一种基于低音EQ调音的汽车后装系统及调音方法与流程

一种基于低音eq调音的汽车后装系统及调音方法
技术领域
1.本发明涉及汽车音响系统领域，具体的说是一种基于低音eq调音的汽车后装系统及调音方法。


背景技术：

2.随着车联网和自动驾驶技术的快速发展，人们对汽车音响的音质要求越来越高，而目前传统已有技术的后装产品，不能满足人们的需求，急需一种全新的高音质、低成本，车主自己diy完成的汽车后装音响系统。而传统技术的后装汽车音响产品，目前不外乎升级换扬声器，增加低音炮，和增加dsp功放三种方案。而这些方案存在着升级音质效果差，成本高，不易安装调试，车主自己diy无法完成的弊端。尤其是dsp eq调音，一般要在音响改装后，由有技术基础和调音经验的工程师和调音师才能完成。这些有经验的工程师和调音师，目前通常在电脑app上通过自己耳朵听音和音响的幅频曲线，经多次反复调音，最后将eq软件搞定。由于全球不同车厂、不同车型、不同出厂年款、不同的配置的各车机的eq出厂设置各异，汽车后装音响为了对应这样的各种不同出厂车机eq，汽车后装音响系统的eq，尤其是低音eq，必然根据原车出厂eq设置进行eq调音补偿，对没有eq调音基础和调音经验的车主来说，是很难完成的。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于低音eq调音的汽车后装系统及调音方法，以解决当前汽车音响系统的升级音质效果差，成本高，不易安装调试的问题。
4.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于低音eq调音的汽车后装系统，包括：安装在汽车内的原车车机、dsp功放板、扬声器、终端、低音炮以及音频电压表；
5.其中，原车车机通过4声道功率输入线与dsp功放板连接，所述dsp功放板通过4声道功率输出线与多个扬声器连接；
6.所述低音炮包括：所述低音炮包括：低音炮箱体以及设于低音炮箱体内的主动低音扬声器和被动低音扬声器；所述dsp功放板通过低音炮连接线分别与低音炮的主动扬声器和音频电压表连接；
7.所述dsp功放板设有dsp-usb端口，所述dsp-usb端口通过usb连接线与终端连接。
8.所述低音炮和音频电压表并联。
9.所述dsp功放板包括：eq处理器、低音炮音量调整器、低音炮功放器、多个中频串联分频电容，所述dsp功放板设有输入端口、输出端口；
10.所述输入端口通过4声道功率输入线与原车车机连接，所述输入端口通过多个中频串联分频电容的并联电路与输出端口连接，所述输出端口通过4声道功率输出线与扬声器连接；
11.所述输入端口依次经eq处理器、低音炮音量调整器与低音炮功放器连接；
12.所述低音炮功放器通过低音炮连接线分别与低音炮和音频电压表连接。
13.所述eq处理器为采用dsp芯片实现的低通滤波器，所述eq处理器为对低音的eq调整的dsp芯片。
14.所述扬声器声道数量与中频串联分频电容数量相等，且每个扬声器的声道均对应连有一个中频串联分频电容。
15.所述dsp功放板上还设置有无线系统；终端通过无线系统与eq处理器的连接。
16.所述主动低音扬声器嵌入低音炮箱体内且使其安装平面位于箱体某一侧壁所在平面；所述主动低音扬声器通过低音炮连接线与dsp功放板的低音炮功放器连接；
17.所述被动低音扬声器为成对设置，每对被动低音扬声器相互对应地设置在低音炮箱体内。
18.所述音频电压表为数字交流电压表、模拟指针式交流电压表和万用表任意一种电压表。
19.所述低音炮音量调整器为物理电位器或电控音量调整器。
20.一种基于低音eq调音的汽车后装系统的调音方法，包括以下步骤：
21.1)在所述原车车机播放电平相等的低频正弦等幅信号的音频；原车车机将音频经4声道功率输入线传输给dsp功放板；
22.2)每个声道功放信号经过其对应的各自的中频串联分频电容，中频分频器将中音、高音分离出来后，经4声道功率输出线分别驱动相应的原车中的相应声道扬声器，完成中音和高音的电声转换；同时，dsp功放板将输入的各声道输出至eq处理器；
