人的歌喉,发出的声音是否甜美,就要看其嗓音如何了。

图示

图6-74 汽车音响系统构成

1.汽车音响主机

在音响系统中,音源部分是关键的部分之一。好的音源是好的音质的开始,如果音源的质量不佳,后级的音响器材再好,也不能改善音质,而且越好的后级器材系统,越能彰显音源的性能差异。

(1)音频信号格式

①AM/FM收音机。收音机是汽车影音系统主机中最常见的音频信号源,它可以从数以百计的公共广播中拾取信号,而不会受到其他信号的干扰,并且还不会受到汽车点火系统和其他电子设备的影响。收音机拾取信号的灵敏度要求非常高,拾取信号的强度小到只有百万分之几伏,而且还不受临近的强信号的影响。有的收音机在设计时,还会在信号减弱的情况下,将立体声的信号合并成为单声道的信号输出。

②卡带。卡带是以前很多原车音响主机的音频信号源,现在已经被其他格式的音源取代。卡带是一个表面铺盖一层磁粉的塑胶带,卷在两个卷轮上的小型盒子里。录音时音频信号通过录音头,产生磁感应从而磁化磁带上的磁粉。放音时,放音头将磁带上记录的信号重播出来。

③CD。是市场中份额最大的高质量数字音频格式,可以存储音乐信号和其他通用的数字式数据信息。要从CD上读取信息需要经过A/D(模拟/数码)转换。由音乐、人声以及其他声音形成的模拟音频声波被编码成特定的二进制数字0和1。

CD的优点是音质细腻,还原效果好。缺点是每张唱片的时间短,录制的曲目少。

④DVD。是Digital versatile disc数字式多用途光碟的简写,有着非常广泛的用途。目前它主要用作播放高质量的视频、音频信号电影节目的光学储存媒体格式。它的尺寸与CD基本相同,只是稍厚点。

⑤数字卫星广播。数字卫星广播是汽车娱乐系统中最新的技术创新,可以为用户提供优异的音质、城市选择和全国性的覆盖范围。必须要用特殊的接收机和较复杂的天线才能接收到卫星信号。

⑥MINI DISC。MD是一种数码录音格式。MD享有卡式录音带的录音性,令你可以自我编制个人音乐特辑。此外,它能重复录制达百万次以上,同时,完全没有影响每次录音的质量。MD特别适合经常需要录音的人士使用。MD的数码音质可与CD质素相比。并且,即时搜曲功能及数码编辑功能更把录音科技推上另一个高峰。

MD播放时拾音部分是不会与MD碟的表面有任何接触,因此,MD碟的表面不会容易受到损耗。无论您进行多少次录音及重新录音,MD能提供高素质的数码录音效果。

⑦MP3汽车多媒体唱片机。MP3全名为MPEG-1 AUDIO LAYER3(第三层的缩写),是一种通过数字电脑科技压缩的电脑档案格式,将声音转变成数字电脑档案,用来存储乐曲。由于MP3档案经过压缩,存储一分钟的高素质音乐只需1MB的记忆容量,较一般存储格式低10倍的容量,所以一张650MB的CD便可储存130首歌,档案占用的储存空间大为减少。MP3的出现,在一张CD上可刻录更多歌曲,免却了换碟的麻烦。

MP3音乐是当今最流行的音乐格式,与普通的音乐CD比较,它不但可以透过互联网下载,取得世界各地不同的音乐,然后编制及刻录成一张属于自己的音乐CD,全无时间与地域的界限,而且可以保留原有音色。简单来说,MP3科技是一种可以将一般的音乐格式编码、传递、压缩至体积更小的格式而无损原有音色的技术。MP3的缺点是由于压缩造成一些信号的丢失,所以音域与CD相比会窄一些。

(2)汽车音响主机的安装种类

无论音频格式如何,在汽车音响中,其主机有许多方面都是相似的。在1984年,当CD主机开始出现时,汽车工业也将主机的尺寸DIN(长181mm×高54mm)作为标准尺寸。有关主机尺寸的数据具体如下:

