1 音响系统简介 :
汽车音响最基本的条件就是有回放声音的功能。音响系统中,至少包含以下几点,才有资格称为音响:首先是软件和媒体,接着是音源,音源就是能解码出软件与多媒体的机构。比如说播放广播的叫做调谐器,俗称收音机;播放卡带的叫做卡式放音座;至于播放CD 唱片的,就称为CD-Player ,又为激光唱盘。音源经过功放放大后,由扬声器(SPEAKER )扩音形成声音,就构成了一个完整的音响系统。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。但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,并将它做为评价轿车舒适性的依据之一。本文重点介绍汽车音响中的音源部分——收放机总成。
2 典型车载音响系统的构成:
如下图,目前典型的汽车音响由三大部分构成:音响主机、功率放大器(AMPLIFIER)、扬声器(SPEAKER )。音响主机在系统中承担了娱乐功能的大部分内容,主要提供各种音源接口的支持以及解码;功率放大器是将音响主机解码的讯号进行放大,使得信号变成可以适合扬声器播放的模拟信号。目前,汽车音响的放大器部分,逐渐融合在主机内。可以减少安装以及成本。只有部分高级轿车为了保证播放效果仍保证独立功放(雅阁);扬声器就是我们常说到的喇叭,是整个系统中的最后执行设备,也就是将前面解码放大后的声音信号通过振动转化为人可以听到的声音,按照不同的声道区分,车内常见使用的为2.0 2.1 4.1等,下图所示为一套标准的5.1声道系统。音响系统与工艺控制
3 汽车音响主机的音源分类:
世界汽车音响的发展已经经历了五个时代:1、收音机时代(20世纪40、50、60年代);2、卡带机时代(20世纪70年代);3、CD 机时代(20世纪80年代);4、DVD 时代(20世纪90年代);5、导航器时代(2000年以后)。当前主流高端汽车音响的主要构成:收音+功放、CD/DVD 、导航、TFT 屏、USB/SD 、蓝牙等。目前国内前卫厂家的主要技术投入方向:技术平台的集成方式:采用计算机化的硬件和软件集成技术来构建新一代汽车音响的技术平台。特点:1、硬件系统的高度平台化。2、功能扩展主要取决于软件。3、系统由复杂趋向简单和统一。面向未来、汽车音响产品的主要功能特征:1、专车专用化:采用国际标准柜筒尺寸设计的车辆越来越少;市场细分之后专用化设计更贴近消费需求;2、娱乐多元化:收音CD DVD 卡带流媒体数字广播(卫星和地面台)数字电视游戏与各种手持设备互联3、信息化:分车内信息和车外信息车内信息:车辆故障信息、车辆安全信息、车辆维护信息。车外信息:位置信息、智能交通(ITS
)、紧急救助、网络功能
音响主机:1,音源解码:能解码出软件与多媒体的机构,谓之音源。播放广播的叫做调谐器,俗称收音机;播放卡带的叫做卡式放音座;至于播放CD 唱片的,就称为CD-Player ,又为激光唱盘。2
,内置功放:主机中包含了放大器的功能
扬声器:最上为中置全频扬声器,中部四个为相同的全频扬声
器,最后为低音扬声器,通常安置在后尾箱。
即插式SD 卡播放器CD 、CD-MP3
播放器汽车音响安装
DVD
播放器高整合车载电脑系统通常用于中低端车型或者货运车辆,在国内和海外(主要是非洲、南美等相对落后的国家和地区)还有一定的市场。主要功能有收音机、CD 播放、AUX 音频输入、RCA 音频输出,能够读取SD 卡和播放U 盘中的MP3、WMA 格式音频内容。某些近年推出的高端机种,还包括蓝牙、I POD 连接控制等扩展功能。目前大部分量产中级车安装的均为此类音响主机。DVD 播放器是在上述系统中,追加了DVD 机芯和显示屏。从目前来看,DVD 为一种过渡的机种,目前越来越少的汽车仅适用独立的DVD 系统,一般均与NAVI 共同使用。某些中高级车还配合了HDD 硬盘音响系统,构成了整车的娱乐系统。
目前越来越多的车载娱乐系统整合了全车的大部分控制功能,其意义已经超越了传统的汽车音响。通过总线与ECU,仪表,空调等通信。车载电脑提供了整车的基本全部电子功能的可视化和控制。随着智能系统的发展,近年又发展出了基于ANDROID 的智能系统,并追加了5G 功能的支持。使得整车的智能化再次上了一个台阶。
4 汽车音响主机的结构:下面我们以典型的汽车音响爆炸图为例,说明汽车音响的主要构成方式:
5 汽车音响主机的一般生产工序:
下面我们以典型的汽车音响爆炸图为例,说明汽车音响的主要生产工序流程:汽车音响与其他汽车类零件相比,由于功能复杂,构成的电气部品多,所以失效模式也相比其他零件较多。对于汽车音响来
基板SMT 基板分割及安装机身整体组装老化前检查面板组装老化最终组装老化后检查
装配测试音响主机中,SMT 零件占重要的部分。其承载了音响主机的全部功能。面板基板和主基板以及CD 机芯中,都是较复杂的SMT 类零件。详细控制方式请参照教材“SMT ”部分
