4月28日42日车库应邀参加奥迪科技日-音响系统活动,奥迪德国总部的音响战略家托拜厄斯gr ndl博士和音响系统开发项目总监迈克尔怀斯尼兹斯基博士详细了解了奥迪的音响理念,从车内音响系统基础到奥迪团队的应对策略。
车里的噪音是什么?你从哪里来的?
奥迪说,汽车里的背景声音来自各种混杂的噪音和声音。一般来说,司机经常听到的驾驶噪音包括发动机声、轮胎在路上滚动的声音、机箱气流发出的空气声噪音。此外,还有短暂出现的噪音源,即车窗升降机轻轻转动的声音或门关上的声音。
理想情况下,信号音和信息音应该平稳、突然地传达功能信息,包括信号灯的咔嗒声和MMI显示屏触摸操作的声音反馈。打开钥匙和开关时要发出柔和清晰的声音。只有在必要的情况下,车辆才会发出干扰性警报声,要求乘客集中注意力。
奥迪如何追踪干扰噪音的来源?
奥迪从整体上考虑了降噪问题。从车辆、底盘开发到质量保证,车辆、车身开发和质量保证领域的专家组成了“Rustle and Rattle”团队进行合作。奥迪的所有新车都将在道路、振动车道和脉冲设备上接受团队专家的测试和评价。
脉冲设备是指振动车辆的四列伺服液压试验台。最高50Hz的低振动频率下,车辆振动时,乘客舱会发出吱吱声和吱吱声。为了检查和找到噪声源,奥迪测试单个部件或整个机箱的振动反应。噪音发生的地方不一定能听到声音。车辆的声振平衡对驾驶员的舒适性有明显的影响。
内燃机汽车和电动汽车在音响系统上有区别吗?
与内燃机不同,电动机很少产生振动、振动或机械噪音。在电动车环境中,以前听起来不那么容易的噪音可能会更加明显,包括空气声学和轮胎滚动声。奥迪努力最小化噪音的影响。
奥迪以e-tron为例,表示e-tron车型上所有可以通过机箱传送的噪音都采取了特殊的隔音措施。底盘所有设计的开口和空腔都填充有超细纤维绒布,轮石铺有纺织布和超细纤维绒布吸收声音。此外,相关表面(如地板)被特殊材料覆盖,可以减少金属板的震动。
车辆前面有复杂的多层结构,防止前方的噪音渗入内部,车辆后面也采用类似的装置。因为新的电动车结构中增加了后轴电机。另外,马达完全包裹在降噪胶囊结构中。连地板下的盖子都有吸声设计。铺在车内地板上的脚底后面是泡沫,使车内保持安静。奥迪e-tron舒适的内部氛围的第二个关键是空气声学设计。一般车速达到每小时85公里以上时,风噪声最为明显,奥迪e-tron在车门密封、外部后视镜、排水口等细节上进行了防噪音设计。
奥迪是否也使用了放大车内声音或主动抵消声音的技术?
近年来,主动声音处理技术变得越来越重要。例如,有源消声(ANC)可以减少发动机声音的一部分。该系统基于ANC麦克风,该麦克风内置于车顶内衬中,用于测量车内的音级。控制装置反转噪音声波,通过低音炮扬声器发射半相声波。同时,奥迪SQ5 TDI在排气系统上安装了执行器,使发动机声音更加充满活力。在奥迪e-tron GT中,驾驶模式选择系统下的音频系统
可以产生运动感音效。
车内如何营造愉快却不扰人的氛围?
奥迪表示这是声音开发人员的职责所在。他们负责处理所有声音,在必要时调整、抑制或增强声音。除噪音源外,每辆汽车本身作为声学空间也带来了特殊挑战:乘客坐在不同位置时,空间容积根据车内人数的变化而变化。有些车配备全景车顶,有些车则没有。另外,织物等内饰材料或皮革覆盖物对声音的反射或抑制有所不同。最重要的是,声音从扬声器传至听众的耳朵所需时间也不同。
3-D 音响系统如何运作?
