汽车音响收音参数与实车评价测试分析

2012-09-02陆云峰

汽车电器 2012年12期

周琴，陆云峰，李川

（奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心，安徽芜湖 241009）

众所周知，车载电台广播已在消费者的日常生活中确立自身的地位。据调查，收听时间约为车辆行驶的60%。根据JD.Power调查结果显示，客户除了对音响主机的CD／DVD部分稳定性不好，经常卡碟、不读碟有大量抱怨外，对其电台收音效果也尤为不满，该问题不似CD／DVD是单纯机芯问题，其涉及的问题点较多，除了把整车EMC（电磁兼容）做好，音响主机本身也应做好相应的收音杂音处理。本文一方面建立客观测试与主观感受关联，另一方面着重通过对收音参数测试与相应实车主观评价测试的数据对比，来分析哪些收音参数对实车杂音起到至关重要的作用。

1 收音参数测试

1.1 参数的定义

一般收音参数分为声音相关参数和杂音相关参数:①声音相关的参数有10%输出功率、立体声分离度、高音控制、低音控制、频率响应等；②杂音相关的参数有噪限灵敏度、信噪比、-3dB限幅灵敏度、调幅抑制、中频抑制、镜像抑制、双信号选择性、大信号干扰等。下面着重对杂音相关的定义进行说明。

1）信噪比一定的输入信号电平下，收音机输出端的信号电压与噪声电压之比，原理示意图见图1。其值越高表示收音机处理带有噪声的有用信号越强，但从经验得知，如果实际车辆行驶中出现同频干扰的情况，收音机则没有处理的能力。

2）噪限灵敏度当收音机的信噪比为26dB时，输出标准功率所需要的最小输入信号电平，即为噪限灵敏度，原理示意图见图2。此参数是表示当信号弱到一定程度时，仍然能保证收听的能力，显然，需要的电平越小，表示收音机处理弱信号的能力越强。该参数在各个音响厂家定义均不一致，目前所测试的结果一类是1dB左右，另一类结果是5dB左右。

3）中频抑制、镜像抑制、调幅抑制调谐于某一频率的收音机，当加入等于中频频率、镜像频率、调幅信号时，产生标准输出功率所需要的信号电平与调谐频率点的噪限灵敏度电平之差即为中频、镜像、调幅抑制，原理示意图见图3。其值自然越大越好，测试经验来讲，这几个参数与工作频点相差较远，对收音的影响微乎其微，目前的晶振、芯片等原材料技术已比较成熟，基本上都能满足。

4）选择性收音机调谐回路的静态谐振特性针对邻近电台信号的抑制能力，原理示意图见图4。值得一提的是 FM （调频收台）对100、200、300kHz附近的选择性应当测试。该参数比较接近同频干扰，并且在实际生活也是常见相邻频点串台现象，该参数也应重视。

5）大信号干扰收音机对邻近频率大信号干扰抑制能力，以同时加上有效信号（调谐信号）和大信号干扰时收音机音频的信噪比表示。显然其值越大表示抗大强度的信号能力越强。这个参数主要考核整个电路设计的合理性。

1.2 测试方法分析

目前，音响行业对这些参数的测试方法基本上已成熟。但随着电子测试技术的进步，导航芯片、蓝牙技术等集成到音响一体，其电路产生的辐射干扰就难免对收音模块产生骚扰，于是，在测试时就需做出是否考虑它们的影响的决定。

一般音响参数测试系统包括2种方式。一种是老式的:信号发生器→衰减器→主机→毫伏表或失真仪，此种方法已不能满足声学发展的需求，如信噪比、噪限灵敏度测试中加A计权的条件，以及调幅抑制加入400kHz和1000kHz带通滤波器就不能满足等。另一种是信号发生器→衰减器→主机→音频分析仪。下面介绍几个测试的条件设置，对测试结果有很大影响。

1）加匹配衰减器的原因:主要作用是使仪器与主机的阻抗匹配，对音响要求更高。

2）噪声相关的参数如信噪比、噪限灵敏度加入A计权的原因:按常规，毫伏表测量方式很多时候会出现误差，如某些信噪比测量指标高的，实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。这是因为这种测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感是不同的，同样多的噪声，如果都是集中在几百到几千赫兹频率，和集中在20 kHz以上是完全不同的效果，后者我们可能根本就察觉不到。因此，引入一个 “权”的概念。这是一个统计学上的概念，它的核心思想是，在进行统计的时候，应该将有效的、有用的数据进行保留，而无效和无用的数据应该尽量排除，使得统计结果接近最准确。每个统计数据都有一个 “权”，“权” 越高越有用，“权”越低就越无用，毫无用处的数据的 “权”为0。有一条通用等响度曲线，这个曲线代表的是人耳对于不同频率的声音的灵敏度噪声中对人耳影响最大的频段 “权”最高，而人耳根本听不到的频段的 “权”为0。这种计算方式被称为 “A计权”。显然，老式的毫伏表测试已不能满足要求。

