JD Power 市場(chǎng)研究公司對(duì)美國(guó)車主進(jìn)行年度調(diào)查，以解決最常見(jiàn)的投訴。調(diào)查結(jié)果提供了一個(gè)窗口，可以了解預(yù)期與績(jī)效之間存在的差距。2014年的調(diào)查將語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的問(wèn)題列為迄今為止美國(guó)車主提出的頭號(hào)問(wèn)題。其他常見(jiàn)的抱怨與藍(lán)牙連接困難和風(fēng)噪聲過(guò)大有關(guān)。

在2017年的調(diào)查中，人們預(yù)計(jì)這些問(wèn)題中的大部分都會(huì)得到解決。有趣的是，與語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、藍(lán)牙連接以及道路和風(fēng)噪聲相關(guān)的投訴仍然是最突出的！事實(shí)上，根據(jù)這項(xiàng)研究，“音頻/通信/娛樂(lè)/導(dǎo)航類別仍然是問(wèn)題最多的領(lǐng)域，占報(bào)告的所有問(wèn)題的22%，高于去年的20%。” 顯然，還有更多工作要做。

很明顯，解決其中許多問(wèn)題的傳統(tǒng)方法已經(jīng)不足。例如，添加更多被動(dòng)阻尼材料以最大限度地減少外部風(fēng)/道路噪音并使內(nèi)部機(jī)艙更安靜的傳統(tǒng)方法只能起到這么多的作用。此外，除了增加成本之外，被動(dòng)阻尼還會(huì)增加重量，這對(duì)車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生負(fù)面影響。汽車制造商正在轉(zhuǎn)向技術(shù)，尤其是智能軟件驅(qū)動(dòng)的解決方案來(lái)解決這些問(wèn)題。讓我們看一下噪聲消除的示例，以及基于軟件的主動(dòng)方法如何提供答案。

在車內(nèi)傳輸音頻

盡管聲學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)一直是汽車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考慮因素，但有趣的是，對(duì)車內(nèi)體驗(yàn)的大多數(shù)改進(jìn)都集中在整體車載信息娛樂(lè) （IVI） 應(yīng)用上。根據(jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn)，任何能帶來(lái)更好的 IVI 體驗(yàn)的東西也被認(rèn)為對(duì)音頻來(lái)說(shuō)足夠好。這是有道理的，因?yàn)橐纛l和視頻通常是齊頭并進(jìn)的。

然而，以聲學(xué)為中心的應(yīng)用的出現(xiàn)，如主動(dòng)降噪 （ANC）、發(fā)動(dòng)機(jī)聲音增強(qiáng) （ESE）、車輛警報(bào)系統(tǒng) （AVAS） 和其他技術(shù)，最近促使設(shè)計(jì)人員更仔細(xì)地研究音頻技術(shù)它自己的。

但首先要做的是：?jiǎn)⒂眠@些新音頻應(yīng)用的一個(gè)基本組件是底層總線技術(shù)。從被動(dòng)到基于軟件的方法的轉(zhuǎn)變需要先進(jìn)的總線基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)有效傳輸音頻數(shù)據(jù)。Analog Devices 開(kāi)發(fā)的汽車音頻總線 （A2B） 相對(duì)較新，更重要的是，它是唯一專用于音頻的總線。

A2B：通過(guò)輕型電纜傳輸?shù)臄?shù)字音頻

A2B 為汽車制造商提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的方式，可通過(guò)同一根輕型非屏蔽雙絞線 （UTP） 電纜提供多通道數(shù)字音頻、控制數(shù)據(jù)和電源。A2B 系統(tǒng)的電纜和組裝成本最高可比模擬替代方案低 75 倍，而且更輕的重量還可以降低二氧化碳排放量。A2B 還包括系統(tǒng)級(jí)診斷和符合汽車電磁兼容性 （EMC）、電磁干擾 （EMI） 和靜電放電 （ESD） 標(biāo)準(zhǔn)。A2B 具有確定性、低延遲性能 （50 μs） 和 50 Mbps 帶寬，非常適合高質(zhì)量音頻和其他應(yīng)用，包括信息娛樂(lè)和降噪。