23.3)eq处理器将低频正弦等幅信号的音频输入低音炮功放器；低音炮功放器输出的低频功率通过低音炮连接线驱动低音炮，完成低音电声转换。
24.4)通过音频电压表测量低频正弦等幅信号中各个低音频率的电压值，并记录列表；
25.5)根据eq调音指导书及最佳调音数据表的相对值，对步骤4)中记录列表的电压的相对值进行比较，得到比较相对差值；
26.6)根据比较相对差值，在终端上进行eq调整和数据存储。
27.本发明具有以下有益效果及优点：
28.1、本发明采用了基于低音输出电压eq调音补偿方法，车主在产品厂商提供的eq调音指导书及最佳调音数据表的指导下，通过用音频电压表测量不同低音频率输出电压的方法，就可以将各种全球不同车型、不同年款、不同原车出厂eq设定的情况下，车主自己diy就能将后装低音eq在半小时内调音到很好的状态，解决了原车出厂低音eq默认值不能适应后装系统的问题。并可实现车主音乐偏好。而不再需要调音师或有经验工程师来完成调音。
29.2、本发明dsp功放设置有低音炮音量调整器，通过调整此低音炮音量调整器，就可以使整个后装音响的低音、中音和高音达到平衡，得到最佳音质。
30.3、本发明成本低，仅需数百元人民币就可以超过数千元的传统汽车后装音响音质。
31.4、本发明体积小，重量轻，易安装，不破线，真正无损安装，车主自己diy就可以完成。
32.5、本发明采用了三分频电声转换，低音由低音炮发，中音由只发中音的中低音扬声器发，高音由高音扬声器发，各扬声器充分发挥各自优势，大大降低还原失真，实现高保
真电声还原，音质更好。
33.6、本发明的低音炮采用了成对被动低音扬声器前后对应设置，形成多重重低音增加，再加上低音eq补偿调音，使低音更圆润，更有弹性，更厚重，比传统技术8吋双音圈15升汽车低音炮效果更好。
34.7、本发明的汽车后装音响系统，仍然沿用了原车车机和原车扬声器，减少了失真，为车主节约了开支。
附图说明
35.图1为本发明的结构示意图；
36.图2为本发明具有无线通信功能的结构原理图；
37.图3a为本发明低音炮的俯视图的局剖图；
38.图3b为本发明的低音炮主视图；
39.图4为本发明实施例中的调音数据表；
40.其中，1为原车车机，2为4声道功率输入线，3为无线系统，4为dsp功放板，5为eq处理器，6为低音炮功放器，7为dsp-usb端口，8为usb连接线，9为电脑usb端口，10为电脑，11为低音炮输出线缆，12为低音炮，13为音频电压表，14为中频串联分频电容，15为4声道功率输出线低音炮功放器，16为扬声器，18为低音炮箱体，19为主动低音扬声器，20为被动低音扬声器，21为低音炮音量调整器。
具体实施方式
41.下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
42.下面结合附图，对本发明作进一步详述。
43.本发明的一种基于电压eq调音汽车后装音响系统，包括分别安装在汽车内的原车车机1，4声道功率输入线2，蓝牙系统3，dsp功放板4，eq处理器5，低音炮功放6，dsp-usb端口7，usb连接线8，电脑usb端口9，电脑10，低音炮连接线11，低音炮12，音频电压表13，中频串联分频电容14，新4声道输出线15，扬声器16，低音炮音量调整器21；
44.如图1所示，为本发明的结构示意图，其中，原车车机1通过4声道功率输入线2与dsp功放板4连接，dsp功放板4通过4声道功率输出线15与多个扬声器16连接；
45.低音炮12包括：低音炮箱体18以及设于低音炮箱体18内的主动低音扬声器19和被动低音扬声器20；dsp功放板4通过低音炮连接线11分别与低音炮12的主动扬声器19和音频电压表13连接；
46.dsp功放板4设有dsp-usb端口7，dsp-usb端口7通过usb连接线8与终端连接。低音炮12和音频电压表13并联，也可不连接低音炮12，由音频电压表13只连接低音炮连接线11，即空载状态下，由音频电压表13测量低频输出电压。
47.dsp功放板4包括：eq处理器5、低音炮音量调整器21、低音炮功放器6、多个中频串联分频电容14，dsp功放板4设有输入端口、输出端口；