3）收音机设置loudness（响度）为off的原因:loudness即响度特性对于解决声响中的实际问题时有意义，如在听音乐节目时，在音量减小时能提升高、低频电平，从而获得高低音平衡、音质优美的效果。其原理是进行高、低频率电平提升，是实现展宽频带、均衡人的听觉感受的音响效果的重要依据。loudness是主机内的音效设置，对于只是考核内部信号传输部分电路来讲可以不予考虑。

2 多种音响机型在实车上表现情况和噪声参数的关联

2.1 实车主观评价

1）试验条件选用6个音响厂家的主机，自然都具备收音的基本功能，只是其他功能的扩展不一样，机型有带CD的、带导航的、无机芯导航的。把这6个音响主机在相同车辆、同一时间、同样环境对各个主机FM模式的搜台情况进行主观评价（目前AM模式基本没有用户收听，所以本次未测试）。

2）测试方法选取4个电磁环境有区别的几个地点停车，我们选取的第1个地点的特点是:附近无高大建筑，无电磁干扰，电台信号较强，能达到无线电最佳接收状态，但离发射点比较远，存在信号的不稳定性；第2个地点:附近建筑物较低，信号较强，有少量电磁干扰，对于无线电接收系统在小城镇接收品质评价具有典型意义；第3个地点:位置两边均有密集建筑，属于典型的城市商业区；第4个地点:该位置两边的高压线较低，工频50 Hz对样机影响较大，主要看工频对收台信号的影响。

然后，在每个地点从最低频采取自动搜台方式，评价结果由以下数字表示，记录到相应的表格:0——无法收到该电台信号；1——收到的无效台；2——可以收到信号，但几乎无法听清楚电台的声音，伴随有很大的杂音；3——可以收到信号，能勉强听清楚电台的声音，伴随有较大的杂音；4——可以收到信号，能听清楚电台的声音，伴随有轻微的杂音；5——可以收到信号，能听得非常清晰，没有任何杂音。实车主观评价测试的最终结果见表1。

表1 实车主观评价测试数据结果

2.2 收音参数对比

1）收台杂音在各地点的分析

地点1:收音机接收系统在该场地接收信号时，能够避免高大建筑物屏蔽和电磁干扰，达到无线电最佳接收状态，但一般郊区离发射点比较远，存在信号的不稳定性。从屏蔽房内参数测试结果（表2）可以看出，由于机型1和机型2的噪限灵敏度高，捕捉信号的能力和对处理弱信号的能力不强，所以收到的4分以上的电台比例偏低。

表2 屏蔽房内参数测试结果

地点2:无线电接收系统在小城镇接收情况。在此处所有样机能自动搜到电台的数量都很多，其搜台的品质与噪限灵敏度、大信号干扰抑制趋势一致。

地点3:该处6台样机4分以上的比例差别不大，说明类似于典型城市工况的干扰信号很强的情况下，样机不管信噪比等杂音相关参数多少（满足指标即可），已经超过其处理干扰信号的能力范围，也即是说，典型城市工况对杂音测试意义不大。

地点4:此处路两边的工频50 Hz高压线对样机影响较大。从表1可以看出，机型1、机型4在对工频50Hz的处理上相对较弱，参数测试中没有涉及对工频干扰的测试，主要是没有相应的工频发生器，目前使用的信号发生器仅是FM频率范围（87.5～108.0kHz）。

2）参数测试与搜台评价对比分析

从表1、表2可以得出:①收到4分以上电台的百分比与噪限灵敏度和大信号干扰抑制2个参数有密切关系，大信号干扰抑制越大，噪限灵敏度越小品质越好越稳定，两参数对收音机收音效果起至关重要的作用；②目前各音响厂家对信噪比基本做到70 dB，其值对杂音的影响不大，-3 dB限幅灵敏度值小的机型1、机型2表现出的效果并不好，所以这两参数对杂音的影响不大；③实际收台总数量与锁台灵敏度大小没有必然的对应关系，并不是一般理解上的锁台灵敏度越大，收台越少。其数量跟锁台灵敏度、噪限灵敏度等其他干扰信号参数相互影响有关，如机型4的锁台灵敏度最低，但收到台数量最少，至于其相互关系，从此6组数据还不能说明，需大量的数据支持。可以得出的是只强调一个杂音参数没有实际意义；④选择的这几台样机功能的扩展不一样，对于带导航功能的机型2、机型3，其收台效果均低于单纯CD机，另外机型3的调幅抑制和-3 dB限幅灵敏度明显差于其他机型，但收台效果并没有明显表现出来，因此，之前提到的加滤波器或A计权是有必要的（上述数据没有加滤波器），同时需要把高频的导航信号滤掉。