独创的流动HIFI

虚谷若野

<h1>  在说流动(汽车)HIFI前先说说Hi-Fi<div>  Hi-Fi是英语High-Fidelity的缩写,翻译为“高保真”,其定义是:与原来的声音高度相似的重放声音。<br>  一个音响系统或设备是否符合高保真要求,一般应采用主观听音评价和客观指标测试相结合的方式来进行,并以客观测试指标为主要依据。因为采用仪器测试设备的性能指标,能得到很直观的可供参考比较的定量结果,无疑是最科学而值得信赖的。音响系统主要由听觉系统(人的耳朵)、硬件系统(器材)、软件系统(信号源)及听音环境组成。</div><div> 想象一下:录音师在顶级的录音室找顶级的演绎人员用顶级的器材录的音,用顶级的设备调教后,再用顶级的设备播放,如果我们用任何差劲的器材(音源、功放、喇叭)还能还原录音师当时录音时、调教放音时的音质么?</div><div> 在不考虑软硬件情况下(花钱基本能解决),听音环境就是听音室与汽车车厢的最大区别。</div><div> </div></h1> <h1><p><i><b>  一、专业环境</b></i></p><p> 专业环境就是录音室了,又叫录音棚,它是人们为了创造特定的录音环境声学条件而建造的专用录音场所,是录制电影、歌曲、音乐等的录音场所,录音室的声学特性对于录音制作及其制品的质量起着十分重要的作用。人们可以根据需要对其进行分类,例如,可以按声场的基本特点划分而分为自然混响录音棚、强吸声(短混响)录音棚以及活跃端一寂静端(LEDE)型录音棚,也可以从用途角度划分而分为对白录音室、音乐录音室、音响录音室、混合录音室等等。这个环境的听音要求是高的,基本贴有吸音棉,减少声音的反射,还有就是调整长宽比消除减轻室内空间的驻波。</p><p><br></p></h1> <h1>  还有这种带有尖劈的吸音设施,就像美国隐形轰炸机的原理一样,减少反射声的叠加,让反射声相互抵消。</h1><h1><br></h1><h1><br></h1><p><br></p> <h1><b><i>二、发烧友的听音环境</i></b></h1> <h1>  豪华装修的听音环境</h1><div><br></div> <h1>  发烧友的布置</h1><div><br></div> <h1>  一般家庭的环境</h1><div><br></div> <h1>  不管怎样的听音室,基本原则就是下图的音响摆位:左右音箱与听音人成等腰三角形。</h1><div><br></div> <h1>  一般的汽车音响,出厂一般都是四声道,可以分别控制,可以看作是是双声道接了四个喇叭。</h1><div><br></div> <h1>  改装店的汽车音响,加了低(超低音)音单元</h1><div><br></div> <h1>  一些改装店的汽车音响</h1><div><br></div> <h1>  改装店的汽车音响</h1><p><br></p> <h1><span style="font-size: 20px;">  上图的汽车音响,其目的不是HIFI,而是喧嚣、夺人耳目,尤其是它的低音“拳拳到肉”生硬毫无听感,更多的是“肉感”(身上的肌肉感觉到低音),而且品质低的低音系统感觉Q值很高(集中在某个频率上)。</span></h1><h1><span style="font-size: 20px;">  汽车的四个喇叭音乐到达听音人的耳朵的距离是不一样的,导致了相位差,加上汽车内的空间布局及内饰材料的构成极为复杂,有座椅、顶棚、地板、复门板、人声等。声波在传播过程中,遇到上述物体而产生不同程度的吸收、反射,在车内空间形成复杂的音响效果。其中中高频的频段受影响最大,而中高频的声音有定位的作用,所以车内的听音环境十分恶劣。还有就是喇叭的安装不好导致的共振,在汽车中,共振主要发生度在安装扬声器的底板上。我们知道,汽车中扬声器大部分安装在只有一层薄铁皮的门板上,而薄铁皮是很容易被激发振动的,在扬声器发生振动时会跟着振动。当两者振动频率一致时便会产生共振,从而造成失真,这是汽车音响的天然缺陷。