[电/声基础]汽车音响技术与工程(长期更新，转载于威圣汽车音响公众号)

希望能帮助更多业内同行朋友以及车主烧友，有时间我就会跟帖更新，内容包括从最基础的声学基础，声电学知识，电子基础，改装技术，器材分析，系统方案分析，调试技巧，系统问题排除解决方法。


声学理论基础

人们对高保真的追求，为的就是让音响系统能完美地再现包括音乐在内的自然界的美妙声音。因而，了解声音的有关知识对音响系统的安装设计、调试和欣赏都具有一定的指导意义。
 一、声音的产生
       声音的本质，是由物体振动引起周围弹性媒质发生波动的现象，声波是一种弹性波。一般来说，凡是弹性媒质便能传播声波。气体、水、固体都可传播声波，温度相同时，声波在固体中传播最快，在气体中传播最慢。
引起声波的振动源叫作声源，声波所波及的空间称为声场。当声源发生振动时，它使邻近的空气质点随之振动，由于空气质点间相互的弹性的交联，这种振动就以波的形式扩散出去。当人耳接收到这种作用时，耳膜在疏、密交替的声波推动下产生相应的振动，再经过听觉的一系列生理过程，人便感知了这个声音。
   声波的频率范围很广，可从(0～100)kHz，而人耳只能听到其中的一段。人耳能听到的声音叫作可闻声，其频率范围为20Hz到20000Hz，强度在0到130dB。低于20Hz的声音称为次声，高于20kHz的称为超声。
声波在媒质中的传播速度叫声速，其单位是m／s。声波在空气中传播时，速度会受到温度、湿度和压力的影响。在0℃时声速约为332m／s，温度每升高1℃，声速约增大0.6m/s。故在20℃时，声速为344m/s。在一般情况下，计算时可取这个值。声速一般用c表示，即：c=344m／s。值得注意的是声波的传播与媒质质点的运动是不同的概念。媒质质点在其原来的位置附近作往复振动，而声波却以每秒344m的速度向周围传播。
声音既然是一种波动，就有一定的频率。声波的频率就是声波每秒钟振动的次数，单位为赫兹(Hz)。频率通常用f表示。完成一次振动所需的时间叫作周期，用T表示。显然：
          T=1/f
 周期的单位是秒。
   在声波传播中，两个相邻同相位质点间的距离称为波长，是声波一个周期的长度，用λ表示，单位是m，声波的波长和频率有如下关系：
        λ= c / f
式中：λ——声波的波长，m；
     c ——声速，c=344m／s；
     f ——声波的频率，赫兹(Hz)
  如频率为344Hz时，波长=344／344= l (m)。可见波长和频率成反比，频率越低．则波长越长。

二、声波的传播
1、声波的反射、绕射与透射
   声波在空气中传播遇到障碍物时，会损耗一部分能量，同时改变其传播方向。这时，情况将视障碍物的表面形状和尺寸而有所不同。                                                                          

（1）反射
   当障碍物是一个大于声波半波长的平面时，声波将按入射角的大小改变其传播方向，即产生反射．如图2—1(a)所示。这时的情况类似光线入射平面镜时的反射。所不同的是，即使反射物表面租糙不平，也可以把它看成一个平滑的表面，因为粗糙不平的凹凸孤面一般远小于声波长。如果障碍物是大于声波半波长的凹凸面，声波的反射将产生聚焦或扩散现象，如图2—1(b)或(c)所示。声聚焦现象若发生于听音场所，将导致严重声染，影响音质。而声扩散则对音质有利，故有的音乐厅声学设计将部分墙面处理成圆弧形凸面。
 
（2）绕射
如果障碍物的尺寸小于声波的半波长，声波会沿障碍物边缘附近弯曲倍播，如图2-2(a)
所示，这种现象称为绕射。因此、超低音扬声器摆放的位置一般不受限制，其声波的波长很长，可以绕过车厢内的障碍物到达听者耳中。

（3）透射
       声波遇到障碍物的穿透性小孔时，部分声能会透过小孔，在小孔的另一面形成新的声源，
如图2—2(b)，但遇到尺寸较大的孔，除在其边缘发生少量绕射外，基本上仍为平面波直射如图2—2(c)所示。扬声器与面罩就存在这些现象。


       声波的反射、绕射和透射都与波长有关，故声音经过障碍物之后继续传播，听起来会有音调或音色改变的感觉。音响改装中车门扬声器采用外露安装，安装模具的边缘处理成流线型等方法，就是为了减少这方面的影响。    

2、声波的叠加
    两个声源的声波在同一空间里传播，如果频率相同，声场中任何一点上两个声波的相位差都可能相同或不同。这是因为两者的传播路径或方向不同所致。当两者的相位相同时，两个声波叠加，如图2—3(a)所示，该点的声强最大；当两者的相位相反时，两个声波相减，如图2—3(b)所示，相减的结果使该点的声强减至最小；若两者的相位差大于零，小于180°时，两者相减也使声强减弱。这就导致声场中各点的声强大小不一，影响听音效果。
 
       在立体声系统的中高频段，上述影响尤其严重。这也是为什么立体声系统听音“皇帝位”只有一个的主要原因之一。试验表明，在立体声系统中播放测试CD的16kHz信号时，耳朵只要偏移或转动两三厘米，就会感到声音明显增大或减小，甚至消失。因而汽车音响中的高音扬声器要特别注意安装角度。