①DIN尺寸。DIN是绝大多数市场主机的标准尺寸,它长为181mm,高为54mm。原厂的许多车型的主机都是采用如图6-75所示尺寸,如保时捷、奔驰、萨博、大部分的大众车系和美洲虎等,国产车许多的主机也是采用这样的尺寸,另外还有福特以及本田2000年前的车款以及马自达的部分车型。

②ISO-DIN尺寸。ISO-DIN有着更小的前面板,一般没有框架。它通常是安装在一个平齐或者凹陷进去的仪表板上。在标准的ISO-DIN主机安装时,通常主机的安装套件不需要,而是采用原车配置的套件。原车主机配置是ISO-DIN尺寸的车型有丰田、三菱、铃木以及老款日产和马自达的一些车型。

③双DIN尺寸。双DIN的尺寸其实就是两个单DIN的主机叠加在一起的尺寸。有些车型的仪表台上带有储物盒,因此也可以支持双DIN的主机安装。

④双ISO-DIN。双ISO-DIN是两个叠加起来的ISO-DIN尺寸。它可以有两个ISO-DIN的主机叠加起来应用,也可以是双DIN尺寸的主机单独加装在上面。它和双DIN的区别就在于它也是不能加外框的,它主要应用在丰田、三菱以及日产车上。

图示

图6-75 单DIN尺寸的主机尺寸

图示

图6-76 宝马仪表板

⑤其他独立的形状。大部分的新车现在都采用主机和控制面板集成的设计,特别是一些豪华车更成为了主流。福特、道奇、克莱斯勒、本田、三菱、丰田、奥迪、富豪、奔驰和宝马(图6-76)等品牌都有许多的车型有个性的仪表板设计,并将收音功能、影音导航一体化。如许多的车型集成了LCD显示屏,并显示诸如温度、后视摄像功能以及原厂的导航系统。众多的车型有着个性化的面板和控制台,从中可以看出,越来越多的车型都将汽车影音系统与汽车的其他电子控制或显示集成一起。

(3)其他音源辅助输入

音源的辅助输入是指那些将信号输入到影音主机,通过主机进行控制或处理的辅助性音源输入器材。这些器材有可能是永久性地安装在车上,也有可能是临时性安装在不需要时可以即时拆除。

①AUX辅助输入。许多的主机都有一组或多组的AUX辅助音频信号输入,它的好处在于其他的音源设备可以通过连接到AUX输入从而实现在主机上进行音量控制。这对于那些便携式音源,如接入MP3、iPOD等非常适用。AUX辅助输入可以通过主机的操作界面如音源菜单功能或主机面板上的按键找到。

②碟盒。CD碟盒分一直以来也是主要的汽车音响音源组成部分。这些碟盒最典型的特点就是通过一条控制总线,可连接到一个可兼容的主机上或其他控制设备上。无论碟盒安装在车的哪个位置都可以用控制总线进行控制和显示碟盒的信息等,这使得碟盒的安装非常方便。许多的碟盒将音频以及控制功能的线缆集成在一条线上,也有的将音频信号与控制总线分开连接。现在市面上的碟盒不仅仅只有CD碟盒,许多的碟盒既可以播放音乐CD,也可以播放DVD Video碟片,有一些还可以播放刻录MP3的CD—R或CD—RW碟片。

③储存硬盘/U盘。储存硬盘/U盘是最新流行的音乐节目储存的音源之一,它可以储存许多的媒体格式,不论它是压缩的还是未经压缩的。当然,经压缩的音频格式可以储存更多的音乐节目。储存硬盘最大的优势在于用户可以用计算机编辑硬盘内的节目信息,以适合自己的音乐爱好。

有些主机可以直接接入储存硬盘/U盘,如2006年流行的带有USB扩展接口的主机。但也有一些没有这样的接口,只能像碟盒那样来进行连接。无论是哪种接入方式,储存硬盘/U盘的音频输出都非常方便适用。

(4)评价主机好坏指标

选购汽车音响的主机,不能光看外表是否好看,毕竟买音响不像买衣服,是好是坏,还得从基本的技术指标上来评价。下面是一些需要注意的指标:

①输出功率。输出功率是指主机在正常输出音乐时能够提供的最大工作功率。需要注意的是,厂商在产品说明当中标注的数值只是该主机所能提供的峰值功率,实际上能够稳定输出的数值就会大打折扣,能够提供的正常功率只有该数值的50%左右。搭配主机和扬声器时,要注意实际的功率匹配问题。

