CN106982405A - 汽车车身声音还原装置、汽车 - Google Patents

Abstract

一种汽车车身声音还原装置、汽车，汽车车身声音还原装置包括：音源，用于产生初始音频信号；控制器，用于接收所述初始音频信号，并将所述初始音频信号处理后再转化为模拟音频信号；激励体，用于接收所述模拟音频信号，并根据所述模拟音频信号产生音频激励振动；车身结构，与所述激励体连接，随所述激励体发生振动，以产生与所述模拟音频信号波形相同的声音。本发明的汽车车身声音还原装置可实现360°发声。

Description

汽车车身声音还原装置、汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种汽车车身声音还原装置、汽车。

背景技术

现有汽车上主流采用的传统扬声器是一种把电信号转变为声信号的集中参数换能器件，其中设置有永磁体、位于所述永磁体的磁场中的音圈，以及与音圈连接的振膜，音圈能够接收音源发出的模拟音频信号，并将模拟音频信号转化为振膜的振动，从而发出声音。

这样扬声器的发音原理为：当模拟音频信号电流通过扬声器的音圈时，音圈中就产生了相应的磁场，这个磁场与永磁体产生的磁场产生相互作用力，使得音圈在永磁体的磁场中随着模拟音频信号振动起来。而由于振膜和音圈相连接，因此振膜也将随着音圈的振动而振动，并与周围的空气产生共鸣而发出与模拟音频信号波形相同的声音，从而让人从听觉上感知、接收。

对于上述传统的扬声器而言，为获得更宽的频率响应特性，例如满足对低频的模拟音频信号进行响应的要求，以获得更高的音质，需要将传统扬声器的振膜、永磁体以及音圈的直径做的很大。同时由于传统扬声器的指向性，如果要实现360°立体声至少要两个扬声器才能做到。

发明内容

本发明解决的问题是如果需要获得更宽的频率响应特性，更高的音质，传统的扬声器的尺寸将变得很大，并且传统的单个扬声器无法实现360°立体声。

为解决上述问题，本发明提供一种汽车车身声音还原装置，包括：音源，用于产生初始音频信号；控制器，用于接收所述初始音频信号，并将所述初始音频信号转化为模拟音频信号输出；激励体，用于接收所述模拟音频信号，并根据所述模拟音频信号产生音频振动；车身结构，与所述激励体连接，随所述激励体发生振动，以产生与所述模拟音频信号波形相同的声音。

可选的，所述车身结构包括外部车身结构以及内部车身结构。

可选的，所述激励体包括：永磁体，所述永磁体固定安装在自由端质量体上；音圈，与所述控制器的输出端电连接，所述音圈固定安装在音圈基座上；连接弹簧，两端分别与所述音圈基座以及所述自由端质量体连接；所述音圈基座作为固定端与所述车身结构连接，所述自由端质量体作为自由端。

可选的，所述控制器包括：电源模块，用于与车载电源连接；I/O接口，用于与所述音源连接；处理模块，用于对所述音源发出的初始音频信号进行声效处理；D/A模块，用于将经过声效处理的所述初始音频信号转化为模拟音频信号。

可选的，所述控制器还包括功放模块，用于接收所述模拟音频信号，并将所述模拟音频信号放大后输出至所述激励体。

可选的，所述激励体布置在车身内侧，而不暴露在汽车车身外。

本发明还提供一种汽车，其包括上述任一项所述的汽车车身声音还原装置。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的汽车车身声音还原装置将激励体与车身结构连接，驱动车身结构振动发声，使车内外实现360°同时发声。并且，由于大多数车身结构尺寸都比传统扬声器的振膜大很多，可以很好地对低频的模拟音频信号进行响应，从而使得发声的空间立体感音质加强、穿透性得到极大提升。

附图说明

图1是本发明实施例中汽车车身声音还原装置的模块结构图；

图2是本发明实施例中汽车车身声音还原装置的激励体的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供一种汽车车身声音还原装置，参照图1所示，包括：

音源，用于产生初始音频信号；

控制器，用于接收所述初始音频信号，并将所述初始音频信号处理后转化为模拟音频信号输出，例如，按照声效、混音、滤波等音效需求对初始音频信号进行处理、并转化为模拟音频信号后输出；

激励体，用于接收所述模拟音频信号，并根据所述模拟音频信号产生音频激励振动；

车身结构，与所述激励体连接，随所述激励体发生振动，以产生与所述模拟音频信号波形相同的声音。

其中，车身结构暴露在空气中，与空气接触，并具有与激励体连接的结构面。音源的初始音频信号进入到控制器后，由控制器对初始音频信号转化为模拟音频信号，激励体根据模拟音频信号产生激励振动，并将该激励振动传递至车身结构，使得车身结构随之振动、并与周围的空气形成共鸣，从而发出与模拟音频信号波形相同的声音。

车身结构的作用是将激励体输入的激励振动转化为车身结构的结构面的振动，通过结构面的振动引起周围空气共鸣而产生声音。由于不同车身材质的振动频率响应性能是不同的，因此可根据音质要求来选择位于不同位置的部件作为车身结构，一般可选的车身结构可以是位于车身外部的车身顶棚钣金、后备箱钣金及其他车身大钣金、车身地板、车身翼子板(遮盖车轮的车身外板)、车身防撞梁，也可以是位于车身内部的仪表台、衣帽架，以及内饰板等，或者，也可以根据需要在车身上加装满足响应要求的其他结构，并将该结构作为车身结构。

