随着汽车智能化、电动化、网联化和共享化的发展,汽车座舱不再仅仅是一个驾驶员控制车辆和乘客乘坐的物理空间,而是成为了一个为乘员提供个性化服务和舒适体验的重要场景。在这种背景下,汽车音效系统的作用从单纯的广播、音频播放设备逐步升级为智能座舱体验的重要组成部分,成为消费者关注的关键体验。未来座舱音效不仅需要高品质音响设备提供优良的音效,还需结合车内环境、车辆状态和用户需求,在车联网、OTA、人工智能技术的支持下,提供更加智能化、个性化和沉浸式的听觉体验。
为满足消费者对汽车舒适、可靠性等方面的要求,车载扬声器的可靠性显得尤为重要。这就要求要对车载扬声器产品进行严格的声学性能和可靠性的综合测试。
车载扬声器的声学指标主要有额定功率、额定阻抗、谐振频率、频率响应范围、Qts值、指向性、灵敏度、失真等。
额定功率:也称持续功率,是扬声器可长期稳定工作的输入电功率(单位:W),体现了扬声器热承受能力(车载扬声器常用30W-100W)。与之相对的是峰值功率(Peak Power),即车载扬声器的短时最大承受功率(通常为RMS的2-4倍)。
额定阻抗:扬声器在特定频率(通常1kHz)下的等效电阻抗(单位:Ω)。车载扬声器多为4Ω(兼容原车主机),改装高端系统可选2Ω(提升功放电流输出效率)。阻抗低于功放最低负载阻抗时,可能触发保护电路或烧毁功放。
谐振频率:扬声器在自由空气中振膜振幅最大时的频率(单位:Hz)。
Qts值:即品质因数、阻尼系数,是扬声器性能的关键指标,反映扬声器振动系统阻尼特性的无量纲参数,它类似于汽车减震器的原理,有助于控制扬声器的振动。它在一定程度上反应了扬声器振动系统的阻尼状态(即振动衰减的快慢)和共振锐度,振动很快停止的叫Qts低,振动不易停止的叫Qts高。Qts值过低时扬声器的输出音压还没到Fo(谐振频率)处时就迅速下降,扬声器处于过阻尼状态,造成低频衰减过大;Qts值过高时扬声器的输出音在Fo处会出现一个峰,扬声器处于欠阻尼状态,低频得到过分加强,Qts值越大,峰值越陡。
指向性:声压随辐射角度衰减的特性,一般用极坐标图表示。扬声器对不同方向上的辐射,其声压频率特性是不同的,这种特性称为扬声器的指向性。它与扬声器的口径有关,口径大时指向性尖,口径小时指向性宽。指向性还与频率有关。
灵敏度:是指放大电路对输入信号的放大能力,它反映的是扬声器发出声音的响度。业界测试扬声器的灵敏度是用一个1KHz、1瓦的信号输入扬声器,检测它所发出声音在1米距离处的声压级。如果灵敏度太小,相同的输入信号下,扬声器发出的音量就小,想获得大的响度就要增大音源,失真度就会增加。灵敏度越大,总谐波失真就越大,尤其在输出大音量的时候更是如此。
失真:即总谐波失真,由于扬声器的输出不能完全复现其输入,产生了波形的畸变或者信号成分的增减,就叫失真。谐波失真是任何信号都会存在的,它表示除了原信号本身以外还多出来的杂波信号大小。由于音频信号的频率范围很广,因此这个参数往往只给出一个标称值。在扬声器的产品说明书上标注的总谐波失真一般是在1KHz单频率下测量的,只有一个代表性。在复杂多变的频率下,谐波失真也是不断变化的,但大体上不会相差太远。有些扬声器听起来让人感到烦躁,感觉疲劳,就是失真较大所引起的。
除了全消声室外,北测集团还拥有迄今为止业界最高性能和最多功能的双通道音频分析仪。双通道音频分析仪拥有-120dB的典型剩余失真、高达1MHz的带宽,120万点的FFT,完整的24位分辨率,以及0.001Hz至80kHz的扫频范围,在指标参数上的表现极端苛刻,可以完美的对扬声器的高频端和低频端进行测试。
北测集团还拥有以及仿真躯干、仿真嘴、人工耳、自由场麦克风等高端配件,有能力完成扬声器产品的全部声学指标测试。
声学性能测试布置图
另外、北测集团还拥有强大的可靠性测试能力,比如环境可靠性测试能力(高低温、低气压、IP等级等)、机械可靠性测试能力(振动、冲击等),有能力将可靠性测试和声学性能测试结合起来,对车载扬声器的综合性能进行测评,帮助车载扬声器厂家找到产品的薄弱点,提升产品性能,为中国的新能源汽车产业贡献自己的力量。