②频率响应。它反映了音响主机的工作频率范围,这个范围越大越好(下限要小一点,上限要大一点)。人类的听力范围是20~20kHz,所以频响范围相应至少应该涵盖这个频率段。事实上很少有人的听力能达到20kHz,男人一般能达到16kHz,女人为18kHz。

③信噪比。信噪比指的是音乐信号与噪声信号之间的比例。您在选择音响的时候,看这个数值越大越好,数值越大说明声音越干净,清晰度越高。

④谐波失真。谐波失真是指原有频率的各种倍频的有害干扰,一般放大1000Hz的频率信号会产生2000Hz的2次谐波和3000Hz以及更高次数的谐波,理论上讲这个数值越小失真度也就越低。

⑤RCA前置输出。外加功放时,此音频信号电压的高低对音乐实施很好的控制和音色非常重要,这个电压越高越好。

(5)汽车音响的主机品牌

有些人在购买主机时只注重外表,对于音响本身的内在质量和性能却不去考虑,可谓是舍本逐末。其实买音响的目的是为了听而不是看,有些品牌机型,外观上看起来朴素,但与汽车仪表板配合起来很协调,技术性能指标堪称一流,音乐的表现力和音质都很好,选择这样的主机就比那些华而不实的要好。

①德国蓝宝。外观虽然比较中庸,但是十足的技术集成产品。典型的欧系音响主机,不求绚丽的外观,讲求在各个方面做到细致入微,该产品适合播放的音乐范围比较宽泛,音质很棒。从面板设计风格上讲,非常适合欧美车系的设计风格。

②阿尔派。国内汽车音响销量名列前茅,进入中国市场非常早,已经实现了当地生产。虽然各个价位的产品都有,但是该品牌更注重高端产品的生产。从适用风格方面讲,注重低音部分的表现,适合喜爱金属感强的年轻人。

③先锋。国际汽车音响界数一数二的品牌,最早推出组件式(音源、前后扬声器)分开的汽车音响,其产品层次分布非常完善,尤其是车载DVD行业表现突出。

④SONY。目前,SONY在国内的销量非常大。其致胜法宝有两样,一是低廉的价格,非常适合普通消费者的需要;二是外观设计比较时尚,适合在一般家用轿车上安装。

2.信号处理器

在汽车影音系统中,所谓信号的处理一般采用均衡器、主动式电子分频器、数字式信号处理以及信号的前级处理。其中,主动式电子分频一般采用较优秀的主机,低音激励器简单的主动式电子分频一般集成在功率放大器中。所以,在汽车音响中信号处理器,一般是指均衡器。

均衡器(简称EQ)是对信号频率响应及振幅进行调整的电声处理设备。它可以改变声音与谐波的成分比、频响特性曲线和频带宽度等。频率均衡器广泛用于各种音响系统,如厅堂扩音放音系统、广播录音系统以及汽车音响系统中,在汽车音响中它更对美化声音起到广泛的作用。例如:弥补频响缺陷;弥补声源音质音色缺陷;突出乐器特色或改变乐器音色:平衡乐队中各个声部的响度;提高音乐信号的丰满度、明亮度和清晰度:增加临场感,调整演奏层次;缓解声部间串音,衰减泄露频率;去除噪声及干扰声,提高信噪比;修正听音环境频响缺陷,均衡室内频响。

可以说,均衡器是录音师和音响师工作中最重要的调音工具,在汽车音响中,由于汽车空间的影响,均衡器最大的特点就是修正听音环境频响的缺陷。在加入均衡器来调整音响系统时,应特别注意各个音响器材的个性(如器材的频率特性,音色属性等);以及信号源机的实际状况。如在音乐节目的频域内,各个频段都有其独立的作用,对各段频率的提升或衰减都会使乐音的内涵发生变化,下面将全音频分成六段来具体分析:

(1)16~80Hz的频率段

这段频率能给音乐带来强有力的感觉,16~80Hz这段频率使低音有非常低的下潜感,而48~80Hz的提升使低频有良好的力度感,但过多地提升会使声音混浊不清。

(2)80~250Hz的频率段(https://www.daowen.com)