基于 A2B 的連接提供了許多好處，特別是相對(duì)于仍在路上的絕大多數(shù)車輛中使用的傳統(tǒng)的基于模擬的網(wǎng)絡(luò)。由于幻象電源和支持節(jié)點(diǎn)菊花鏈的單主/多從線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，A2B 系統(tǒng)無(wú)需本地組件電源和控制處理器來(lái)管理軟件開(kāi)銷。因此，A2B 提供了一種簡(jiǎn)單有效的方式，以可擴(kuò)展的菊花鏈將主機(jī)連接到車輛周圍的揚(yáng)聲器和放大器陣列，這比實(shí)現(xiàn)具有許多獨(dú)立、點(diǎn)的高端音響系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多。點(diǎn)連接。

與往常一樣，新興技術(shù)的普及取決于早期采用者和其他生態(tài)系統(tǒng)參與者的接受程度，也可以通過(guò)其來(lái)衡量。有幾個(gè) A2B 行業(yè)采用和生態(tài)系統(tǒng)增長(zhǎng)的例子，最引人注目的是福特在 2016 年 1 月宣布將使用 A2B 作為其主要的信息娛樂(lè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。幾個(gè)月前，德國(guó)通信技術(shù)公司 Peiker（自被法雷奧收購(gòu)后）宣布推出新的 A2B 數(shù)字麥克風(fēng)，內(nèi)置收發(fā)器，支持車內(nèi)通信和噪音消除。而且，從生態(tài)系統(tǒng)的角度來(lái)看，西門子旗下的 Mentor 是首批提供關(guān)鍵 A2B 測(cè)試支持的獨(dú)立工具供應(yīng)商之一，

利用主動(dòng)降噪

與使用物理降噪材料的被動(dòng)降噪不同，主動(dòng)降噪是使用 DSP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。主動(dòng)降噪背后的想法非常簡(jiǎn)單——精心放置的麥克風(fēng)拾取外部噪聲，然后對(duì)其進(jìn)行處理，并生成 180 度異相抗噪聲信號(hào)以消除不良噪聲。一些車型已經(jīng)可以使用主動(dòng)降噪功能，盡管它通常針對(duì)周期性的低頻發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。盡管每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都是獨(dú)一無(wú)二的，但噪音行為是可預(yù)測(cè)的，并且通常取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 （RPM）。因此，可以相當(dāng)確定地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲進(jìn)行建模，然后進(jìn)行后續(xù)處理。

但發(fā)動(dòng)機(jī)噪音只是整體情況的一部分。第二個(gè)更棘手的噪聲源來(lái)自道路——本質(zhì)上是寬帶，不可預(yù)測(cè)，幾乎不可能建模。與發(fā)動(dòng)機(jī)噪音不同，道路噪音也隨著路面的變化而變化。目前可用的大多數(shù)噪音消除解決方案僅處理發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，無(wú)法處理道路噪音。隨著電動(dòng)汽車 （EV） 的出現(xiàn)，解決道路噪音問(wèn)題變得更加重要，電動(dòng)汽車以電動(dòng)機(jī)代替汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管電動(dòng)汽車不會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，但仍然必須解決道路噪音和風(fēng)噪音問(wèn)題。

盡管從根本上消除道路噪音的前提與消除發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的前提相同，但挑戰(zhàn)的復(fù)雜性需要額外的組件來(lái)實(shí)時(shí)可靠地跟蹤和消除噪音。精心布置的加速度計(jì)、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器組合在一起工作，以獲取道路振動(dòng)，處理產(chǎn)生的聲音，然后產(chǎn)生針對(duì)汽車乘員的所需抗噪聲。專有的高性能算法可確?？焖偈諗?，從而快速適應(yīng)和響應(yīng)不斷變化的路面噪音。