48.输入端口通过4声道功率输入线2与原车车机1连接，输入端口通过多个中频串联分频电容14的并联电路与输出端口连接，输出端口通过4声道功率输出线15与扬声器16连接；
49.输入端口依次经eq处理器5、低音炮音量调整器21与低音炮功放器6连接；
50.低音炮功放器6通过低音炮连接线11分别与低音炮12和音频电压表13连接，低音炮功放器6可直接与音频电压表13，将低音炮12置换为电阻或接空载；
51.eq处理器5为采用dsp芯片实现的低通滤波器，eq处理器5为对低音的eq调整的dsp芯片。
52.扬声器16声道数量与中频串联分频电容14数量相等，且每个扬声器16的声道均对应连有一个中频串联分频电容14。
53.如图2所示，dsp功放板4上还设置有无线系统3；终端通过无线系统3与eq处理器5的连接；本实施例中无线系统3为蓝牙设备；
54.如图3a～3b所示，主动低音扬声器19嵌入低音炮箱体18内且使其安装平面位于箱体某一侧壁所在平面；主动低音扬声器19通过低音炮连接线11与dsp功放板4的低音炮功放器6连接；
55.被动低音扬声器20为成对设置，每对被动低音扬声器20相互对应地设置在低音炮箱体18内。
56.原车车机1输出的4路音频功率信号(高电平)经4声道功率输入线2输入到dsp功放板4，dsp功放板4内设置有4路中频串联分频电容14，4路音频功率输出的每一路都串联一只中频分频电容，并经新4声道输出线15及原车线束，分别连接到对应的前左(fl)，前右(fr)，后左(rl)，后右(rr)扬声器。这样，由中频分频电容c和扬声器音圈电感l，形成被动lc物理中频分频器，该分频器只允许中音、高音信号通过，低音信号截止。
57.在dsp功放板4设置有eq处理器5，eq处理器5由dsp芯片实现内置音频dsp和eq。在dsp功放板4内，设置有无线系统3，本实施例中采用蓝牙系统，用以和智能手机22连通，在手机界面上实现对dsp芯片低频eq的调音和低音音量调整。，另外，此dsp芯片通过dsp-usb端口7通过usb连接线8和电脑usb端口连接，电脑10通过dsp和eq的app软件，以实现对来自原车车机的4路音频功率信号经过高转低和信号混合后的信号进行低音炮分频dsp低音增强和eq调音，处理后的信号为低音炮低频信号输出给低音炮功放6，这里的eq调音有两个功能：一是做为主动电子有源分频器的低音炮分频器，将来自原车车机1的全频音频功率信号中的低频信号通过，将中音高音音频信号阻断。二是通过eq调音，以补偿原车车机1出厂eq各车型的千差万别，以适应此后装汽车音响的频率要求，以便后装汽车音响的低音调整到最佳音质。例如，有些日本丰田汽车，如：卡罗拉的原车车机eq在20hz-70hz重低音衰减很大，后装汽车音响的低音炮就不能把30hz-70hz的重低音很好表现出来，那么通过，重新通过后装系统的eq调音，把30hz-70hz重低音增加上来，就可以有效解决这一难题，那么这样一款后装汽车音响产品就能适用全世界任何车厂的任何车型和年款了。这里低音炮功放6经低音炮连接线11，同时连接低音炮12和音频电压表13，低音炮12与音频电压表13并联，或为了减少主动低音扬声器19是电感性负载，在eq调音时，将低音炮12不连接置换成一只电阻，空载条件下也能满足要求。
58.这里音频电压表13是eq调音的重要部件，这个音频电压表13用来测量原车车机1播放的最后由低音炮功放6输出的低音炮低频的各个频率下的输出电压值，对这一系列低音音频电压值进行相对大小的比较，就可以对比最佳调音数据表在电脑10上进行eq调整，最终在eq调音指导书及最佳调音数据表的指导下，eq调音达到和接近最佳调音数据表的各
低频频率相对幅度比例要求，而最佳调音数据表是后装系统生产厂商在公司经过专业调音员和工程师反复调音研究后给出的后装系统的最佳数据，达到和接近这个数据表要求，就是相当于eq调音达到了较好水平。这样，再通过低音炮音量调整器21调整低音炮音量，以使后装音响系统的低音、中音和高音达到相对平衡，整个后装音响系统就调到了理想状态。这里音频电压表13就是交流电压表，其可以是数字交流电压表，也可以是模拟指针式交流电压表，更可以用万用表的交流电压档来完成。低音炮音量调整器21可以是电子软件的，也可以是一般的电位器。
