汽车音响系统无声问题排查及设计改进

王敏　杨汉飞　覃川　罗逍　姜洪亮　刘胜俊

摘 要：结合某些车型音响系统无声的问题，排查并确认问题发生根本原因，根据音响系统的工作原理，提出优化改进方案。

关键词：音响系统

Investigation and Design Improvement of Car Audio System Silent Problem

Wang Min Yang Hanfei Qin Chuan Luo Xiao Jiang Hongliang Liu Shengjun

Abstract：Based on the soundness problem of the sound system of some models， the root cause of the problem was investigated and confirmed. Based on the working principle of the sound system， the optimization and improvement scheme was put forward.

Key words：audio system

1 故障现象

公司某些车型的在启动后偶发音响系统无声音，此时对车机进行音量调节，或者调节音量，音响系统仍然无声，造成了音响系统功能的失效，用戶对此抱怨强烈。

2 音响系统工作原理

2.1 音响系统介绍

音响系统包括：主机、功放模块、重低音扬声器、低音扬声器、高音扬声器组成。音响系统的框架如图1所示。

2.2 功放模块工作原理介绍

功放模块是连接车机与扬声器的关键模块，处于整车启动电池电压跌落和功放的保护设计，以及整车启动过程中的pop音消除等的考虑。车机在不同电压值下的工作原理如下。

2.2.1 蓄电池电压与工作情况

蓄电池电压在9-16V之间，功放使能状态为Power ON，低于9V或者高于16V，功放将不使能，如下图2。

2.2.2 ACC电压与工作情况

ACC 电压7V-16V时，将会使能功放Power ON，低于6.5V将会使功放Power OFF，如果ACC 电压高于16V产品将会进入MUTE 状态，如下图3。

2.2.3 车机对功放的MUTE电压值

车机可以通过MUTE硬线实现功放的MUTE和UNMUTE控制功能，MUTE电位高于或者等于1.6V，功放将输出信号，MUTE 电位低于1.5V，功放将停止信号输出，当MUTE 点位在大于1.6 到小于等于1.5V 之间时，跟随之前状态;关于MUTE 的电压要求需符合下图4。

综上：音响系统正常工作在必须满足如上的3点。

3 故障排查

调查同款车型的其他车辆，在不同时间、地点，启动车辆后音响系统仍然存在偶发无声的问题。音响系统无声，可能原因有如下三种：

1）线束问题

2）车机问题

3）功放问题

3.1 线束问题排查

音响系统无声的线束问题排查，可以直接排查功放处蓄电池电压，ACC电压，以及MUTE电压和功放到扬声器的输出电压值[1]，音响系统的原理图如图5所示。

在故障发生时，使用万用表测量电压如下表1，功放的输入和输出电压均符合设计状态，故非线束原因。

3.2 车机排查

在故障车的车机到功放之间单独外接一个扬声器[2]，经过测试发现扬声器可正常工作。

但是测试在发生故障的车辆的功放的ACC电压时发现，ACC电压值恢复的较BAT电压快，如果BAT电压恢复的比ACC电压快时，就不会出现无声问题，且车机在整车启动瞬间给到功放的电压波动情况与整车蓄电池波动情况不符，故初步判断车机输出电压有问题。

3.3 功放排查

将故障车启动后，在故障发生时，重新插拔功放，发现音响系统声音输出正常，即故障消失。重新多次启动车辆，音响系统无声问题仍然偶发，且测试功放的电子元器件均正常，故初步判断功放软件在设计的时候软件对于整车启动瞬间蓄电池低落和车机输入的电压不同步变化导致。

4 原因分析

经过实车排查分析，锁定问题为功放判断逻辑和车机输出电压与整车电压不一致问题导致。当蓄电池电压小于9V，ACC电大于7V时，功放进入电池保护程序，且当蓄电池电压恢复到14.4V时，功放软件一直处于电池保护程序中，故出现音响系统无声的故障。

5 改进方案

基于以上理论结合实际分析，改进方案需要功放和车机展开。

5.1 修改功放的逻辑

1）补充如下判断：出现BAT电压小于9V和ACC电压大于7V的情况，也能正常工作。

2）增加BAT和ACC的电压实时监测机制，如果监测到BAT和ACC电压都符合工作电压要求，即进行声音输出。

5.2 车机在电压跌落的时候，增加200ms的延迟，保证BAT电压恢复14V时，ACC也恢复到14V。

更改后的软件经过测试发现，音响系统无声的问题彻底解决。

6 总结

本文的音响系统无声问题为车机与功放之间匹配设计不明确，以及功放软件设计不足导致，根据整车启动过程中电池跌落的分析，需要进行车机和功放的软件逻辑优化，彻底消除扬声器无声的问题，通过该案例，可以积累一些解决音响系统无声问题的解决思路和功放的设计改进方案。

参考文献：

[1]陈兴.汽车扬声器异音问题排查及设计改进[J].汽车电器，1003-8639（2018）03-0045-03.

[2]祝仰宽.扬声器异音故障检测方法[D].天津：天津科技大学，2016.