3、声波的共振
         由物理学可知，物体或空气柱如箱体、车厢等都具有自身的特征频率。若周围的声波频率与其特征频率相同，将使之产生强烈谐振，这种谐振即称为声共振。此外，当反射波与入射波的相位重合时，两者叠加而使声强明显增大，也称为声共振。

有时，声共振是我们所期望的，如常见的倒相式音箱和带通式音箱就是根据亥姆霍兹共振腔﹡原理设计的，它使音箱内空气的声共振能量得到利用。

﹡亥姆霍兹共鸣器是一种最基本的声共振系统，是以19世纪伟大的物理学家和生理学家亥姆霍兹（H·von·Haimuhuozi）的姓氏命名的。亥姆霍兹共鸣器的原始形状是一个由理想刚体构成的密闭空腔，这个空腔就叫做“亥姆霍兹共振腔”，在空腔的表面开一个面积相对于空腔表面积很小的孔，在孔上插入一根空心刚体管道，组成的结构就称为“亥姆霍兹共鸣器”。
当其内部空气受到外界波动的强制压缩时（无论强制力施加于空腔内的空气还是管道内的空气，施加的外力是来自声波还是腔体振动），管道内的空气会发生振动性的运动，而空腔内的空气对之产生恢复力（换句话说，共振腔内的空气是一个“空气弹簧”）。在声波波长远大于共鸣器几何尺度的情形下，可以认为共鸣器内空气振动的动能集中于管道内空气的运动，势能仅与腔体内空气的弹性形变有关。这样，这个共鸣器是由管道内空气有效质量和腔体内空气
弹性组成的一维振动系统，因而对施加作用的波动有共振现象，在强度为一定的振动作用下,在这个频率时，管道内空气的振动速度达到最大，这就是“亥姆霍兹共振原理”。

在大多数情况下，声共振有损音质，应设法避免。如音箱和听音室内产生的驻波是两个传播方向相反的声波(入射波与反射波)在平行的两个反射面中多次反射叠加的结果。且有三种最基本的类型，如图2一4所示。图2—4(a)为两个面引起的轴向驻波；图2—4(b)为四个面引起的切向驻波；图2一4(c)为六个面引起的斜向驻波。其中轴向驻波由于轨迹相同，能量最大，对音质的影响也最大，故应特别注意音箱和听音室前后壁的声学处理。通常我们可用吸音材料来减轻其影响。

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音响设备的技术指标
音响设备的技术指标并不能完全代表音质，而音质评价又往往因为每个人的听音习惯、地域不同而不同。故在许多时候，人们往往更相信技术指标。事实上，音响技术的进步，也是以技术指标的进步为特征的。因而，如何提高设备的技术指标，成了音响设计师最为关注的问题之一。
（1）输出功率：
   输出功率是指功率放大器送给扬声器的电功率。功率放大器在增益及负载一定的情况下，输出功率大小由输入信号电平来决定。传统是用额定输出功率来标定，并以此值作为功率匹配于扬声器。但由于高保真度的放音以及对音质评价不同和输入信号的内容不同，除额定功率之外，还标注了其它名目的数值。

   1)额定输出功率(RMS)
   额定输出功率是指在一定的谐波失真指标内，功率放大器输出的最大功率。应注意功率放大器的负载与谐渡失真量不同时，额定输出功率也随之改变。通常规定谐波失真为0.1％。此值是功率放大器输入1KHz的单频正弦渡，其辐度为功率放大器规定的输入值下通过仪器测出来的。
   由于声音信号由多频率组成。确切地讲额定功率应为20 - 20，000Hz内连续正弦波平均功率，即为全音域功率。仅用单频信号进行测量不足斟说明问题。因而又有另一种表示失真量，用低频和高频两个双音信号做为输入信号，按照SMPTE测量方法测量互调失真，以确定额定功率。例如幅度以4：1比例的60Hz及7KHz两个正弦波测量，并以互调失真为某值确定额定功率。有的厂家用0.02%来确定额定功率值。
   因此额定功率又称为功率放大器最大有用功率。

 2)最大输出功率：
    不考虑失真的大小，给功率放大器输入足够大的信号电平，具体做法是将面板上的输入电平衰减调至最小，也就是说音量开至最大时；功率放大器所能输出的最大功率。但是在放音时，会产生这样情况，两台额定功率及扬声器灵敏度均相差无几，在重放交响乐节目时，在大动态范围下，某台功率放大器在瞬间能给出相当大的功率，给入以力度惑，相反另一台却显得底气不足。
为了标志功放这种瞬间的突发性输出功率的能力，除测量上述的最大有用功率及最大输入功率之外，有必要测量给出功率放大器的音乐输出功率和峰值音乐输出功率，这样才能全面反映出功率放大器的输出能力。