59.实施例一：
60.如图1所示，本实施例的汽车音响后装eq调音系统包括原车车机1，dsp功放板4，电脑10，低音炮12，前左、右和后左、右扬声器16，音频电压表13。
61.所述原车车机1就是原车现有汽车收音机，又称汽车多媒体播放系统或汽车cd机，dsp功放板4是块pcb板，上面有中频串联分频电容14，dsp及eq处理器5，低音炮音量调整器21，低音炮功放6。原车车机1通过4声道功率输出线2连接dsp功放板4，就是将原车车机音频功放输出的前左(fl)，前右(fr)，后左(rl)，后右(rr)，四路高电平功率信号输入到dsp功放板4，这四路输入的每一路都串联一只中频串联分频电容(14)，经新4声道输出线15的原车线束，分别传输给前左、右及后左、右扬声器16，前左、右和后左、右扬声器16为原车的中低音扬声器和高音扬声器，也可以是用新的扬声器置换原车扬声器，这4路扬声器的6吋左右中的低音扬声器设置在4个车门的下部或汽车后窗平台上，或前仪表台上，高音扬声器设置在左、右a柱或车门的上部，或前仪表台上。高音扬声器通过串联一只2.2微法-4.7微法的电容器，这只电容器c和高音扬声器的音圈电感l形成lc被动无源高音分频器，其分频器为5khz左右，也就是高于5khz的音频通过此分频器输入给高音扬声器，低于5khz的音频不能通过。
62.每路中音分频器由中频串联分频电容14的一只电容器c和各自的前左、右及后左、右中音扬声器音圈电感l形成无源被动中频分频器，每路的分频电容器c的电容量为40微法-200微法左右，本实施例为100微法的无极性电容，这样分频点在120hz左右，即高于120hz左右的中高频信号通过，低于120hz左右的低频信号不能通过，电容量越大，分频点越低；电容量越小，分频点频率越高。
63.原车车机1输入到dsp功放板4的4声道功率信号，同时输入给dsp及eq处理器5，这里要先将这4声道高电平信号进行高转低(即高电平转低电平)，然后将这4路低电平信号混合后输入给dsp及eq处理器5，经过dsp及eq处理器5的有源低音炮低频分频器处理后形成低音炮低频信号，再经低音炮音量调整器21完成低音炮音量调整，而后输入给低音炮功放6，进行低频功率放大；由低音炮功放6输出的低音炮功率经低音炮连接线11，传输给低音炮12和音频电压表13，音频电压表13和低音炮12为并联连接。也可以低音炮12空载，即低音炮12不接入，低音炮连接线11只连接音频电压表13，效果相同。这个音频电压表13，就是一般的交流电压表，其可以是数字交流电压表，也可以是模拟指针交流电压表，也可以是万用表的交流电压档，其量程为ac 10v即可。本实施例为数字万用表的交流电压档。
64.所述dsp及eq处理器5还通过dsp-usb端口7、usb连接线8、电脑usb端口9，连接电脑10。这样，利用软件，在电脑10上就可以对dsp及eq处理器5进行软件调音了。调音后的软件包数值就成为了此后装汽车音响的低音炮eq默认值了。所述终端10，可以是笔记本电脑，也
可以是台式计算机。本实施例采用的是笔记本电脑。
65.实施例二：
66.如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：取消了实施例一的dsp-usb端口7、usb连接线8、电脑usb端口9和电脑10，取而代之的是蓝牙系统3和智能手机22，也就是在dsp功放板4上设置有蓝牙，通过蓝牙系统3实现dsp及eq处理器5和智能手机22的无线连接，在智能手机22上设置有eq调音和低音炮音量调整app界面，用户可以在这个界面操作，完成eq调音和低音炮音量调整，并将最后结果存入dsp及eq处理器5中，形成默认值，以后，每次车机开机就都是这个设定好的eq和低音炮音量了。其余同实施例一。