还有汽车音响扬声器发声时,声波不但向是向各方向传输,强反射及特殊反射使声音混淆不清,声音传导效果不清晰。再就是“声短路”影响音频辐射。由于分频点附近的频率信号高低音距离过远,高低音达到耳部的距离不同而产生声短路,而低频信号的低音单元的振膜在前后运动时,除了有向前方辐射的声波,也有向后方辐射的声波,两个方向的声辐射相位相差了180度。由于低频声波的波长很长,其绕射能力相当强。因此,低频声波的方向性很弱,由于车门喇叭安装面板上面充满了孔洞,后向辐射的声波就会绕到前面来与前方的辐射异相相消,总体上的前向声波辐射能量就被大大削弱,这种现象称为“声短路”。若“声短路”不设法消除,低频就无法有效辐射。汽车音响系统安装在一个非常狭小有限的空间里面,而且受外界环境和汽车本身的噪音影响很大。有心人可能会发现,当在路上跑着听音乐,然后突然把车停下来,会发觉音乐也随之大声了许多,这是因为车在跑动时产生的噪音吞噬了一部分音乐声音。</span></h1><h1><br></h1><h1><span style="font-size: 20px;"> 综上所述,汽车的听音环境与喇叭系统比听音室要复杂的多,所以汽车的音响系统比较难做。</span></h1><h1><br></h1><h1><span style="font-size: 20px;">  撇开后喇叭系统下面再分析一下前双声道的听音环境及布局</span></h1><h1><br></h1><h1><br></h1><p><br></p> <h1><b><i>三、汽车的听音环境</i></b></h1> <h1>  汽车高低音喇叭之间的距离大,一般都在70cm左右,音箱制作中都要求高低音喇叭尽量在一条垂直线上,要求高低音喇叭距离尽量小达到“点声源”的要求。</h1><p><br></p><p><br></p> <h1>  这种车厂或音响改装店的布局左右高低音喇叭与主人耳朵的听音距离,不符合听音的要求吧?还有这种喇叭系统照搬了家用音箱的分频点,一般都在3kHz左右,如果放邓丽君等女声的歌会听到发出的声音:人声在脚边,而齿音在前方,感觉很奇怪吧?</h1><div><br></div><div><br></div> <h1><b><i>四、改进措施</i></b></h1> <h1>  能不能解决这种问题?答案是能够改善,但要达到听音室的要求几乎是不可能的。我的车音响系统改了几次,前面用D类的TAS5630做了功放,功率到挺高达到200W+200W,但是低音听感确实差一点,于是就改成了模拟功放用TDA7293集成功放,至于喇叭的设计思路就是摒弃车用喇叭用家用音箱的分频设——用全频替换!因为车主副驾驶位的前面无法放置大的全频喇叭,所以用小的全频喇叭出主声,低音部分用脚边的喇叭作为补充。</h1><p><br></p> <h1>小全频喇叭出主声,低音部分用脚边的喇叭作为补充。</h1><p><br></p> <h1>  小全频喇叭出主声,低音部分用脚边的喇叭作为补充,停车听音乐可以坐到中间。也就是所谓的2.2系统(2全频+2低音)</h1><p><br></p> <h1><b><i>五、功放系统介绍</i></b></h1> <h1><p>  逆变功放电路图</p><p> 做之前先设计,这是设计的电路图,汽车的直流12V~14V(14V是发动车后的电压)经过50A保险丝,经3个1000u滤波电容滤波,过大电流电感进一步滤波,进入以SG3525A组成的驱动电路,产生推挽41kHZ的方波,驱动各3只IRF3710的MOS功率管,功率管交替导通驱动ETD49的高频变压器,次级的高频升压电压经快恢复整流二极管桥整流,电容滤波后产生±28V~±35V(35V是发动车后的电压)后直流电供2只TDA7293工作,四刀双掷开关切换原车音响系统与新加功放与喇叭的功率信号。6.5mm的插头是用于车后专业舞台大音箱的,当插头插入后功率信号即切换至插头~舞台喇叭,用于户外演出。还有一套调音扩声演出的车上娱乐卡拉ok系统,另文介绍。驾驶舱与电瓶采用新加的10mm2的硅胶高温线并加保险片,电流够用吧。