   3)音乐输出功率(Music Power Output，简写MPO)，即在输出失真度不超过规定值下，功率放大器对音乐信号的瞬间最大输出功率。

   4)峰值音乐输出功率(Peak Music Power Output，简写PMPO)
   它是指不计失真，在规定的输入电平下将功率放大器输入衰减调至最小，功率放大器所能输出的最大音乐功率。它不仅反映了功率放大器功率输出能力，而且反映直流电源和电源变压器的供电能力。
     用何种信号来测量以及测量标准目前没有统一说法，它属于动态测量，所以说音乐功率
输出是一种动态指标。
   上四种功率标注，其大小的排列为：
   峰值音乐输出功率>音乐输出功率>最大输出功率>最大有用输出功率（额定功率）。
   通常峰值音乐输出功率是额定输出功率的5 - 10倍，但无统一定论。

（2）频率响应
 频率响应也称为频率失真或频率特性。它指放大器或扬声器对各频率信号的放大量或重放声压的不均匀性，其值以分贝表示。通常是先给出一定的工作频带，再给出不均匀度。高保真放大器的频率响应至少应达到(20～20000)Hz士l dB以上。对晶体管放大器而言，这个指标是轻而易举的，而扬声器的频率响应则因其结构而有较大的差别。

一般来说，放大器的频响也不是越宽越好，否则易引入高频或低频干扰，反而使信噪比（s／N）降低或诱发互调失真。但频带宽对瞬态响应有利，其本身并无过失。

（3）谐波失真
 谐波失真指信号通过音频设备后，新增加的谐波成分。它是原信号波形中没有的波形变化，是不希望发生的。其值以新增加的谐波成分的均方根值与原信号电压的均方根值的百分比来表示。谐波失真是电路或器件工作时的非线性引起的。高保真放大器的谐波失真一般应控制在0.05％以下。目前许多优秀的放大器失真度均可达到<0.01％。

（4）信号噪声比
 信号噪声比(S／N)指信号通过音频设备后增加的各种噪声(如低频哼声、感应交流声、咝咝声等)与指定信号电平的dB差值，或信号幅度与噪声幅度之比，其值常用分贝表示，有时也以重放设备输出的绝对噪声电压或电平值来表示。这时称为噪声电平。
现代高保真后级功放的S／N一般能达到90dB以上．问题不会很突出。我们知道，音响系统的S／N主要取决于第一级设备，故在系统中，我们要着重提高播放音源或前置放大器的S／N。由于影响S／N的因素很多，而人耳对噪声又很敏感，故提高S／N往往成为设计及制作的主攻目标。虽然因素很多，但也不是无章可循，除了器件本身的噪声以外，放大器噪声的来源概括起来主要有三个途径：电源干扰、空间干扰和地线干扰。只要从以下几个方面入手，S／N一般便可达到令人满意的水平。
   (1) 合理设定前级或放大器的增益，避免使之过大，能满足系统增益要求并略有富余便可。
   (2)使用高性能的稳压电源系统供电。
   (3)各放大器尽可能单独供电与接地。
   (4)严格区分信号地线与电源地线，各级地线分别走线，一点接地。
   (5)合理布线，使输入信号引线尽可能短。超过4cm长的均应使用屏蔽线，屏蔽层单端接地，信号线应远离电源传输线。
   
 （5）瞬态响应
 瞬态响应(SR)指音频设备对猝发信号或脉冲信号的跟随或响应能力。放大器的SR可用示波器来检测，方法是给设备输人端加一方波信号。用示渡器观察其输出信号波形前沿上升至额定值所需的时间，所得的值用V／μs来表示。数值大的即响应好。瞬态响应是设备的动态指标，被认为是左右设备音质的重要指标之一，已引起人们的重视。

（6）互调失真
   互凋失真（IMD）指两个不同频率的信号通过放大器后或经扬声器放声时互相调制而产生的和频与差频以及各次谐波组合产生的和频与差频信号，这些新增加的频率成分构成的非线性失真就叫做互调失真，通常以此非线性信号的均方根值占原来较高频率信号振幅的百分比来表示。
降低失真的措施有：
   (1) 采用电子分频方式，限制放大器或扬声器的工作频带。
   (2) 使用放大器次低频滤波器，切除20Hz以下的无用信号。

（7）瞬态互调失真
   瞬态互调失真(TIM)指放大器在输入瞬变的信号时，因电路中电容(如滞后补偿电容，晶体管极间电容)的存在，使输出端不能立即得到应有的输出电压(即相位滞后)，而使输入级不能及时得到应有的负反馈，放大器在这一瞬间处于开环状态，导致输入级瞬间过载，这一瞬间的输入电压相当于正常时输入电压的几十倍，使输入级产生瞬间的严重削波．这种削波失真便称为瞬态互调失真。它也属动态指标，被认为是影响晶体管功放音质，导致“晶体管声”的元凶，故人们对此都极为重视。

（8）阻尼系数
 阻尼系数(DF)是功放额定输出阻抗(取扬声器的输入阻抗)与功放输出内阻的比值，该系数的大小会影响重放音质。通常阻尼系数大，表明功率放大器的输出内阻就低，能有效的吸收由扬声器振动致使音圈产生的感应电动势。

、汽车音响音源设备的特点
（1）外形体积受到限制  
   汽车音响音源设备的体积，按DIN标准﹡规定为183 (长)×50（高)×153 (深)mm，在这有限的安装空间中并集成众多的功能，一般使用高密度的贴片元件，采用多层电路板立体装配结构。