这个频率段包含基音和节奏音的主音(基础音),对这段频率的调整可改变音乐的平衡状态,使其趋向丰满或单薄,这可以根据客户的要求适当进行调整。它和高中音的比便构成了音色结构的平衡,稍强则声音丰满,弱之则音色单薄,如果过多地提升会引发“隆隆”声(低频嗡声)。

(3)250Hz~2kHz的频率段

这个频段包含着大多数声部的低频泛音和低次谐波,250~500Hz影响音色的力度和结实度。330Hz会引发人声的坚实感,使低音柔和丰满。但提升过多,会产生“嗡嗡”的闭室效应。500~800Hz过多会使音色生硬。原则上一般不对这个频段的声音进行过多的增减,而是根据实际情况稍加调整。

(4)(2~4)kHz的频率段

这段频率要慎用,过多提升时会掩蔽语言的识别,特别是“M”、“B”这样的唇音容易模糊。由于耳膜的共振频率点在3kHz左右,如果这个频率点多提升会引起视听疲劳、心烦。当然,稍微提升一下(如1dB左右)这个频率段,可以使声音更加明亮。

(5)(4~6)kHz的频率段

该频段是具有临场感的频段,它可以增加语言、音乐的清晰度。提升这段频率可使表演者与听者的距离拉近。4kHz是一个具有穿透性听感的频率,而5kHz的衰减会使声音的距离感变远。

(6)(6~16)kHz的频率段

这段频率控制着整体声音的明亮度、感染力和色彩。此频率段不适宜进行衰减,一般可作为平直处理或稍加提升(3dB)以内,如果过量提升,会出现明显的齿音,使音色充满毛刺感。

3.功率放大器

在汽车音响系统中,功率放大器是将主机或信号处理器输出的低电平信号经过再次前级放大和多级放大之后,以大功率驱动扬声器。现在,功率放大器不再只是简单地将信号放大,还有相当部分的前级处理,如前级的主动式电子分频、低音激励器等。

(1)功放的内部结构

不管是哪种类型的汽车音响功率放大器,都是由两个部分组成的,即电源部分和音频部分。电源部分先将车载电源经滤波处理,再由升压变压器提升电压供给音频部分来驱动扬声器。升压变压器将电压提升就要求所供给的电流要增大,电压越大则所需电流也越大。

①电源部分。在功放的电源部分,电容起着稳定电压的作用。在功放的电源输入前,加装法拉级电容,也可以起到稳定电压,提供瞬间大电流的作用。

②音频部分。在音频部分,也分为前级信号处理部分和后级功率放大部分。前级信号处理部分是将输入信号进行滤波(高通和低通),电平调整(音量控制)。功放的功率输出部分,又按信号的正负分为两个部分来驱动扬声器,两个部分分别由两个功放放大管来驱动,所以功放中的后级部分都是采用功率对管分别来放大信号的正负部分。功率放大的A类、AB类等就是按处理信号正负部分的状态来区分的。

(2)功放的声道配置

在汽车音响中,功放的声道数有单声道、两声道、四声道、六声道甚至八声道等多种。选择哪种声道的功率放大器非常重要,这对系统配置、功率配置等都起着决定性作用。标准的声道配置如图6-77所示。

在选择功放的声道配置时,首先应考虑客户的预算,再考虑声道的配置以及功率的搭配。

4.扬声器

扬声器以驱动空气发出声音。在汽车影音系统中最常用的系统是电动式扬声器系统,它的单元工作原理是:振膜在一个电磁驱动系统里工作。扬声器是一种换能器件,可将音频电信号转换(还原)成声信号(声波)。由于受到扬声器的发声体(振膜)物理特性的限制,目前的技术工艺尚无法使单振膜的全频带扬声器较完美地再现整个音频范围的声音。所以,通常将不同频段的扬声器分别设计,使之能在各自的频段内获得最好的重播特性。

在这里要加以说明的是,将扬声器加上箱体而形成了扬声器系统,它是由单元加箱体(前声场是单元加上车门)组成的扬声器系统。扬声器单元与系统如图6-78所示,这也说明,单个扬声器由于音频前后声短路,不会产生准确的声音。