</p><p><br></p><p><br></p></h1> <h1>  采用坏的DC 26-28V 600W正弦波逆变器做逆变主力,逆变器机壳也正好用上。</h1><div><br></div> <h1>  正弦波逆变器主板,切去DC310V及AC220V中高压部分</h1><div><br></div> <h1>  原逆变器的主变压器封装严密灌胶不可打开(开了就碎了),只有网购ETD49的高频磁芯6元钱,然后用0.2mm漆包线20余根绕初级2T+2T,次级用±30V电压。因为车喇叭是HiVi的SS6.5“,阻抗为5Ω,所以为了保险起见设计为±30V,车启动后电瓶电压由12V升为14V,次级电压也就由±30V变为±35V左右了,TDA7293的特性就是负载阻抗低,供电电压也得低。TDA7293功率级是MOS结构,其工作电压范围:±12V—±60V;输出电流峰值10A;输出功率:±40V、8Ω时100W;±45V、8Ω时140W;±29V、4Ω时100W;总谐波失真(Po=5W,f=1KHz) 0.005%;转换速率15V/μs(TDA7294为10 V/μs,转换速率越高,音质层次越丰富);输入阻抗100KΩ;频响20Hz—20Kz;工作在甲乙类状态。</h1><p><br></p><p><br></p> <p>主变压器骨架</p><p><br></p><p><br></p> <p>绕好的主变压器</p><p><br></p><p><br></p> <p>DTA7293功放板二只</p><p><br></p><p><br></p> <p>  采用SG3525做驱动,自己用洞洞板焊接</p><p><br></p><p><br></p> <h1>  逆变频率约41.9kHz</h1><div><br></div> <h1>  次级整流后的电压(车启动后)</h1><div><br></div> <h1>  总装,散热风扇声音挺大,加了减压电路,减少供电电压,风扇声小了很多,已购45°温控开关,热了自动开启风扇,45°下,风扇不转,待下次开盖再装上。</h1><div><br></div><div><br></div><div><br></div> <h1>  大电流快速恢复二极管加散热片,这个像三极管的是共阴共阳对管。</h1><div><br></div><div><br></div> <h1>  发动机熄火测得功放主电压:28V(正极与地间)</h1><div><br></div><div><br></div> <h1> 这是以前的D类TAS5630功放板,确实如论坛所说的:低音不好。</h1><p><br></p><p><br></p><h1><br></h1><h1><br></h1><p><br></p> <h1>  由于原车音响有收音机,有时还需要,所以本着不破坏原车音响的原则,加了4刀双掷开关,实现原车音响、加装音响与喇叭的切换。<div><br></div><div><br></div></h1> <h1><b><i>六、扬声器系统的介绍</i></b></h1> <h1>  全频喇叭使用了BOSE的2”全频,参数:额定功率 : 28W</h1><h1>共振频率 :356~435 赫兹、Freq 范围 : 270~19千赫、灵敏度 : 92dB ± 2dB、磁钢尺寸 : Φ36mm、阻值; 4欧。其实用2”喇叭放出12”的低频几乎是不可能的。</h1><h1><br></h1><h1><br></h1><p><br></p> <p>  绿色的是BOSE2”价格加运费约为70元了、旁边是以前用的10元2”,一分价格一分货!!!</p><p><br></p><p><br></p> <p>  低音HiVi SS6.5"作为补充,加装在前车门板,磁钢巨大,刚好装入车门钢板以前有的预留孔洞中,猎豹车的之所以说是钢板,要比那些新来的日系车厚许多。又加了“金高恩”止震板。</p><p> 低音喇叭能用多大用多大😂但是门上也只能6.5”了。8”的门板位置就放不下了。</p><p><br></p><p><br></p> <p>这是SS6.5"的参数,灵敏度90dB。