浅析电声技术在汽车中的应用
在国内,汽车音响有着广阔的前景和市场,把自己心爱的小汽车安装上声音效果好、音甜美的汽车音响是许多车主所追求的。由于小汽车箱体内结构的特殊性和局限性,因而汽车音响系统与家庭音响系统有很大的差别,它绝对不是仅靠买一些好的音响器材安装上去就能解决的问题,而是要根据不同类型的小汽车对它进行合理的设计及反复调试才能获得满意的效果。
汽车内是一个特殊的声场,其听音面积通常小于8㎡,驾驶席和助手席与后排座位在听音时明显存在着差异,不像一般房间听众常位于左、右扬声器组成的三角形顶点位置。反射声是规则的,强度也较小,由于汽车扬声器安装的位置及车内结构的特殊性,致使声音在车的上部反射较强,下部反射较小。车内的反射声往往集中在一定的方向,并且与直达声的时间差也是较短的。汽车音响设备的安装,通常以前声场为主,后声场作辅助。
对于汽车音响水平的评价,目前仍没有具体的标准,根据Hi-Fi音响的理念,结合汽车音响设备的特点,我们认为,一套好的汽车音响系统应体现在以下几个方面:①声场定位好,②空间感强,③前置声场效果好,④高、中、低频段有较高的保真度,⑤音甜美,⑥结像度高。在这个方面中,除了主观上听音外,第④、⑤项也可以通过数字音频分析对音响系统进行动态实测,通过测量车
内各组扬音器同时发出声音时其总的频响特性曲线、相位曲线、总谐波失真和互调失真等可反映出整个音频段的保真度情况。至于声音的表现是否音甜美,各人主观上品评不一。笔者认为,衡量声音是否音甜美,主要是看声音的泛音是否丰富,中音和中高音的水分足与否以及声音是否有韵味,乐器演奏时其残响状况如何等。对于这些,还可以借助数字音频分析仪对系统进行分析,测量车内混响时间、测量总声场下瀑布图的状态及变化等来间接反映音甜美的程度。结像度是衡量声音质量中较重要的方面,它是指重放人声和音乐歌曲时声音的密度,它直接反映了声音的质感水平。密度高的声音,让人听起既细腻、甜滑又有结聚力。根据测试表明汽车音响安装,小汽车内反射声较强且驻波主要集中在中频段,结像度高的声音,能在一定程度上减少驻波对声音质感的影响。所以在汽车音响中结像度比家庭音响显得更重要,往往可以借助听声音的结像度,判断车内音响器材的档次。
声场定位和空间感是汽车音响中处理难度较大的两个方面,也是笔者重点说明的内容。家庭音响的前声场和后声场是可以通过随意改变音箱的摆设位置或听音者的位置而获得良好的声场定位。而汽车音响则不同,只能把前声场的中低音扬声器安装在小车前门的下方,高音扬声器装在A柱或相应的位置,而后声场的扬声器则根据不同类型的小车安装在后排靠背上
方或后门相应的位置上。至于超重低音音箱,往往放在车的尾端或尾箱内。根据人耳的听觉特性,汽车音响系统中的声场定位主要取决于前声场发出的中音和中高音,其频率范围大致在400Hz~4000Hz,人的听觉系统主要是靠这段频率的声波到达左右耳朵的先后来进行声源定位的。只要安装在A柱附近的高音扬音器与安装在小车前门下方的中低音扬声器达到频率匹配就能形成协调的声源一致感。许多人都有这样的体会:一些音响安装水平不高的小车,坐在车前排听到的声音主要是来自下方而不是前方,难道是歌手蹲着唱歌?这显然是声场定位不对才造成这种听感。这关键是中低音扬音器发出的低音份量太多而中音份量不足的缘故!若把前门下方的扬音器发出的声音往中音方向增加,且与高音扬声器发出的高音协调,就会感到整个声场明显抬高了。如果调整恰当,中音的听感高度是可以提高几十cm的,此时中频声音就好像从汽车的仪表板的水平位置发出,当中音与高低音协调时,所听到的声音就是从小车的前方左右两边传出。可见,中音的听感位置对声场的定位是何等重要。应该指出的是,对于二分频扬声器来说,要获得良好的声场定位,中低音扬声器发出的低频往往与超重低音扬声器发出的超低频(80 Hz以下)容易出现低频衔接缺陷。从声音的高中低频协调的角度看,显然安装三分频扬声器比二分频扬声器更优胜,但三分频扬声器的分频点比较讲究,需要精心调试,只要恰当,其效果是相当明显的。因此,在安装二分频扬声器的小车里,要得到较好的声场定扬
声器安装的位置和角度更加讲究,尤为是要注意中音段的听感位置,有时甚至要把两扇前门的内板卸下,选好位置,重新倒模,以获取最佳的安装位置和角度。需要说明的是,在完成声场定位后,要想获得良好的前置声场效果(声音从前方来),还必需要注意前后声场各只扬声器的相位连接是否正确,并作系统的统调,而并非仅仅是功放机的8端接扬声器的8端,因为许多功放的8端只是作为其输出的热端点标记。空间感是衡量汽车音响好与否的重要方面,它主要取决于超重低音的表现。良好的空间感应给人感受到纯净的低频充满车内整个空间,并伴随声音的节奏和音乐的旋律,低频得到伸延。由于人的听觉是靠中音和中高音定位的,只要前声场扬声器发出的低音与超重低音扬声器发出的超低音有较好的频率协调,就会感到低频与中、高音同源,并从前方发出。通常用于小车尾端的超重低音音箱有倒相式和封闭式,倒相式灵敏度较封闭式高,而且在原谐振峰的两侧形成双峰,其频率低的小峰把音箱低频的下限向更低端延伸,这是倒相式音箱的最大的优点。但它在速度感和失真度方面不如封闭式音箱好,许多音响发烧友都认为倒相式音箱的低频是“假低频”,其低音浑浊。我们在此也建议采用封闭式超重低音音箱为好。当把一个低频扬声器安装在一个封闭的箱体后,封闭箱的谐振频率和品质因素都提高了,分别约为原扬声器的谐振频率f0和总品质因素Q0的两倍,这对于低频的下潜不利,但我们可以选取口径大些或谐振频率低一些的扬声器来获得较低的重放下限频率。市
场上用于驱动超重低音音箱的大功率功放机都设有频率调节范围,大多在30Hz~180Hz,且连续可调。实际应用时,超重低音音箱工作在超低频段,理论上把20Hz~80 Hz的低频称为超低频,人们可根据自己喜欢低频声音的软硬度及声场效果,把功放机的频率上限设定在60~80Hz之间。