67.如图4所示，本发明的汽车后装音响系统带有eq调音指导书及最佳调音数据表，由于车主无任何音响调音基础和调音经验，这就要给车主提供一个完整的eq调音指导书及最佳调音数据表，这个指导书和最佳调音数据表是由后装音响产品公司在公司经过反复试验和调音，总结出来的最佳结晶。
68.1)首先将打开原车车机1，原车车机1的音响音效调整到低音
±
0和高音
±
0，然后输入40hz到120hz的正弦等幅音频信号，频率间隔为10hz，即40hz、50hz、60hz、70hz、80hz、90hz
……
120hz。可以通过车机usb口，aux和蓝牙等输入，音频信号源由产品公司提供或到网上下载。
69.2)调整原车车机1的音量调整，使音频电压表在100hz的时候，读数为4v左右，在此音量设置下，分别测出40hz-120hz的各频率电压值，并记录形成低频频率
‑‑
电压值对照表。
70.3)操作终端，根据步骤2)的低频频率
‑‑
电压对照表上的各频率的相对差异，对比公司商家提供的最佳调音数据表的各频率相对值，在终端上，增加低值频率的增益或减少高值频率的增益，进行调音。
71.4)反复重复进行调音，直到达到商家提供的最佳调音数据表的各频率幅度对比值要求。
72.5)从原车车机1播几首较比较熟悉的低音、中音、高音都俱全的歌曲或乐曲，调整低音炮音量调整器21(即dsp功放板4上的低音音量电位器)，以使低音、中音和高音达到均衡，本发明完成eq调音完成。
73.如图4所示，为本发明的调音数据表；
74.实施例三：
75.如图3a、图3b所示，本实施例的汽车音响后装系统的低音炮12由低音炮箱体18，主动低音扬声器19和被动低音扬声器20组成。其中被动低音扬声器20为成对对应设置，低音炮箱体18为密闭式腔体，其可以用金属材料或用塑料制作，本实施例用铝型材和塑胶共同制作。其容积为2.7升左右，这只是传统汽车超薄座椅下低音炮体积的一半，本实施例为长298mm x宽199mm x厚66mm，更加容易和方便在空间受限的汽车内安装。主动低音扬声器19的振膜面积与被动低音扬声器20的振膜面积和设比为1:1.5到2.5，本实施例为1:2，即主动低音扬声器19为1只4吋低音扬声器单元，被动低音扬声器20为2只4吋被动低音扬声器单元，这一对被动低音扬声器一前一后或一上一下对称设置。
76.低音炮12的制造成本仅为传统技术汽车超薄座椅下低音炮的20％，但其低音音质远远超过传统汽车超薄座椅下低音炮，其低音效果比传统技术8吋双音圈20升容积高端汽车大低音炮还要好。
77.一种基于低音eq调音的汽车后装系统的调音方法，包括以下步骤：
78.1)在所述原车车机1播放电平相等的低频正弦等幅信号的音频；原车车机1将音频经4声道功率输入线2传输给dsp功放板4；
79.2)每个声道功放信号经过其对应的各自的中频串联分频电容14，中频分频器13将中音、高音分离出来后，经4声道功率输出线15分别驱动相应的原车中的相应声道扬声器16，完成中音和高音的电声转换；
80.3)eq处理器5将低频正弦等幅信号的音频输入低音炮功放器6；低音炮功放器6输出的低频功率通过低音炮连接线11驱动低音炮12，完成低音电声转换。
81.4)通过音频电压表13测量低频正弦等幅信号中各个低音频率的电压值，并记录列表；
82.5)根据eq调音指导书及最佳调音数据表的相对值，对步骤4)中记录列表的电压的相对值进行比较，得到比较相对差值；
83.6)根据比较相对差值，在终端上进行eq调整和数据存储。
84.具体工作原理为：当原车车机1播放40hz
……
120hz的低频正弦音频信号时，由音频电压表13测量出各频率电压值并制表，比较各频率相对电压值，找出相对差异，对照商家最佳调音数据表，在终端上进行eq调音，反复重复上述过程。直到各低频频率的相对比例达到商家提供的最佳调音数据表所示相对比例。这样，对应全世界不同车系(日系、美系、欧系、国产系等)和不同车型及不同年代款式的原车车机不同的出厂eq调音值，都可以调音补偿到商家汽车后装音炮系统的要求以达到最佳音质。
85.本发明在车内实现了三分频电声转换的高保真电声还原，车主在无任何音响eq调音技术和经验下，diy自己完成调音，使商家的后装汽车音响系统eq专车专配，达到最佳音质。