更大的挑戰(zhàn)是如何部署具有成本效益的麥克風(fēng)、加速度計(jì)、硬件和軟件組合，以消除隨機(jī)寬帶道路噪聲。到目前為止，技術(shù)和成本挑戰(zhàn)一直阻礙汽車制造商提供寬帶噪聲消除。然而，A2B 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、強(qiáng)大的 DSP、現(xiàn)成的基于 A2B 的組件（加速度計(jì)、麥克風(fēng)）和軟件 IP 的結(jié)合使道路噪聲消除解決方案更加接近現(xiàn)實(shí)。通過(guò)提供確定性延遲，A2B 非常適合網(wǎng)絡(luò)麥克風(fēng)、加速度計(jì)和其他組件。

Mentor 的寬帶 XSe 主動(dòng)噪聲控制 （ANC） 解決方案等先進(jìn)的主動(dòng)噪聲消除技術(shù)旨在精確解決消除發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和道路噪聲的雙重問(wèn)題。以 XSe ANC 為例，一種先進(jìn)的算法有效地消除了發(fā)動(dòng)機(jī)和道路噪音，從而在車廂內(nèi)創(chuàng)造了一個(gè)周圍環(huán)境。在駕駛員和乘客周圍創(chuàng)建的安靜區(qū)域涵蓋了發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和道路噪聲的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和非周期性組件，而不會(huì)干擾音樂(lè)的享受、基于音頻的導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用性或緊急車輛的警報(bào)器。 XSe ANC 等高性能解決方案以最少的硬件組件實(shí)現(xiàn)高級(jí)功能。

有點(diǎn)自相矛盾的是，其他新興的音頻應(yīng)用涉及聲音增強(qiáng)，以提高駕駛員的享受和安全性。例如，高端跑車發(fā)動(dòng)機(jī)的可控隆隆聲是該車標(biāo)志性吸引力的重要組成部分，這就是為什么可以通過(guò)先進(jìn)的工具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪音進(jìn)行數(shù)字增強(qiáng)并通過(guò)管道傳輸?shù)綑C(jī)艙，以分析聲音的傳輸和汽車車廂內(nèi)的振動(dòng)。其他聲音生成應(yīng)用包括各種聲音警報(bào)，從汽車啟動(dòng)或停車時(shí)播放的鈴聲，以及其他安全警報(bào)，這些警報(bào)結(jié)合起來(lái)形成汽車的個(gè)性、品牌標(biāo)識(shí)以及與駕駛員和乘客的關(guān)系。不用說(shuō)，這些多個(gè)音頻應(yīng)用程序在同一輛車上共存是可取的，甚至是必需的。

釋放支持軟件的汽車音響的承諾

隨著基于軟件的噪聲消除和增強(qiáng)解決方案的出現(xiàn)，工程師的武器庫(kù)中多了一種工具來(lái)解決與噪聲相關(guān)的問(wèn)題。但是，如前所述，汽車音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直到最近一直是專注于信息娛樂(lè)和主機(jī)系統(tǒng)的工程師的領(lǐng)域，而降低汽車中的外來(lái)噪音和振動(dòng)的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)上由 OEM 的噪音、振動(dòng)和粗糙度來(lái)處理。 NVH） 團(tuán)隊(duì)。因此，為了從轉(zhuǎn)向基于軟件的聲學(xué)解決方案中獲得最大優(yōu)勢(shì)，汽車制造商及其供應(yīng)商將需要跨越傳統(tǒng)的組織界限，以釋放軟件音頻的真正承諾。

未來(lái)的汽車正在發(fā)生深刻的變化，因此音頻終于從陰影中走出來(lái)，作為新想法的關(guān)鍵推動(dòng)者以及汽車制造商的差異化因素，這是有道理的。隨著這些支持軟件的解決方案開(kāi)始在生產(chǎn)車輛中持續(xù)推出，人們可以期望在未來(lái)的調(diào)查中看到客戶滿意度反映在更高的分?jǐn)?shù)中。

審核編輯：郭婷