专利名称：用于车载音响系统的音频信号采集分析系统的制作方法
技术领域：
用于车载音响系统的音频信号采集分析系统
技术领域：
本实用新型涉及一种音频信号采集分析系统，尤其涉及一种用于车载音响系统的 音频信号采集分析系统。
背景技术：
随着现代汽车电子技术的迅猛发展，使得各种车载电子模块日渐形成完整的体 系。因此，对于汽车电子零部件级的开发而言已经进入了一个全新的时代，任何一个单独的 电子零部件都不再仅仅是独立的个体，其都有可能会影响到其他电子模块的功能实现或者 受到其他电子模块影响。目前，越来越多的电子模块被应用于车内，从而为驾乘人员提供了 前所未有的舒适性与安全性，然而随着这些电子器件的增加，它们相互之间的电磁干扰也 越来越频繁，其中常见的失效表现现象就是车载音响系统中时常会出现的噪音问题。用户能够听到的最常见的音响系统噪音是一种轻微的令人产生不悦感受的声音， 但是对于用户来说噪音模式实际上是十分模糊的，通常只能使用类似“嗡嗡声或滋滋声”之 类的描述。而且，由于噪音强度有时很低，即使使用声压计等专用的测试仪器也难以测量出 具体的噪音数值，因此这也致使试图针对不同的抗噪音干扰方法的实施效果进行比较分析 将是十分困难的。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种设计合理、使用便捷且性能可靠的用 于车载音响系统的音频信号采集分析系统，通过其能够快速、准确地定位车载音响系统音 频信号中的噪音源并获得噪音的具体模式和强度，从而便于测试人员对该噪音进行针对性 的分析而获得解决噪音问题的线索，从而制定出相应的抗噪音干扰方案并最终消除该噪 音，以有效地解决上述现有技术中存在的问题。为了实现上述的实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案一种用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其包括采集单元，其用于采集车载音响系统的音频信号并将其转换成数字化的音频信 号；记录单元，其与所述采集单元相连接并用于记录所述数字化的音频信号；以及分析单元，其与所述记录单元相连接并用于分析所述数字化的音频信号在频率范 围内的能量分布，以便于由测试人员确定并筛分出其中可能存在的噪音信号。在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述音频信号 采集分析系统还包括匹配单元，其连接于车载音响系统的音频输出通道以将车载音响系统 的音频信号处理成所述采集单元的输入信号格式。在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述音频信号 采集分析系统还包括若干个接插件转换器，用以使所述匹配单元分别匹配连接于不同车型 的车载音响系统中的各接插件。[0012]在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述分析单元 包括转换模块，其用于通过傅立叶变换将所述数字化的音频信号从时域音频信号转换为频 域音频信号。在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述采集单元 是数字声卡。在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述记录单元 是笔记本电脑或台式电脑。在上述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中，优选地，所述匹配单元 是音频转换器。本实用新型的有益效果在于本用于车载音响系统的音频信号采集分析系统综合 应用了先进的噪音采集及分析技术，其设计合理、适用性强、性能稳定可靠并且易于维护和 使用，通过采用本实用新型能够高效、快速地检测出噪音源，从而可以有针对性地制定抗噪 音干扰措施、消除噪音。因此，本实用新型在汽车行业领域具备良好的推广、应用前景。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。其 中图1是本实用新型的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统的第一较佳实 施例的组成示意图；图2是本实用新型的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统的第二较佳实 施例的组成示意图；图3是本实用新型的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统的第三较佳实 施例的组成示意图；图4示出了通过本实用新型中的记录单元在时域上展示车载音响系统的音频信 号；图5示出了通过本实用新型中分析单元的转换模块将图4中的音频信号进行傅立 叶变换处理后的音频信号，在该图中显示出该噪音干扰信号是某个频率及其谐波的组合；图6是将图5中傅立叶变换后的音频信号数据导出到Excel文件后的视图；图7a示出了通过本实用新型中的分析单元将某正常告警音的音频信号在时域上 进行展开，以便重点关注出现该告警音的结尾处；图7b示出了通过本实用新型中的分析单元将某异常告警音的音频信号在时域上 进行展开，以便重点关注该告警音出现破音的结尾处；图8a示出了通过本实用新型中分析单元的转换模块将图7a中所示的音频信号进 行非周期函数的傅立叶变换处理后的音频信号；图8b示出了通过本实用新型中分析单元的转换模块将图7b中所示的音频信号进 行非周期函数的傅立叶变换处理后的音频信号。附图标记说明1分析单元2记录单元3采集单元4匹配单元[0031 ] 5插接件转换器11转换模块