(1)扬声器按照各种不同的分类方式

按还原频段来分:高音扬声器、中音扬声器、中低音扬声器、低音扬声器。

按喇叭口径来分:3/4″、1″、3″、51/4″、6.5″、8″、10″、12″、18″等。

图示

图6-77 二声道、四声道以及六声道配置图

图示

图6-78 扬声器的单元、箱体与系统的关系图

按组合方式还可以分为:同轴扬声器和分体式扬声器等。

中低音扬声器和超低音扬声器一般来说都是锥盆振动式扬声器,而中音或高音喇叭的振动板有锥盆式也有球顶式。虽然振动板的样式有许多种,但是扬声器的许多原理是相通的,如频率越高,振动板移动的速度越快。因此,频率越高、振动板越小,效果越好。

振动板越小,空气移动量越小,声压输出越小;频率越高,指向性越强。所以高音喇叭一般采用球顶高音,使高频的指向性更加宽广。

振动板或球顶振膜的质量也可以说明振动速度的快慢。质量越轻,振动速度越快,态响应越准确。振膜的质量越轻,在大声压时越容易产生分割振动失真,质量大的或振膜加强的振膜造型设计可以增强振膜的刚性。

音圈越大,承受功率越大。音圈越小,瞬态反应越佳。

(2)扬声器的组成元件

电动式扬声器的结构如图6-79所示,由驱动部分(音圈、极柱、华司、背板、磁钢),振膜部分(音盆、防尘帽),悬架系统(弹波、折环)和支撑系统(盆架)等组成。

①驱动系统。包括磁钢、导磁柱、前后导磁板和音圈五个部分。导磁柱和后导磁板一般合在一起称为T铁,前导磁板又叫上夹板或华司。磁钢通过T铁和前导磁板之间的磁隙构成磁回路,在磁隙中产生很高的磁场强度。音圈就是沿卷幅的中心对称地放在磁隙的正中。

②振动系统。它由振动板(即锥盆,也称为音盆或胴体)和防尘帽构成。是扬声器直接发声的部分,它在音圈的驱动下,在弹波和折环的支撑下来回振动发声。

③支撑系统。含定心支片(俗称弹波)和折环(又称为悬边)两部分,两者的配合可使音圈在动态和静态时均能与导磁柱同心,并给振动系统提供一定的恢复力。由弹波和折环所形成的刚性或柔顺性会影响振动板的移动速度,对于扬声器的全部顺性而言,弹波提供约80%,折环提供约20%。折环有两个重要的功能,它的原始作用是保持音圈处于极片间隙的中心,然而对于振动模式而言,悬边所造成的阻尼作用也非常重要。

图示

图6-79 电动喇叭的结构

(3)振膜的分类以及对音质的影响

①纸盆。纸盆是最古老的材质。一般来说,纸盆的声音特性为平顺自然,明快清晰。另外,纸盆的刚性颇佳,对于瞬时反应和听感的细节表现有很好的成绩。再者,若设计和制作得当,纸盆可以做得很轻,比最轻的塑料振膜还轻15%以上。虽比起最新的高科技合成纤维材料,纸质还是稍重了点,但其实相差不大,因此发声效率高。纸盆可能的弱点是其特性会随环境湿度而变化,因纸吸收了湿气后其密度会变大(变重)、刚性会变差(变软),所以发声的特性也会受影响。

②塑料振膜。这里说的塑料振膜,是指用塑料射出成型或其他方式做出的一体成型锥盆,最常用的材质应属聚丙烯(简称PP)。多数高分子聚合物的物理特性便是韧性特强,所以机械能在其中传递时会很快地被吸收消耗,阻尼特性很好。这项优点和纸盆类似,就是高端的滑落很平顺,除了听感上柔顺自然外,能够使用低阶、简单的分音器也是一项优势。然而,相较于其他振膜材质,PP的刚性不甚佳,质量也较重。PP材质较弱的刚性造成了高速微动作时,音圈发出的动能无法完全且一致的传达到整个振膜,也就是发生了“盆分裂现象”。虽然有良好的阻尼止住了盆分裂共振,但毕竟已无法作完美的活塞运动,失真率相对提高,听感上便是柔顺有余,解析力及动态却不足。