﹡德国标准协会 Deutsches Institut für Normung e.V. 缩写为DIN。

（2）使用环境条件恶劣
   汽车在不同等级的路面上行驶．致使音源设备常受到振动及颠簸；同时，设备的安装部位空气流通不畅，加上阳光暴晒和多灰尘等因素，经常在温度较高的条件下工作。对设备中的元器件要求高，焊接装配绝对牢固，很多元件采用卧伏安装而引脚均采用折弯焊接，元件还要用粘胶加以固定。有些设备还采用风扇强制散热以利于长期稳定工作。
   
（3）采用低压12V直流供电
   汽车中使用的音源设备均采用12V直流供电（柴油货车、客车除外），负极搭铁方式。因设备中的显示屏、D/A数模转换电路等需要高电压或正负双电源工作，而引入了DC-DC直流变换电路。
 

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（4）抗干扰能力强
     在整个汽车电器中，汽车发动机的点火装置以及各种用电设备都共用一个汽车电瓶，对音源设备带来很大的干扰，发动机的高压点火和发动机电脑也会通过空间进行干扰。因此音源设备中都装有用以滤除干扰的扼流圈元件，来对电源进行滤波；而对空间干扰则采用全密封的金属外壳进行屏蔽隔离。

（5 ）AM／FM接收灵敏度高
汽车都是随时移动的，对AM／FM的接收灵敏度要求高，否则，当汽车在高速公路上飞速行驶时．就无法保证正常的收听。对FM波段的调谐，则要求捕捉稳定可靠，更要求FM的灵敏度、信号噪声比等都具有较高性能。
 
（6）具有夜间灯光照明
   为了方便夜间操作，音源设备都设有灯光照明接键，让各按键的操作字符、旋钮位置等清晰可见。液晶显示屏亮度也可根据需要调整，并有多种颜色可选以搭配仪表的灯光颜色。
 


（7）内置功率放大器
   音源设备在12V直流供电时功率集成块采用BTL工作方式，可获得4×20W RMS的功率，能驱动两对4～6英寸高灵敏度的扬声器。
 
（8）抗振能力强
由于汽车在行驶过程中，音源设备常受到振动及颠簸，为保证设备的正常工作运用了多种减振技术。机芯采用减振器悬挂，由减振弹簧和减振胶组成，工作方式类似于汽车底盘减振系统；采用电子减振技术，先把激光头读取的资料存储几秒以上，保证激光头受到振动读取不了信号时，也能正常的播放音乐。