3-D 音响指在声学上能够重现空间内所有三个维度的音响。录音技术刚出现时,声音通过单一扬声器再现——单声道。无法实现立体声,声音是扁平的。20 世纪 60 年代,立体声出现:两个麦克风从不同位置记录音乐。回放时,录制的音频信息——单声道信号分配至两个不同的声道,通过一左一右扬声器播放。由此声音出现了空间感,即立体声效果。「1-D」就是指这种立体声。
「2-D」指环绕声。这种多声道技术大约从千禧年伊始就已广泛应用。音乐出自一个重低音扬声器和位于前面、后面和侧面的几个扬声器,根据扬声器数量不同,有 5.1 和 8.1 标准之分。在技术层面,每个声音效果会分配给一个扬声器或分配给一个特定的扬声器组。
要达到 3-D 音效,需要一个技术水平更高的附加声源。当前奥迪 Q7 车型就搭载了提供 3-D 音效的 Bang & Olufsen 音响系统,该音响系统为此使用了几个附加的宽带扬声器,内置在 A 柱中,扬声器则内置于 B 柱以及车顶内衬,希望为驾乘者提供音乐厅般身临其境的音质。
数字化在声学发展中扮演什么角色?
与对应的车型相协调是声学发展的一个核心要素。奥迪针对这些特殊要求开发了 sound CUBE 音响系统,以减少多版本问题和相应的开发时间。此外,奥迪使用通过统一音频总线操作的功放器,这也简化了系统架构。
在数字声音实验室中,奥迪通过虚拟技术完善新的声音解决方案。团队设有参考室、消声室、气候室等设施,可以模拟温度范围,观察扬声器等硬件的运行状态,利用仿真模拟进行调整,由此分析虚拟参考空间中每个座位的声音配置,以确保每位乘客在所处位置获得最佳的听觉体验。
(消音室)
奥迪与 Sonos 的合作
通过 Q4 e-tron,奥迪与新伙伴 Sonos 合作,以重低音吸引年轻目标群体。在 e-tron 之后,奥迪与 Sonos 的合作还会延展到今年年中推出的紧凑型级别其他车型上。
奥迪的声音开发人员目前正在研究什么?
奥迪认为沉浸式音效是全新娱乐体验中的重心。与传统的 3-D 环绕声不同,沉浸式 3-D 声音是面向对象的。在此过程中,音频文件中的声音已与元数据连接,这些元数据涵盖精准信息,负责声音在实际空间中的对应播放方式和位置,再现了录音时的声学场景。
此外,奥迪也在研究车上用智能手机进行蓝牙连接播放音乐这一使用场景。由于蓝牙无线技术的带宽有限,有时会出现音质受损的情况。对此,奥迪计划通过内置的 SIM 卡和高性能接收器模块,把汽车本身作为接收器,实现多声道音频流。
同时,奥迪方面表示,OTA 不太可能升级音响系统表现。奥迪考虑过这个问题,将来可能会增加新功能,但系统的总体表现不会通过 OTA 进行改动。
专注于优化汽车背景噪声的团队
奥迪「噼里啪啦」(Rustle and Rattle)团队专注于汽车噪声追踪、分析和修正。为实现这一目标,声学专家在振动车道、脉冲设备和振动台架等强烈振动的环境中测试车辆,并使用日常词汇描述并区分出现的噪声。
为寻找噪声来源,声学专家往往要检查整个车辆以及关键材料配对、清障并检测空气动力效果以定位噪声。团队所提出的意见有时可以促进零件质量提升,有时能发现生产纰漏,甚至构造本身造成的问题。因此「噼里啪啦」团队从初期就参与到车辆开发中,以保证即便车辆构造愈发复杂,内部的噪声却越来越少。
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