也就是说，所述车身结构可以包括外部车身结构以及内部车身结构。

由此可见，本发明的汽车车身声音还原装置将激励体与车身结构连接，驱动车身结构振动发声，使车内外实现360°同时发声。并且，由于大多数车身结构尺寸都比传统扬声器的振膜大很多，可以很好地对低频的模拟音频信号进行响应，从而使得发声的空间立体感音质加强、穿透性得到极大提升。

本发明中，一旦车身结构确定，则只需考虑激励体布置空间即可，对于布置空间要求低。而由于车上车身结构选择范围广，所以整个装置布置的灵活性大。另外，与传统的扬声器相比，由于发声是由车身结构带动空气共鸣来实现，因此激励体中不需要再布置振膜，使得激励体的尺寸得到有效减小，同时也不需要在车内预留较大的膜片布置空间，从而节约车内空间。

进一步地，参照图2所示，图2示意性地示出了激励体的结构。所述激励体包括永磁体10、音圈20，永磁体10固定安装于自由端质量体11上，音圈20固定安装于音圈基座21上。连接弹簧30位于自由端质量体11与音圈基座21之间，一端与自由端质量体11连接、并作为自由端，另一端与音圈基座21连接、并作为基端与车身结构1固定连接。其中，音圈20与车载电源电连接，由车载电源供电。

其中，音圈20为线圈并与所述控制器的输出端电连接，用于接收所述控制器输出的模拟音频信号。

当模拟音频信号输至音圈时，由电磁感应原理将产生交变电磁场，交变电磁场与永磁体的磁场相互作用，驱动永磁体与音圈之间发生相对的往复运动以产生振动，并将该振动传递至车身结构，带动车身结构振动。由此可以看出，音圈产生的交变电磁应当与永磁体产生的磁场之间有交叠。

本发明通过激励车身振动发声，尤其对低频声需要较大的激振力，如果用音圈端来激励车身，由于音圈通常质量很小，因此无法产生较大的激励力；而永磁体和质量体的质量较大，因此用其作为自由端产生较大位移时可形成很大的激振力敲击车身产生振动。

其中，基端与车身结构之间可以是直接连接或者通过中间件连接。直接连接的方式例如：将基端上形成外螺纹，在车身结构上形成螺纹孔，两者螺纹配合连接。通过中间件时，中间件可以是粘胶、螺栓、卡扣、焊接、铆接等多种形式。

需要注意的是，激励体可以设置在汽车车身任何一个允许的位置，布置在车内外均可。但是，考虑当汽车处于涉水、高温、粉尘等环境中时，为避免激励体受到外界的水、尘的污染，同时尽量隔离外界高温环境，本实施例中所述激励体不暴露在汽车车身外。例如，激励体可以被布置在车内或者车身表面朝向车内的一侧，这样，激励体不需要暴露在车外环境中，可以降低对激励体的密封、防尘、防水要求，减少开发和维护成本。

进一步地，继续参照图1所示，所述控制器包括：

电源模块，用于与车载电源连接，并与控制器中的其他电学模块电连接，以对相关模块供电；

I/O接口(输入/输出接口)，用于与所述音源连接，以接收音源发出的初始音频信号；

处理模块，用于对所述音源发出的初始音频信号进行声效处理，形成不同的声效，例如混音、变声等；

D/A模块(数/模转换模块)，用于将经过声效处理的初始音频信号转化为模拟音频信号，例如语音、音乐和音效等。

所述控制器还可以包括功放模块，用于接收所述模拟音频信号，并将所述模拟音频信号放大后输出至所述激励体。

其中，处理模块、D/A模块以及功放模块均与电源模块电连接，由电源模块进行供电。电源模块与车载电源电连接，由车载电源供电。

本发明实施例还提供一种汽车，其包括上述任一项所述的汽车车身声音还原装置。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种汽车车身声音还原装置，其特征在于，包括：

音源，用于产生初始音频信号；

控制器，用于接收所述初始音频信号，并将所述初始音频信号处理后转化为模拟音频信号；

激励体，用于接收所述模拟音频信号，并根据所述模拟音频信号产生音频激励振动；

车身结构，与所述激励体连接，随所述激励体发生振动，以产生与所述模拟音频信号波形相同的声音。

2.如权利要求1所述的汽车车身声音还原装置，其特征在于，所述车身结构包括外部车身结构以及内部车身结构。

3.如权利要求1所述的汽车车身声音还原装置，其特征在于，所述激励体包括：

永磁体，所述永磁体固定安装在自由端质量体上；

音圈，与所述控制器的输出端电连接，所述音圈固定安装在音圈基座上；

连接弹簧，两端分别与所述音圈基座以及所述自由端质量体连接；

所述音圈基座作为固定端与所述车身结构连接，所述自由端质量体作为自由端。

4.如权利要求1所述的汽车车身声音还原装置，其特征在于，所述控制器包括：

电源模块，用于与车载电源连接；

I/O接口，用于与所述音源连接；

处理模块，用于对所述音源发出的初始音频信号进行声效处理；

D/A模块，用于将经过声效处理的所述初始音频信号转化为模拟音频信号。

5.如权利要求4所述的汽车车身声音还原装置，其特征在于，所述控制器还包括功放模块，用于接收所述模拟音频信号，并将所述模拟音频信号放大后输出至所述激励体。

6.如权利要求1-5中任一项所述的汽车车身声音还原装置，其特征在于，所述激励体布置在车身内侧，而不暴露在汽车车身外。

7.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的汽车车身声音还原装置。