图片：IMG_2149.JPG

1.扬声器主要参数综合设计和分析
扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因而必须综合考虑和设计。
扬声器常用机电参数解释以及计算公式、测量方法简述如下：
1.1直流电阻Re(单位:欧姆/ohm)
是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值.
由音圈决定，可直接用直流电桥测量。
我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗.
1.2共振频率Fo 单位:赫兹(Hz)
是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率.
由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性Cms决定，见公式(5)， Fo可直接用Fo测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线.
1.3共振频率处的最大阻抗Zo
由音圈、磁路、振动系统(鼓纸、弹波)共同决定，可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。
Zo = Re+[(BL)2/(Rms+Rmr)]
1.4 机械力阻Rms
由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定，可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算：
Rms =(1/Qms)*SQR(Mms/Cms)  这里SQR( )表示对括号( )中的数值开平方根，下同。
1.5 辐射力阻Rmr
由口径、频率决定，低频时可忽略。
Rmr = 0.022*(f/Sd)2 (12)
1.6 等效辐射面积Sd
只与口径(等效半径a)有关。
Sd =π* a2 (13)
1.7 机电耦合因子BL
由磁路Bg值和音圈线有效长度L决定，也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算:
(BL)2 =(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms)
1.8 等效振动质量Mms
由音圈质量Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量Mmr共同决定， Mms可由附加质量法测量获得。
Mms=Mm1+Mm2+2Mmr
1.9 辐射质量Mmr
只与口径(等效半径a)有关。
Mmr =2.67*ρo* a3
其中ρo=1.21kg/m3为空气密度， a为扬声器等效半径。
1.10 等效顺性Cms
是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).
由鼓纸顺性Cm1、弹波顺性Cm2共同决定，此顺性即是我们所称的变位，只是单位需换算为国际单位制：m/N,
而变位可以用变位仪直接测量。Cms可由附加容积法测量获得。
Cms=(Cm1*Cm2)/(Cm1+Cm2)
1.11 等效容积Vas
只与等效顺性、等效辐射面积有关。
Vas =ρo*c2*Sd2*Cms 此处c为空气中的声速，c=344m/s
1.12 机械品质因数Qms
由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机械力阻Rms共同决定，Qms可由阻抗曲线的测量获得。
Qms =(1/Rms)*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*(Zo/Re)
f 为阻抗曲线上阻抗等于SQR(Zo*Re)所对应的两个频率的差值。
1.13 电气品质因数Qes
由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机电耦合因子BL共同决定，由阻抗曲线的测量获得。
Qes =[Re/(BL)2]*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re)
1.14 总品质因数Qts
由机械品质因数Qms和电气品质因数Qes共同决定。
Qts =(Qms*Qes)/(Qms+Qes)=(Fo/Δf)*SQR(Re/Zo)
1.15 参考电声转换效率ηo
由机电耦合因子BL、等效辐射面积Sd、等效振动质量Mms共同决定。
ηo =(ρo/2πc)*(BL*Sd/Mms)2/Re
1.16 参考灵敏度级SPLo
与参考电声转换效率ηo直接相关。
SPLo = 112+10lgηo
1.17 参考振幅ξ
与参考电声转换效率ηo、电功率Pe、等效半径a、频率f有关。
ξ = 0.481*SQR(Pe*ηo)/(a*f)2
以上这些参数现在均可用扬声器计算机测试系统进行测量和计算，常用的测试系统有LMS、CLIO、MLSSA、DAAS、SYSID、LAUD、IMP等。另外，也可利用一些计算机模拟软件进行扬声器参数的基本设计，如LEAP、CALSOD、Speaker Easy、DLC Design、AudioCad、SOUNDEASY等。
扬声器的功率、失真指标无法直接用公式进行定量计算，只能作些定性分析和探讨。
扬声器的额定正弦功率以及纯音检听功率，基本上由低频最大振幅ξo决定。一般低频最大振幅是在共振频率Fo处。扬声器的低频最大振幅主要取决于磁路结构和音圈卷宽，当然与振动系统也有很大的关系。扬声器正常工作时，音圈不能跳出磁间隙，即有ξo≤Xmax，否则会产生很大的非线性失真(表现为振幅异常音)、甚至会导致音圈损坏(卡死或烧毁)。Fo处最大振幅ξo可由下列公式计算：
ξo = 1.414*BL*I*Cms*Qts
式中I为馈给扬声器的电流，I=SQR(Pe/Re)。可见，假使扬声器的基本机电参数(BL、Cms、Qts)确定，其电流I决定的功率Pe=I2*Re就受到低频最大振幅ξo≤Xmax的限制。反之，假使扬声器的功率必需达到一定值，则扬声器的等效顺性就不能太大，亦即Fo不能太小。当有(BL)2/Re>>Rms时，公式(25)又可简化如下：
ξo = 0.225*V/(BL*Fo)
式中V为馈给扬声器的电压，V=SQR(Pe*Re)。此式更直观地显示出最大振幅ξo与电压V、机电耦合因子BL、共振频率Fo的关系。一般所称的总品质因数Qts对低频振幅的控制能力就由公式(25)、(26)体现和反映，其中BL值的作用更明显。
扬声器的低频声功率Pa同样也受到限制：
Pa= Pe*ηo=4.33*ξ2*a 4*f 4
可见，声功率Pa既与电功率Pe有关、又与电声转换效率ηo直接相关，实际上最终与扬声器的振幅、口径、频率有关。为了达到一定的声功率Pa，在频率一样的条件下，口径越小、则其振幅越大，而振幅一般都受到限制，所以口径就不能太小。亦即，小口径扬声器不可能产生很大的声功率，因为小口径扬声器一般都受到结构限制，其振幅较小，效率较低，而音圈不会很大、所用线径有限、所能承受的电功率也有限。
扬声器额定噪声功率和长期最大功率，既与低频最大振幅有关，又与音圈的线径、材料和系统的散热条件、使用的胶水等直接相关。大功率扬声器，一般均使用高强度耐高温的音圈线、音圈骨架、胶水，采用大冲程、散热良好的磁路结构，音圈采用较宽的卷宽和线径，弹波采用强度好、抗疲劳性能好的材料，当然一般也采用大口径系列。扬声器额定噪声功率和长期最大功率，最终只能通过负荷试验获得和验证。
2. 喇叭单元的参数1，T/S指标(Thiele/Small-Specs)
T/S指标是由澳大利亚人A.N. Thiele 和 Richard Small，在70年代初发明的扬声器系统数学模型的基本参数。现今，几乎所有的人都是按照该理论来生产喇叭音箱。T/S指标有如下几个：
Fs(Fo) 为喇叭在自由场下的谐振点频率。
Vas 为等同于喇叭顺性的空气容积。
Qes 为喇叭的电Q值，它反映了单元在Fo时于电磁控制下的谐振能力，数值越低，阻尼越强，谐振能力越低。
Qms 为喇叭的机械Q值。它反映了单元在Fo时于机械结构方面的谐振能力，数值越低，阻尼越强。
Qts 为喇叭的总Q值(由Qms和Qes并联耦合而成)它反映了单元在Fo处的谐振能力，数值越低，阻尼越强。
2.1 机电性能指标(Electro-Mechanical parameter)
Mms：喇叭的总振动质量(包括振膜的质量、音圈的质量、前后加载的空气等)
Cms：喇叭单元的顺性
Rms：机械阻尼，包括振动的摩擦、辐射阻。
Rme ：电气阻尼因数，反映单元电磁系统对振膜的机械控制和阻尼，常用来衡量单元的电磁系统的能力。
Re：音圈的直流电阻
BL：线圈间隙的磁场强度
Dd：振膜直径
Le：音圈电感量
Sd：振膜的表面积
fLe：电感测量频率
2.2 大信号指标(Large-Signal Parameter)
Xmax：最大线性位移，或叫线性冲程，计算为全冲程位移值的1/2，通常这个值比较有水分，有些厂家会给出单元的物理最大位移。而一些厂家采用全程的P-P值(peak-to-peak)表示,此时我们要注意在对比时减半
Xlim：不损坏的最大位移。(或又表示为其他Xmec，最大机械位移)
Hc：线圈高度
Hg：间隙高度
Vd：喇叭在线性范围内，最大的推动空气体积
Pe：可连续工作不烧毁的最大输入功率。