具体实施方式请参阅图1，它示意性地显示出了本实用新型的用于车载音响系统的音频信号采 集分析系统的第一较佳实施例的组成。如图1所示，本音频信号采集分析系统主要包括分 析单元1、记录单元2和采集单元3，以下将对这些组成部分进行详细说明。采集单元3是被用来采集车载音响系统的音频信号，并且由于这类音频信号通常 都是模拟信号，因此需要由采集单元3将该音频信号转换成数字化的音频信号以便对其进 行后续的分析和处理。一般而言，采集单元3是通过采用现有的市场上可以商业获得的数 字声卡(例如，创新公司的Sound Blaster Digital Music LX数字声卡等)来实现的。记录单元2是与采集单元3相连接，并且将其用于记录已由采集单元3进行过数 字化处理后的音频信号，以便于随后进行回放、分析和对比操作。通常可以非常方便地采用 笔记本电脑或台式电脑等设备来实现上述的记录单元2的功能，并且可以利用现有技术中 的硬盘存储技术实现海量数据的记录存储。分析单元1是本实用新型的核心部分，它是与记录单元2相连接并被用来分析已 被数字化处理后的音频信号在频率范围内的能量分布，以便于由测试人员确定并筛分出上 述音频信号中可能存在的噪音信号。为方便起见，可以使用例如Adobe Audition等音频处 理软件或者相应的硬件处理器件来实现上述的分析单元1的功能。更优选地，在分析单元 1中包括有转换模块11，该转换模块11是被设计用来通过傅立叶变换将数字化的音频信 号从时域音频信号转换为频域音频信号，从而非常方便地将噪音信号从正常声音中剥离出 来，还原噪音信号的固有模式，对噪音信号在频域上的分布情况进行测量。在图2中还示意性地显示出了本实用新型的第二较佳实施例的组成情况。它的基 本构成与上述的第一较佳实施例基本类似，不同之处在于在该第二较佳实施例中还增设 了匹配单元4。匹配单元4的作用是在车载音响系统的音频信号输出格式与采集单元3的输 入信号格式不相匹配时对其进行匹配转换处理，它可以采用音频转换器(例如，MB HCL-H4 型号的四路高转低高保真音频转换器)，并将其连接在车载音响系统的音频输出通道上直 接将其音频信号处理成采集单元3的输入信号格式。此外，在图3中也示意性地显示出了本实用新型的第三较佳实施例的组成情况。 它是在上述的第二较佳实施例的基础上，另外再增设了若干个接插件转换器5，它们的具体 设置个数是根据实际测试需要而灵活设定的，其目的在于通过这些插件转换器5来使得匹 配单元4能够非常方便地分别匹配连接于不同车型情况下车载音响系统中的主机、功放和 扬声器等各接插件。下面将通过介绍本实用新型的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统中分 析单元1的转换模块11的工作原理、以及两个应用本实用新型进行噪音分析和确认过程， 以便能够进一步地清楚理解本实用新型的功能特点及其优点。音频信号最主要的特点之一就是音频信号的能量是连续地分布在整个频率范围 内通常是以周期性信号的形式出现的，有时也表现为事件触发的信号(即非周期性信号)。 不同的音频信号的模式和强度不尽相同，但是总是可以通过傅立叶变换将某个音频信号的 表达形式在时域和频域之间转换，从而可以借此帮助分析和解决涉及音频信号的问题。[0040]傅立叶变换是从一个函数空间(集合)到另一个函数空间(集合)的映射；通常应 用在将任意函数分解为简单周期函数之和，F(co)的自变量为频率，函数值为对应的振幅。 常见的情况有将一般运动分解为简谐运动的叠加，或者将一般电磁波或声波分解为单色电 磁波或单频率声波的叠加。对于周期性函数的傅立叶变换公式如下
权利要求1.一种用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其特征在于，所述音频信号采集 分析系统包括采集单元，其用于采集车载音响系统的音频信号并将其转换成数字化的音频信号；记录单元，其与所述采集单元相连接并用于记录所述数字化的音频信号；以及分析单元，其与所述记录单元相连接并用于分析所述数字化的音频信号在频率范围内 的能量分布，以便于由测试人员确定并筛分出其中可能存在的噪音信号。
2.根据权利要求1所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其特征在于， 所述音频信号采集分析系统还包括匹配单元，其连接于车载音响系统的音频输出通道以将 车载音响系统的音频信号处理成所述采集单元的输入信号格式。
3.根据权利要求2所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其特征在于， 所述音频信号采集分析系统还包括若干个接插件转换器，用以使所述匹配单元分别匹配连 接于不同车型的车载音响系统中的各接插件。
4.根据权利要求1所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其特征在于， 所述分析单元包括转换模块，其用于通过傅立叶变换将所述数字化的音频信号从时域音频 信号转换为频域音频信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其 特征在于，所述采集单元是数字声卡。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其 特征在于，所述记录单元是笔记本电脑或台式电脑。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其 特征在于，所述匹配单元是音频转换器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于车载音响系统的音频信号采集分析系统，其包括采集单元，其用于采集车载音响系统的音频信号并将其转换成数字化的音频信号；记录单元，其与所述采集单元相连接并用于记录所述数字化的音频信号；分析单元，其与所述记录单元相连接并用于分析所述数字化的音频信号在频率范围内的能量分布以便于由测试人员确定并筛分出其中可能存在的噪音信号。本实用新型设计合理、使用便捷且性能可靠，通过采用其能够快速、准确地定位音频信号中的噪音源并获得噪音的具体模式和强度，从而便于测试人员对该噪音进行针对性的分析，从而制定出相应的抗噪音干扰方案并最终消除该噪音，因此它在汽车行业领域具备良好的推广、应用前景。
文档编号G10L21/02GK201854404SQ20102051497
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者张健琼, 徐可润, 曹文佳, 朱永清 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司