汽车音响的防干扰设计

张庆军，张长坤

（德州学院，山东 德州 253023）

汽车音响的防干扰设计

张庆军，张长坤

（德州学院，山东 德州 253023）

现代汽车中电器的比重越来越高，而音响绝对是一个非常重要的组成部分。现在人们越来越追求舒适性，不愿意在听歌或者听收音机的时候出现较明显的杂音。文章简述汽车音响的基本组成和基本原理以及出现杂音的主要原因，并提供一些设计和应对措施，使人们更好地享受驾驶乐趣。

汽车音响；组成；防干扰设计

1 汽车音响

（1）汽车音响的发展。最开始的音响仅仅是一个简单的收音机，到了二十世纪七八十年代，车载磁带收音机开始得到应用。二十世纪八十年代，以磁带机为主，电子调谐收音机得到广泛应用，到了九十年代，大量CD收音机出现。到了九十年代末，一体化汽车音响正式成为汽车控制台不可分割的一部分。我国从21世纪以后，汽车音响才开始了一个突飞猛进的发展，仅仅用十多年，就从功能单一过渡到功能齐全的一体化的汽车多媒体娱乐导航系统。

（2）汽车音响的技术特点。①避震技术：汽车的震动大，音响系统安装技术要追求高稳定性和高可靠性。因此音响有如下几个特点：汽车磁带放音部分多采用横向放置方式，上下卡紧以稳定放音。CD部分采用多级减震方法，要求线路板上的原件焊接绝对可靠。②音质的处理技术：汽车音响的音质处理已朝数码技术发展，形成了数字化，逻辑化，大功率的HI-FI立体声数码音箱。汽车音响使用的电源比较低，要得到大的功率，喇叭一般都会用到1Ω-4Ω的低阻抗喇叭以提高功率。③抗干扰技术：汽车音响的防干扰技术就分别对电源线的干扰采用扼流圈串在电源与音响之间进行滤波，对空间辐射干扰采用金属外壳密封屏蔽，在音响中专门安装抗干扰的集成电路，用以降低外界的噪声干扰。

2 汽车音响干扰的来源及处理措施

（1）电磁干扰。电磁干扰为汽车音响干扰的最主要来源，以下分析电磁干扰的系统来源。①点火系统：点火系统的干扰在收音机音频中表现为由韵律的爆声或者滴答声，且音频直接与引擎速度有直接关系。防干扰措施：安装电阻火花塞和线，通常更换新的火花塞和线将有助于减小来自于引擎对音响的噪声干扰。在分电器转子电极末端镀一层氯化铜或者氧化铝。在点火线圈初级线圈电路正极一侧连接一个电容器，这个电容器使初级线圈内产生的电流干扰分量流至接地。采用以上措施也不能完全消除其干扰，可采用电缘胶制造的发动机盖软垫，将发动机盖与车身形成电路连接，传至发动机盖的电干扰经过这一连接流至车身。当火花塞的接地也一侧也产生干扰时 可用导线将汽缸盖，汽缸盖罩，汽缸体，变速箱与车身连接。②充电系统：充电系统的干扰噪声通过汽车布线传到音频设备，影响接收机和发射机的音频部分，该干扰可以从接收机音频或者发射信号中的呜呜声来发现。防干扰措施：干扰不仅可以传导，也可以辐射。在干扰附近就近滤波处理就好，采取增加屏蔽罩或将屏蔽罩妥善接地的方法来减轻干扰，在导线上套上磁环也有助于减轻其干扰。

（2）汽车本身的干扰。像汽车底盘，轮胎等部分产生的干扰也会使汽车音响产生一定的干扰。底盘传动系统的干扰来源于变速器齿轮啮合引起的震动和传动轴旋转震动。防干扰的措施：对底盘传动系统来说，一来采用低噪声变速器，二来发动机与变速器采用橡胶进行柔性连接，三是控制制动器制动轴的平衡度，降低扭转振动。

（3）汽车电器设备的干扰。几乎每一个转动的用电的汽车电器会对汽车电器产生一定的干扰，体现在音频播放时喇叭发出沙沙的声音。

3 汽车音响的防干扰设计

（1）低通电路的设计。图1为有源环路滤波电路，该电路通过Q110和Q109组成复合管来提高放大倍数以达到近似理想积分的状态，前端使用场效应管来提高输入阻抗，以降低对低通回路的影响整个电路的元件参数选择应根据具体频带组成和系统所需原则条件设置。只有正确的参数选择才能得到稳定的VT信号，使其随PLL芯片预置分频比的变化而变化，从而控制VCO的本振输出。