◆实际上，所有T/S参数都是围绕低音单元的谐振峰测量得来的，反映了低音单元谐振峰的特性，并据此特性设计各种音箱箱体。而高音单元的谐振峰对于箱体制作无意义(高音的振幅也很小)，也无须进行特别的描述去应用，所以我们不会在高音单元上搞T/S参数。
◆Fo值是指单元的谐振频率，即喇叭振幅最大时的频率。基本上这就是单元的低频重放极限，因为过了谐振点，单元的声压将急降，(一般将-3db处称为截止频率表示为F3)
◆Q值在我们形容单元时，出现极多，它其实是描述谐振造成的阻抗峰的尖锐度的一个数学值，Q值越高，表示阻尼小，控制弱，谐振的幅度大，从而产生更强的低频声压，但由此带来了振动不受控产生的失真。
◆关于Q值高低，对应适合做什么箱的问题,这个问题有许多的口水争论。一般说来，低Q值的喇叭，阻尼高控制力好，适合做倒相箱。而高Q值的单元适合做密闭箱。这个实际上是个较模糊界线的选择，一般Q值高于0.5的单元适宜密闭箱，而Q值低于0.3的要做倒相箱。而业内通常采用EBP值来衡量单元适合制作哪种箱体。
3. Qtc：音箱全系统的总Q值
3.1 箱体的损耗Q值
Ql-泄漏损耗Q值. 由箱体及单元密封不好造成泄漏产生的，通常这个对于倒相箱影响较大. 一般数值取在5-20，
这个值难以预知。5表示为密封非常良好! 通常预设值为10。
Qa-吸收损耗Q值，
由箱体对声波的吸收产生的，箱内的填充料会大大增强吸收。一个干燥光滑刚性箱体内壁通常约Qa=30-100，大量填充时，将达到3-5。
Qp-倒相管损耗， 由倒相管产生，由于空气通过时，管壁的摩擦，倒相管会有一些阻尼.
事实上，如果你将此Q值设得很小的话(意味着阻尼非常大)，那倒相箱就会变成了密闭箱了，呵呵。
3.2 题外话，— 关于Q值的理解：(Q值一般直译成品质因数)
Q值是一个描绘谐振情形的数学量,它总是伴随阻尼概念(在谐振系统中)被介绍给大家，或者有人把它等同于阻尼值来介绍。对于一个谐振系统，阻尼越大，那么系统的谐振越被钳制，从而导致低Q值的谐振曲线。当阻尼小时，则情况相反，谐振剧烈，形成高Q的曲线。
一般来说，对于扬声器系统，合适的Q值在0.5-1.5之间。低于0.5时，阻尼太强了，此时已无谐振发生。所以，也有人称0.5Q值时，为临界阻尼，称再小的Q值，为过阻尼。
反之， Q大于1.5, 可以叫欠阻尼。
在谐振系统的频率-振幅曲线图上，我们可以直观地看到不同Q值所代表的曲线，以及不同Q值的意义。
4. 喇叭的Q
Qes 为喇叭的电Q值，它反映了单元在Fo时于电磁控制下的谐振能力，数值越低，阻尼越强，系统谐振越小。
Qms 为喇叭的机械Q值。它反映了单元在Fo时于机械结构方面的谐振能力，数值越低，阻尼越强，系统谐振越小。
Qts 为喇叭的总Q值(由Qms和Qes并联耦合而成)它反映了单元在Fo处的谐振能力，数值越低，阻尼越强。
5. 系统的Q值
全系统指包括功放输出端、喇叭线、音箱。 这是一个工作时的实际Q值， 与箱体Q值Qtc相比， 这里加入了阻尼系数的因素。
阻尼系数的影响， 包括功放的输出阻尼系数、 喇叭线的阻尼系数、 串连喇叭的阻尼系数(如果有)、分频器的阻尼系数。
所以，为保证不影响原箱的Q值设计， 一般功放要求采用阻尼系数尽量小的， 最最起码是10以上， 但一般要求100以上。
而分频器中主要是电感的电阻的影响，一般是说20以上。线材同样也应该尽量小。
对于串接喇叭， 阻尼系数无可避免的在1以上， 所以一般设计都是并联喇叭的。
阻尼、Q值都是描绘单元在谐振点附近的工作情形， 即谐振点附近的发声变化情况， 对其他频率区域的频响基本无影响。

有许多车主的原车音箱系统不能满足自己对音乐的理念与追求，但仍然不愿去升级自己原车系统的最大原因就是——安全问题


我们后期升级的音箱线路基本都是单独走的独立线路怎么会出问题呢？其中各种原因我就不谈了，跟大家谈谈我是怎么布音响线材的。跟大家交流下，做的不对的地方还请各位前辈大师指正，我好加以改正，在此谢谢。