基板在SMT 结束后,会在正式组装之前,将其从标准大小的版上进行分割分离。一般来讲,由于音响类严格品质要求。供应商使用铣刀切割进行分板。重点:管理铣刀的使用寿命管理、异物管理
一般音响外壳由钣金冲压件构成,需要在其内部完成基板的安装、机芯的安装、以及各个组件之间的FPC 连接。重点:FPC 连接的缩紧;螺钉的扭矩管理及放错管理;组装治具的夹紧效果
通常面板上的主要功能包括按键以及液晶显示屏幕。面板小组件的组装涉及大量的非标准件以及手工作业。重点:小零件组装及放错管理、零件外观保护
最终组装是指将面板总成与机身总成组装在一起,构成完整的收放机总成。重点:组装后检查。由于收放机内的电子元器件数量众多,故为了保证品质,供应商会在组装完成后,进行大量的测试工作。比较特殊的工艺就是老化:将收放机通电,放置在较高温度的环境下一段时间,模拟实车的工作环境。使得初期的原件可以充分的运作,可以大幅的提高不良的初期显在化。在老化前,通常会将整机
进行模拟检查,即模拟实车的动作检查,检查各个功能是否正常使用。在老化后,则会进行全面的电气参数的检测。以及外观例如照明、手感等检测。完成检测后,才能进行出荷。一般来讲,收放机供应商的检查工序,均要多与组装的工
序。换言之,检查测试对于收放机来说是最重要的工艺。
典型的汽车音响主要由:机芯(CD/DVD )、主机板、外壳钣金件、面板PCB 、面板、散热片等构成。通常的生产方式是将面板和面板PCB ,液晶屏幕等组件进行小组装;主机壳体进行小组装后,再进行最终的组装。
前文介绍了汽车音响的基本工艺流程,接下来重点介绍汽车音响的组装和质量控制。
一、收放机组装治具:
汽车音响的重点部品,大部分是通过手工的方式进行组装的。所以,组装治具的作用就比较重要。目前常见的组
装治具除了最基本的加紧、定位功能外,应具有一定的放错,防误功能。
二、主要部件的连接—FPC :
所谓的FPC ,就是我们常说道的“排线”,因为音响主机结构的原因,各个组件质检不可避免的需要使
用FPC 来进行连接。而,目前在行业内,尚无良好的自动化方式,可以完成FPC 的插接。也就是说,所有的FPC 均使用人手完成连接加工。若FPC 连接不到位,可能会发生检测时功能正常,而震动后出现不良的情况。所以,针对FPC 连接的管控,是收放机制造的重点管控项目。下附两图为FPC
和带端子排线的连接注意事项和常见不良。三、组装使用的的其他辅助工具:
螺钉计数器和螺钉盒是收放机组装的重要工具,其可以起到,数量防错,种类防错的功能。需要配合固定扭矩的电动螺丝刀使用。
万象组装治具
如前文所述,汽车音响不同于其他零件的生产工艺,就是对于性能的检查。下文中重点介绍针对汽车音响的检查方式。
一、老化:
如前文所述,老化是汽车音响制造中非常典型的工艺。其通过模拟实车环境的使用,可以使得初期不良快速显现。目
前常用的老化设备,是在组装线上进行的线上老化。
二、全自动化测试:
三、模拟动作检查:
因为汽车音响所处的工作环境比较恶劣,灰尘、暴晒、温差等因素;加上听音环境是在一个固定的封闭空间(车厢)里,所以汽车音响对于品质的要求也是非常高的。
自动化测试,是由供应商根据主机的性能参数,开发相应测试功能的测试软件。通过主机的外部接口连接电脑程序,通过电脑逐一完成重要特性的测试,目前可测定的项目包括:
◼耗费电流
◼暗电流
◼FM/AM 周波数范围
◼FM/AM 实用感度
◼FM/AM 信号対杂音比
◼FM/AM 静音水平
◼FM/AM 停止感度
◼FM/AM 周波数特性
◼CD/USB/AUX 左右分离度
◼CD/USB/AUX 左右水平差等同时,自动测试QA 机器,还包含零件的批组信息和错误记录保存的功能。
上面所讲到的自动化测试主要是针对产品的性能参数进行测定(定量测试)。为了更好的贴近用户的使用环境,会进行人工模拟动作检查(定性测试)。检查项目主要有:画面显示确认;FM/AM 、CD 、USB 听音与切换;声音大小调节;
音质调节等。
测试过程
放大图
老化的条件一般设置在温度:60±5℃;时间则根据不同的产品设定30分钟——4个小时不等。老化的
重要参数:温度:各个温区的温度要保持稳定时间:需进行严格的先进先出管理,防止零件未老化够时间或过老化。老化程序:老化需要带电完成,许多供应商都开发了专用的老化程序,模仿主机在实际使用中的状态自动运行。老化后的测试:老化后,需要进行全面的性能测试和外观测试,确保老化后产品品质OK
汽车音响的性能参数繁多,很难在生产线上进行100%的测试。故,每批次一般都会抽检部分机器进行全项目的检测。下面介绍线外全项目检测的相关内容。
如图示,左侧为性能测试的典型连接方案。需要用的设备包括:信号发生器、示波器、滤波器以及各种测试用的仪表。所有的外接设备分为:信号发生类,用以产生模拟实车环境中各种电磁干扰的信号或测试要求信号;测试类:包含电压、电流、信号输出波形、功率等参数;辅助类:
包括扬声器、负载、连接线等。
例:示波器检测信噪比
附:汽车音响常见性能项目表:1,AM 电气指标测量方法频率范围(FREQUENCY RANGE)刻度误差(CALIBRATION ERROR)最大灵敏度(MAXIMUM SENSITIVITY)噪限灵敏度(NOISE LIMITED SENSITIVITY)中频频率(INTERMEDIATE FREQUENCY)信噪比(SIGNAL TO NOISE RATIO)6dB 带宽(6dB BANDWIDTH)选择性(SELECTIVITY)镜像抑制(IMAGE REJECTION)自动增益控制(AUTOMATIC GAIN CONTROL)失真或过载失真(DISTORTION/RF OVERLOAD DISTORTION)大信号处理能力(LARGE SIGNAL HANDLING CAPACITY)远近程衰减量(LOC/DX ATTENUATON)锁台灵敏度(SEARCH SENSITIVITY)频率响应(FREQUENCY RESPONE)a 、-6dB 频率响应(-6 dB FREQUENCY RESPONE)b 、全频率响应(OVERALL FREQUENCY RESPONE) 交调抑制(INTERMODULATION REJECTION)最小噪音电平(NOISE LEVEL AT MINIMUM)下落工作电压(DROP WORKING VOLTAGE)2,FM 电气指标测量方法频率范围(FREQUENCY RANGE)刻度误差(CALIBRATION ERROR)噪限灵敏度(NOISE LIMITED SENSITIVITY)静态灵敏度(QUIETING SENSITIVITY),失真或过载失真(DISTORTION/RF OVERLOAD DISTORTION)大信号处理能力(LARGE SIGNAL HANDLING CAPACITY)放大预留(AMPLIFICATION RESERVE)哼声和噪声(HUM AND NOISE)音量灵敏度(VOLUME SENSITIVITY)下落工作电压(DROP WORKING VOLTAGE)立体声特性(STEREOPHONIC CHARACTERISTICS)立体声分离度(STEREO SEPARATION)10dB 分离度(10dB STEREO CROSSTALK)信号相关响应(SIGNAL DEPENDENT RESPONE)点灯灵敏度(STEREO INDICATION SENSITIVITY)19KHz 和38KHz 抑制(SUPPRESSION OF 19KHz AND 38KH
z)立体声信噪比(STEREO SIGNAL TO NOISE RATIO)CD 电气指标测量方法点频率响应(FREQUENCY RESPONE)全频率响应(FREQUENCY RESPONE)CD 信噪比(CD SIGNAL TO NOISE RATIO)动态范围(DYNAMIC RANGE)失真(DISTORTION)声道分离度(CHANNEL SEPERATION)抖摆(WOW AND FLUTTER)声道电平差(CHANNEL LEVEL DIFFERENCE)声道输出电平(CHANNEL OUTPUT LEVEL)非线性(NON-LINEARITY)间距误差(PITCH ERROR)读取时间(ACCESS TIME)下落工作电压(DROP WORKING VOLTAGE 音频部分性能指标测量方法低音高音控制(BASS AND TREBLE CONTROLS)简单音调控制(SIMPLE TONE CONTROL)等响度效果(LOUDNESS EFFECT)平衡效果(BALANCE EFFECT)前后喇叭效果(FADER EFFECT)线输入灵敏度(LINE INPUT---CD/AUX SENSITIVITY)线输入频率响应—3dB(LINE INPUT FREQUENCY RESPONE) 线输出电平,声道不平衡度,线输出失真(LINE OUTPUT LEVEL ,CHANNEL UNBALANCE ,LINE OUTPUT DISTORN)线输出信噪比(LINE OUTPUT SIGNAL TO NOISE RATIO)残留音频/噪音输出(RESIDUE AF/NOISE OUTPUT)a 、在喇叭输出端(AT LOUDSPEAKER OUTPUT)b 、在线输出端(AT LINE OUTPUT)输出功率(OUTPUT POWER AT%THD/MAXIMUM VOLUM)声源分隔度(SOURCE SEPARATION)电平匹配(LEVEL MATCHING)流消耗(CURRENT CONSUMPTION)