图1 有源环路滤波电路

（2）滤波器。对于汽车线路中的干扰信号，可以加接用于抑制干扰的隔离电阻，从而减弱和消除外加电流所带来的干扰，同时也可以考虑在线路中加接旁路电容，用于干扰的抑制，从而达到抗干扰的目的。如果在音响系统线路中利用滤波器进行干扰信号的滤除，则可以获得更优异的抗干扰效果。运用频谱分析法、传递路径分析法、声强成像法等，根据干扰的不同来源、不同路径，对干扰的特性和构成进行分析，进而设计不同的滤波器。

抗干扰滤波参数设计。对于音响系统而言，还原完美的声场效果是非常重要的。而汽车内的音乐聆听环境非常不规则，不同角度的喇叭安装位置所产生的不同相位和时间延迟会影响声场的还原和缔造，在选择滤波器设计方法时，为了尽可能地降低对原音场的破坏，选择FIR型滤波器，从而设计出相位线性的滤波器。为了在指标相同的情况下，得到最少的滤波器阶数，同时通带最大衰减最小，阻带最小衰减最大，确定选用的滤波方法为等波纹最佳逼近设计法。

滤波器的设计。一般来说，滤波器的设计要经过确定指标，逼近和仿真实验等几个过程。①确认指标:设计滤波器的第一步是根据实际工程需要确定滤波器的技术指标。在很多应用中，数字滤波器常用来实现选频操作，因此滤波器的指标形式一般在频域中给出幅度和相位相应。②逼近：技术指标确定后，就可以建立目标的数字滤波器模型，采用数字滤波器的设计方法，设计出实际滤波器模型来逼近所给定的指标。③计算机仿真和性能分析：经过以上两步，通过计算机仿真设计软件，可得到以差分方程，系统函数或脉冲响应描述的滤波器，根据此描述分析频率特性和相位特性，验证设计结果是否满足指标要求。

4 结语

随着电子技术的发展，汽车已经不仅仅是一种代步工具，更是人们生活和工作的延伸。汽车音响系统作为众多汽车功能的一种，已经运用的越来越广泛。对于汽车音响，抗干扰技术的有效运用非常重要，让人们更好的享受了乐趣。通过文章的介绍，希望汽车音响的抗干扰设计越来越多，让人们在驾驶过程中享受更加完美的音质。

（5）泵齿轮齿廓过度曲线干涉。在渐开线齿廓和齿根圆之间是一段过渡曲线，过渡曲线不是渐开线，不应参加啮合。但如果变位系数选择不当时，可能出现过渡曲线进入啮合的情况，即过渡曲线干涉。泵齿轮在工作中是连续均匀啮合转动的，因此，必须保证变位泵齿轮在啮合过程中不存在过渡曲线干涉现象。为避免齿轮过渡曲线干涉，小齿轮不产生过渡曲线干涉，应满足如式（7）：

4 结语

理论分析和工程实践表明：采用正变位修正后的泵齿轮，不仅消除了根切现象，增加了泵轮齿弯曲强度和接触强度；而且还具有如下的优点：其一、减小了重叠系数，降低了困油容积，减弱了泵的噪声和油液的发热；其二、由于啮合角增大，啮合齿面的滑移和压力强度均减小，改善了齿轮的磨损情况；其三、由于修正齿具有较小曲率的齿形，互相接触更加紧密，减少了啮合点的泄露。总之，采用正变位修正后的泵齿轮，提高了齿轮泵的机械效率、容积效率、延长了齿轮泵的使用寿命，在生产实际中具有广泛的应用前景。

［1］张策.机械原理与机械设计［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［2］方昌林，凌智勇.液压气压传动与控制技术问题对策［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［3］赵雯姝，张旭东，司健，等.液力偶合器齿轮泵齿轮变位系数的选择［J］.机械传动，2006，（3）.

［4］张展.实用齿轮设计计算手册［M］.北京：机械工业出版社，2011.

Anti interference Design of Car Stereo

ZHANG Qing-jun，ZHANG Chang-kun
（Dezhou College，Dezhou，Shandong 253023，China）

Electric equipment takes a high proportion in modern automobile and stereo is an important part in it.In modern time，people pursue comfort and a wonderful sound effects.The paper briefly describes the basic composition and basic principle of car audio and main causes of the noise，and provides some design and countermeasures，aiming people to enjor driving.

car audio；composition；anti interference design

U463.6

A

2095-980X（2016）10-0050-02

2016-09-06

张庆军（1993-），男，山东德州人，大学本科，主要研究方向:汽车音响。