首先根据功放确定出主保险，分保险。

在根据保险确定出要使用多少号的主电源线，功放分线，搭铁线。要是多台功放要一点搭铁，最好使用回路接线座（也有叫搭铁接线座的）。

那我们怎么来计算保险呢?可以通过下面简单的公式计算得出。

功放保险计算公式：

AB类功放=额定功率 ×功放路数×2÷13.8（V）


D类功放=额定功率 ×功放路数×1.42÷13.8（V）


A类功放=额定功率 ×功放路数×4÷13.8（V）
根据上公式我们就可以算出每台功放的保险值，如果有多台功放，就把每台功放的分保险相加就为总保险值。



然后我没在根据下面的表格就可以方便快捷的查处所需要的电源线号熟了。（下面表格中的电源线为纯铜线通过的电流量，如果是铜包铝要需要用大一号的线材）



确定好了保险与所需的线材号，我就可以开始补线了……


总保险到电池头的电源线要在40公分以内；


电源线过防火墙要做包保护，以免电源线划拨短路，最好用波浪管包好；


电源线是整套系统供电的重要缓解，一定要固定扎牢；


如果中间不可以布线，要从车的两侧压条分开排布。 电源线和音频信号线不可以一起走线，如果布线太近，音频信号线会拾取到感应噪音。


音频信号线与电源线需要互相90度交叉，

当音频信号线靠近电脑板，空调风机时要保持20厘米以上：


长出来的信号线材要盘好；


音频线最好用双层屏蔽信号线并采用单端接地法，这样抗干扰能力很强。

音频信号RCA插头要用胶带包好。杜绝与车体相接处时产生噪音；

汽车音响的各种影音设备由各类连接线与配件联接才算完整的系统，各类优质的音响配件费用大概占系统总造价的20﹪左右，如果采用的配件质量不够优良，会使整套音响系统的重放效果发挥不到应有的水平，形成了音响系统的“瓶颈”，因此红花还需绿叶衬。
汽车音响的配件大体有线材、电源配件、安装配件等。
一、线材类配件
汽车音响线材包括：电源线/接地线、音频信号线、扬声器连接线（俗称喇叭线）、启动控制线等，各类线材的作用和要求都所不同。
1、 电源线/接地线
由蓄电池处连接至功率放大器等设备，为音响系统提供能量，要求其电流传输大自身损耗小。采用纯无氧铜（OFC）材料制造、耐温高绝缘性好的标准电源线是最佳选择，其高电流传输让功率放大器发挥出最大的能力。如果系统采用的电源线线径太小或品质太差，其传输能力弱和自身损耗大，提供的能量无法让音响设备达到“满足”，而电源线自身产生的热量存在着安全隐患，这是比较严重的问题。
常用的电源线规格有AWG：0GA 、2GA 、4GA 、6GA 、8GA 、10GA几种，电源线用红色表示，接地线用黑色表示。其中电源线又有标准（A规）和非标准（B规）规格的区别，见表。
                         A规标准电源线（参考）
型号AWG    0GA    2GA    4GA    6GA    8GA    10GA
截面积（mm2）    53.5    33.6    18.8    13.3     7.5    5.26
铜支数(0.12mm)    4704    2989     1666    1176    665    462
线径OD（mm）    15    12    10    8    6.5    5.5
                    
                                 B规标准电源线（参考）
型号AWG    0GA      2GA     4 GA     6 GA      8GA     10GA
截面积（mm2）      44.87      27.69      17.72      11.08       6.96      4.43
铜支数(0.12mm)      3969      2450      1568      980       616      392
线径OD（mm）       15       12       10       8       6.5      5.5
        