③金属振膜。刚性较弱会导致动态和解析力的缺失,利用高刚性的金属材质来制作振膜,会得到很好的效果。一般用于直接发声的中音或低音单体所用的金属材质,铝金属或其合金产物为最多,最大的优势便是刚性很强,在一定范围的工作条件下不会变形,其结果便是很低的失真和很好的细节解析力。但是刚性强的另一面便是内损低,能量不会被振膜材质本身吸收,所以发生盆分裂时会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端,若不妥善处理,就很容易出现金属声。

④合成纤维材质:在硼碳纤维及蜂巢式三明治结构应用于战斗机上获致极佳成效的多年以后,有人将这类的材料用在音响上。既然是航空级的材料,当然就兼具了质轻和高强度的双重优点,可以做到比纸还轻,刚性比金属还强,而且强度不只超过铝很多,甚至还高过钢铁,用来制作喇叭单体的振膜是再理想不过了。

⑤其他材料。除了上述的四大类材质外,其他还有很多质轻强度佳的材质皆可制成喇叭振膜,如玻璃纤维、石墨纤维,电木、丝质纤维、以及真空烧结精密陶瓷等,其中许多材料都大有可为,有些适于做高音、有些适于做中音、有些适于做低音、有些高中低音皆宜。

(4)喇叭的参数

①额定阻抗。额定阻抗是指扬声器的最小阻抗值,也是衡量扬声器能从功放处消耗多少功率的指标。如果此数据和功率放大器的额定阻抗不搭配,会出现声音失真的现象。例如,一台10W的功放,在4Ω时其输出功率为10W,8Ω的扬声器就只有5W的功率,而2Ω的喇叭在理论上就可以得到200W的功率。

②灵敏度:灵敏度又称声压级,是衡量车载扬声器是否容易推动时相当重要的指标,是指给车载扬声器施加1W的输入功率,在喇叭正前方1m远处能产生多少分贝的声压值。灵敏度的单位为分贝/瓦/米(dB/W/m),一般以87dB/W/m为中灵敏度,84dB/W/m以下为低灵敏度,90dB/W/m以上为高灵敏度。灵敏度越高所需要的输入功率越小,在同样功率的音源下输出的声音越大,对车载功放的功率要求越小,也就越容易推动。

对放大器而言,灵敏度是指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小,因此也称为输入灵敏度。

灵敏度的提高是以增加失真度为代价的,要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。但这并不意味着,灵敏度高的车载扬声器音质一定不好而低灵敏度的车载扬声器音质一定就好,所以灵敏度本身是与车载扬声器的音质和音色无关的。

在选装扬声器时,要尽量使左右两边的数值保持一致(控制在±1dB之内),否则会有很明显的侧重感。

③动态范围。信号最强的部分与最弱的部分之间的电平差。对器材而言,动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。

④频率响应。由生产厂商提供,指在参考轴上距离参考点规定位置处,在自由声场条件下以恒压法测得的扬声器系统声压级随频率变化的曲线。

⑤特性总谐波失真。谐波失真是由振幅非线性引起的一种失真,在自由场的条件下,用规定的功率馈给扬声器系统某一频率正弦信号时,在扬声器系统输出的声信号中除了原输入的信号(基频)外,还有2倍于、3倍于、…、n倍于,基波频率的信号称为谐波失真。这些谐波声压的均方根值与特性声压值之比的百分数表示,即为特性谐波失真系数。

⑥扬声器的指向特性。扬声器的指向特性是扬声器所辐射的声压在空间的分布情况。低频时,扬声器辐射面的线度,要比扬声器所辐射的声波波长小得多,扬声器可看作是一个点声源,其辐射是无指向性的。扬声器的指向性特性在高频时会明显变窄,从而减小了它的有效辐射角,因此在考虑一个扬声器的应用频率时,不仅要看它的轴向频响,也要看它的辅射方向角。这一点对两分频或三分频的分体式扬声器的分频频率的选取有实际意义,因为这时不仅要使这些扬声器的轴向频响衔接起来,也要使它们在规定角度内的频响衔接起来。一般来说,6in喇叭的指向性分界频率为3500Hz左右,5in喇叭为4200Hz左右,而8in喇叭的指向性分界频率为2500Hz左右。