</p><p><br></p><p><br></p> <h1>  这是以前10元的全频喇叭的测试频响曲线,可以看出有几个大的波峰波谷。</h1><p><br></p><p><br></p> <h1><p>  这是BOSE2"全频的频响曲线。可以看出低音在400Hz后急剧衰减。中高频比较平整,但也有峰谷。</p><p>参数:额定功率 : 28W</p><p>共振频率 :356~435 赫兹、Freq 范围 : 270~19千赫、灵敏度 : 92dB ± 2dB</p><p><br></p><p><br></p></h1> <h1>  这是HiVi SS6.5低中音喇叭的频响曲线,频率响应比较平滑,中高音在2kHz后慢慢衰减.10kHz后急剧陡降。</h1><p><br></p><p><br></p> <h1>  HiViSS6.5+BOSE2的合成曲线,由于6.5寸喇叭的灵敏度为90dB,2寸全频喇叭的灵敏度为92dB,所以合成的曲线高音部分要多一些。</h1><p><br></p><p><br></p> <h1>  这是加了一阶分频的电路图,在2寸全频加了衰减网络,使2寸全频的灵敏度衰减了约5dB,SS6.5寸是90dB,BOSE2寸是92dB按理说相差2bB,加个2dB的衰减即可,但是别忘了,BOSE2寸全频在前方而SS6.5在脚边,相同的灵敏度,但相差70cm,按照音频在自由声场的衰减曲率:每增加一倍距离,衰减3dB的原理,同等响度下,脚边的SS6.5要比正前方的BOSE相差3dB,所以这里取了5dB,实际上调试时先装了个2dB的衰减器,试听时确实是中高音的响度要大于低音的响度,后来用了5dB的听感上就均衡了。</h1> <h1><p>  调试过程比较枯燥,但是成果还是非常非常满意的。车上有220V正弦波交流电,音频测试系统也可以在室外进行。</p><p> 全频扬声器系统用于近场系统(汽车听音系统就属于近场)真切的能感觉到:歌者就在你面前,听她的气息、一切细节丝毫毕现,声音(声像)未有脱离......</p><p> 放音设备车用的是一个无损播放器、带面板无机壳,还可以播放视频。<br></p><p><br></p><p> </p></h1> <h1><i><b>七、后记</b></i></h1> <h1><span style="font-size: 20px;">  讲这么多,归纳三个字:用全频!</span></h1><h1><span style="font-size: 20px;"> 下载了很多无损音乐APE、FLAC、WAV,DSD、DFF,其中邓丽君的31个专辑、蔡琴的专辑、孟庭苇专辑、Metallica金属乐队、枪炮与玫瑰乐队(Guns N' Roses)、莫里艾及班得瑞轻音乐、童安格、张宇、赵传、黑豹、唐朝、数个惠威试音碟专辑、欧美经典音乐、杜冲排箫、小提琴、萨克斯、</span>Beyond,男声、女声试音碟等,还有春节禁闭期间把以前的CD都转换为无损格式,近100张CD吧,有300多G!</h1><h1><span style="font-size: 20px;"> 虽说频响曲线不很平,但是听感却是另一回事。玩这么多年音响,每个喇叭、品牌都有各自的特色,而最具特性的就是扬声器系统。而把全频喇叭用于汽车音响系统,我这应该是独创的吧(井底之蛙矣)</span></h1><h1><span style="font-size: 20px;">  主观的东西,口述无凭。</span></h1><h1><span style="font-size: 20px;"> 很喜欢下雨时,车开到一个无人的地方,车上电热壶烧个甘肃农民的罐罐茶,听着蔡琴的《被遗忘的时光》:是谁敲打我的窗……是谁在撩动琴弦,那一段被遗忘的时光,渐渐地……</span></h1><p><span style="font-size: 20px;"> 因为小全频听人声感觉极佳……</span></p><p><span style="font-size: 20px;"> 谁喜欢HiFi来同听?</span></p><p><br></p>