各规格的电源线所能通过的电流见标准电源线大电流容量参考表。
          
                           标准电源线大电流容量参考表
标准电源线（5m）    0GA      2GA      4GA      6GA      8GA     10GA
电流容量（A）      350A      180A      120A    70A      50A      30A prom dresses
电源线种类
不同的导体有不同的电阻率、不同的纯度和晶体结构有不同的传导能力，常见的电源线种类有以下些几种。
1） 纯无氧铜（OFC）电源线
采用隔绝空气制造的方法，纯度高杂质含量极低，有更低的内阻。采用无氧铜的电源线具有高导电率、高机械强度、体积小、损耗小的特性，从而可以减少线材发热及传输电压损失的问题。常用的高纯度无氧铜大多为99.99%的纯度，即俗称的4N铜。
2） 镀锡铜电源线
常见的产品有镀锡高纯度铜和镀锡无氧铜量类电源线，采用镀上物理特性稳定的锡，保护铜不受氧化，令线材能长时间保持状态，电源传输能力与无氧铜电源线相似。
3）镀铜铝电源线
在铝线上镀上一层铜，物理性能与纯铝相差无几。铝是银白色的金属，韧性比铜差几倍，密度不到铜的三分之一，熔点比铜低，铝的导电能力只有铜的60%左右。因此铝导体具有导电率低、机械强度低、体积大、损耗大的特性。但采用镀铜铝的电源线因为价格低廉，所以大量充斥市场。
要保证音响系统的性能发挥正常，电源线材非常关键，那如何识别各种材料的电源线呢？我们可以通过观察线材的横截面来判断材料，如果线材的横截面呈现的颜色与线径同样的黄灿色，基本上都是纯铜线材了；再把线材拨开两厘米左右，分散一小撮铜丝并扎在手背上，如果铜丝很软不扎手而且不容易断丝的，那线材含铜纯度就很高；如果线材的横截面呈现的颜色为灰白色略带黄色，那就是铝镀铜线材了。
电源线的结构
最普通的是七股对绞+磁通管，可以消除电磁干扰、损耗低；还有镀锡铜编织+磁通管，保质时间长，截面积大，可通过电流大；更有镀银铜编织+磁通管，保质时间更长，有效截面积更大，损耗更小，可通过电流更大。
2、音频信号线
作为音响系统里承上启下的重要环节，音频信号线的作用非常关键，它的品质和性能决定着音响系统的平庸和优劣。
音频信号线负责将音源输出信号传输至功率放大器或声音处理器等设备，要求屏蔽性能很高，因为信号线传输的是音响主机输出的微弱电信号，其信号强度平均频幅从几百毫伏至几伏，很容易受到汽车点火系统和行车电脑的辐射干扰，而影响音响系统整体信噪比。在汽车音响中音频信号线的最佳结构为双编织同轴线，屏蔽层单端接地结构。通常采用的线材有双编织层同轴和两芯螺旋双重屏蔽结构，这两种线都具有独立屏蔽层，抗干扰能力强，线材有6mm与8mm的规格。
图
音频信号线要求在传输信号时能忠实还原信号，但不同的品牌和材质的音频线有着不同的音乐效果，因为不同材料和结构的线材都有其固有的频率特性，即独特的电容量、电感量和电阻量。因此音频线材也可作为音响系统的音色微调工具，搭配得当能改变和优化音响系统的声音效果。
音频信号线的结构
1）双编织层同轴结构
具有双层或多层独立屏蔽，将信号线的负端与屏蔽功能分开，负端不再公用，避免接地点的不同而形成的回路杜绝干扰噪音，而且通常为独立屏蔽层与输送信号端负极单端接地。此结构的音频信号线较理想，常用的有2×6 mm或2×8 mm线径的规格。                                
2）螺旋结构
双螺旋结构就是紧密交合的导线呈螺线结构，这种结构有助于消除电磁低频感应耦合噪音，信号的负端和屏蔽层分开，负端不再公用，独立屏蔽层一端与输送信号的负端单端接地杜绝干扰，这是汽车音响常用的信号线结构，常用的有2×6 mm线径的规格。
3）时间校正绕线结构
2路或3路绕线，采用将高、低频率或高、中、低频率分开的专用绕线技术，达成清晰和准确的振幅和相位响应，使主机和功放以及其他设备之间的信号传输得到最大限度的优化，发烧级音频线材通常采用此结构。
4）单屏蔽同轴结构
是最普通、最常用的信号线结构。有一定的抗干扰的能力，因为负端的信号线兼作屏蔽层，会形成环状回路干扰，容易引入噪音影响音质。
音频线信号的种类
常用的音频线有0.5米、1米、2米、3米、5米的长度；还有“Y”型（俗称音频一分二）的音频线，“Y”型线又分一公两母、一公两公、一母两公、一母两母四种音频线，其中一公两母、一母两公用得最多。
3、喇叭线
喇叭线传输的是由功率放大器输出至扬声器的功率信号，功率信号有电压也有电流。喇叭线的物理特性与音频信号线同样道理，即使相当高级的音响设备，但果没有选择适配的喇叭线，重放效果将大打折扣，因为喇叭线本身的阻抗、磁场效应以及不同的频率的速度不同，这些因素都会影响放大器和扬声器间的工作配合。喇叭线最常用的型号有16GA、14GA、12GA平行或螺旋结构线材。标准喇叭线材的规格见下表，喇叭线最好选择纯无氧铜、绝缘性高和音色适配的线材。
标准喇叭线规格
8GA    线芯：7+7 mm2 ；     线径：6.5+6.5 mm
10GA    线芯：5.25+5.25 mm2 ；线径：5.5+5.5mm
12GA    线芯：3.3+3.3 mm2 ；  线径：4.5+4.5mm
14GA    线芯：2.1+2.1 mm2 2 ； 线径：3.5+3.5mm
16GA    线芯：1.28+1.28 mm2 ；线径： 3+3mm
18GA    线芯：0.83+0.83 mm2 ；线径：2.5+2.5mm
常见的喇叭线的结构
1）时间校正绕线结构
2路或3路绕线，采用可将高、低频或高、中、低频线路网络分开的专用绕线技术，达成清晰和准确的振幅和相位响应，使功放与扬声器之间的信号传输得到最大限度的优化，发烧级喇叭线通常采用此结构。
2）螺旋结构
通常有单双螺旋结构，就是紧密交合的导线呈螺线结构。这种结构有助于消除电磁低频感应耦合噪音，使功率信号的传输得到最大程度的优化。发烧级喇叭线常采用此结构。
3） 磁通管结构
消除产生失真的电磁场效应，失真更小动态范围更大，瞬态电流传输更高，重放精准到位。发烧级的喇叭线常采用此结构。
4） 平行线结构
最普通常见的喇叭线结构，传输效果还不错，如果线间距离大点对中高音传输有利，但过大的线径给施工带来不便。

4、启动控制线
启动控制线对材料的要求不高，但线芯不能太小。若是多台放大器需要的激活电流较大，而所用的启动线线芯太小，通过的电流不足就难以激活功放。常用蓝色或蓝色带白条的18或20GA线材。

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