5.汽车音响附件

汽车影音线材及其内容大致包括:电源线、信号线、喇叭线、开机线、保险座、分线器、电池头、端子、电容等。主要用于还原和提升汽车影音的音质和画质、音色等。保护影响系统避免异常电流或电压及其他电磁场的破坏。

线材对于汽车音响来说是非常重要的,良好的线材要求首先是安全,其次是抗干扰性好、衰减小。音响线材又包括信号线和电源线两大类。

(1)电源线

要求电流电压稳定,阻抗小,电流衰减小。保障蓄电池给功放等设备的供电,最佳的选择是纯无氧铜(OFC)的、绝缘性好的、耐温的、标准的和适配(见标准电源线大电流容量参考表)的,达成最佳的电流传输和保护,从而令功放性能最大化。如果电源线用的线径太小或品质太差(铜包铝或钢丝),就无法提供音响器材所需的电力。这样就注定要失败,更严重的还会导致器材的毁损,甚至危及汽车的安全,切勿因小失大。电源线最常用的是红色和黑色4GA、6GA、8GA。红色作正极(火线),黑色作负极(地线)。地线的粗细与火线要一样或较粗一点。包裹电源线的绝缘材料除了绝缘性好,还要能耐高温。电源线材的选择与功率有关,功率大的往往电流也大,需要选择较粗的线材。

(2)信号线

要求抗干扰性好,能减少信号衰减,接触良好,接头处要防止氧化。负责将音源信号传入功放(EQ),原音传输和杜绝噪声,造就真实的或发烧级的音质。如果传输的信号已经不完整、失真或受到干扰,纵使再高级的功放也只能放大失真的信号而已,所听到的声音就可想而知了。汽车音响信号线通常采用双编织层同轴和二芯螺旋双重屏蔽结构,因为这两种线都具有独立屏蔽,抗干扰能力强。主要采用6mm和8mm规格。一些顶级的信号线往往采用专用合金材料、卡环式插头,并在插头表面镀金以防止氧化。

(3)喇叭线

最好选择标准的、纯无氧铜的、绝缘性好的和适配的,令音频重放精准到位,细节完美无缺。与信号线同样道理,即使有相当高级的功放,但未慎选喇叭线,试想能将10Hz~25kHz的音频传到喇叭吗,功放有很好的动态表现可能在喇叭上听到吗,答案是否定的。因为喇叭线本身的阻抗、磁场效应以及不同的音频在线上的速度不同,这些因素常会导致功放和喇叭的效果大打折扣,但我们却常怪硬件器材不好,说不定因此而更换器材,白费宝贵的时间和金钱。喇叭线最常用的是16GA、14GA、12GA平行或螺旋结构线材。

(4)开机线

开机线取决于激活电流是否足够。若是功放的激活电流需要很大,而所用的开机线太小,就不足以激活功放。原因是开机线太细激活电流不足而无法开机,有时还会误以为扩大机坏了。常用蓝色18GA或20GA开机线。

(5)熔丝座、分线器、电池头、端子

保护和提升影音系统的安全,应具有接触良好、抗摔、耐温、耐用等功能,试问自身都保护不了的劣质保险座你敢用吗,优质的配件导体采用纯黄铜,超亮的镀金、镀镍表面处理,外壳是透明聚碳酸酯塑料(工程塑料),耐热防冲击(摔不破)的外壳有助于保护熔丝和电源线的接线点,保证最大的电流传输,并且令安装时尚精美。然而市面出现一些劣质配件,外壳采用普通PVC,不仅耐温性差,而且一摔就烂,容易熔掉;导体采用铝铸的,连螺钉都打不紧,更不要说导电性了。

(6)电容

电容有稳定电压和滤波的作用,使汽车音响系统的低音获得改善。当音响系统需要传送一个瞬间重低音,电池无法提供足够的电流,此时就要电容来补充系统的电能,有助于降低或消除音响系统的杂信。优质的电容必须具备容量足,耐压够的电解电容。电解电容比一般电容放电和储备功能迅速有效,且寿命较长,它的主要材料是铝箔。如果是假电容,情况就不堪设想,轻则烧毁电容,重则可能引发火灾,好像放了一个不定时的炸弹在车上。

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