汽车音响组成原理，了解一本通

2023-08-26 理论教育版权反馈

【摘要】：现代汽车音响系统主要由信号源、放大器及扬声器等组成。激光唱机通常由机械转盘系统、激光拾音器、伺服系统、信号处理系统及控制显示系统等部分组成。前置放大器前置放大器又称前级放大器，它连接信号源及控制信号的开关，并对各种节目进行必要的处理和电压放大。前置放大器主要包括输入电路、音调控制和线路放大。功率放大器功率放大器主要对前置放大器送来的电信号进行不失真的电流放大，形成强有力的功率信号去推动扬声器发声。

通常我们把音响设备简称为音响，音响是最早应用在汽车上的电子产品，经过50多年的发展，它已由最初的汽车收音机演变成集视听娱乐、通信导航、辅助驾驶等多种功能于一身的综合性多媒体车载电子系统，并成为当代汽车上一个不可缺少的组成部分。

现代汽车音响系统主要由信号源、放大器及扬声器等组成。

1.信号源

汽车音响信号源主要由收音机、盒式录音机、激光唱机组成。收音机是无线电接收装置，专门接收广播节目。

一般接收的信号有调幅信号和调频信号两种，调幅信号又分中波信号和短波信号。传统的模拟式收音机一般用手调谐选台。数字式收音机是较高级的无线电接收装置，它去掉了调谐部分的调台拉线，提高了调谐工作的稳定性，其抗振动性能也比模拟式的好。数字式收音机内部由数字集成电路组成，内部电路发出选台、存储、控制及显示信号，内部一次可存储12个电台，并可实现遥控。

（1）盒式录音机

盒式录音机是用来读出和再生磁带记录的模拟信号的。盒式磁带从插入口插入时，磁带转动机构运转，自动把磁带卷入，放置在规定的位置。此外，当按下操作面板的Eject按钮时，磁带会自动倒出。在盒式磁带工作时，无线电调谐器不工作。面板前面的操作开关是由无线电用开关与双功能开关组成。无线电的调谐功能使磁带加速传送、后转；选择按键的功能使磁带A面与B面转换，来回演奏。客车、货车的汽车音响常常采用普通收放机芯，如TN-303型和M-310型等，这些机芯只有一个方向走带，磁带走完后才自动停机。普通机芯由盘芯驱动机构、自停机构、暂停机构、出盒机构及飞轮间隙调整装置等组成。

（2）激光唱机

激光唱机光盘把音乐信号或画像信号进行数据记录的密纹片，所记录的信号利用密纹唱机，利用激光的光拾音作用进行非接触式读出。读信号时，对信号记录部分的凹凸处不断照射聚焦的激光，利用光接收器检测反射光的强弱，然后转换成数字电信号，并在音乐密纹唱片中进行数/模（D/A）转换并放大，从而恢复原音的音乐信号。

激光唱机通常由机械转盘系统、激光拾音器、伺服系统、信号处理系统及控制显示系统等部分组成。机械传动系统驱动转盘旋转，并带动CD旋转。与此同时，激光拾音器利用直径不到0.78pm的激光束，以非接触方式读出记录在唱片上的PCM（脉冲编码调制）数字信号。在数字信号处理系统中，读出的信号经放大、解调和纠错后，再送到D/A转换器中转换成音频模拟信号，经滤波和低放后输送给组合音响的综合功率放大器。为了保证激光拾音器正确读取信号，在激光唱盘中还设置有一套完整的伺服系统。

机械转盘系统的结构如图10-1所示。开启/关闭刀型开关S1的中心端安装在机座后部机构的PC（J25.5506-02A/3）板上。当托盘关闭时，按下安装在滑块组件（11）上的黑色开关臂顶部，将其置于滑块组件右边的低侧，数据便传递到系统控制微处理器中，使托盘处于关闭状态。当再次按下整机上的开启/关闭键后，托盘完全开启。托盘的开启和关闭是由装片电动机传动的。

图10-1 机械转盘系统的结构图

1）激光拾音器：激光拾音器俗称“光头”，是激光唱盘的关键部件，只有经过它，才能把激光唱片上录存的音响信息取出来。常用的激光拾音器有三光束系统和单光束系统两种。单光束激光拾音器由激光枪、激光产生系统（实际为半导体激光器，即激光二极管）、光学系统（包括分光棱镜、瞄准透镜、目标物透镜及1/4波长片）和反射光接收系统（光检测器，即感光二极管）等组成。

2）伺服系统：激光唱片在旋转中，由于机械结构的精度问题和唱片本身的变形（翘曲、偏心等），会在垂直方向产生±1mm的振动，而在径向（循迹）上产生±0.1mm的振动。为了确保光点正确跟踪唱片上的凹坑轨迹，必须进行聚焦伺服和循迹伺服。此外，为了使唱盘保持恒定线速度旋转，还需要进行转盘驱动伺服；为了满足快速寻曲、重复及节目编排方面的需要，还设置有径向运动伺服。伺服系统的基本结构原理如图10-2所示。

（3）信号处理系统

由激光拾音器的检测二极管检测出的数字音响信号是很微弱的，必须由前置放大器进行放大。另外，由于激光唱盘在重放时可能产生的振动及唱片表面划伤、污染等原因会造成的信号错误和丢失，以及在唱片生产中为了尽可能完美地记录和重放，对音响信号不仅要做A/D转换处理，而且对数字信号还做了编码处理，使记录在唱片上的音响信号里还包含了曲目、同步、纠错、插补等信息。所以激光拾音器从唱片上拾取的音响信号不能直接、简单地进行D/A转换，而必须先经信号处理系统的解码器进行解码后，才能送入D/A电路进行D/A转换处理，最后变换成模拟音频信号输出。

图10-2 伺服系统的基本结构原理图

2.放大器

放大器将各种节目信号进行电压放大和功率放大，然后推动扬声器发出声音。

（1）前置放大器

前置放大器又称前级放大器，它连接信号源及控制信号的开关，并对各种节目进行必要的处理和电压放大。前置放大器与信号源之间不是简单的连接，其内部还设置有各种均衡电路，用于实现前后级的阻抗匹配和功率补偿。前置放大器主要包括输入电路、音调控制和线路放大。输入电路对收音机、激光唱机和磁带送来的信号进行均衡和控制，包括阻抗和频率的均衡；音调控制是对节目信号的各段频率成分进行提升或衰减，以便满足欣赏时的不同需要；线路放大，由信号源传送来的信号需要放大到一定的电压值才能推动功率放大器。

（2）功率放大器

功率放大器主要对前置放大器送来的电信号进行不失真的电流放大，形成强有力的功率信号去推动扬声器发声。功率放大器主要包括以下部分。

1）等响度控制电路：由于人耳收听低声压级信号时，具有在低频和高频呈衰减的特性，所以在小音量的情况下欣赏音乐会有信号失真的感觉。等响度电路的作用就是对减小信号中的低频和高频部分进行补偿，以弥补人耳的不足，而在大信号重放时，等响度电路不起作用。

2）音量控制：用以调节重放音量的大小。调节方法有手动电位器、电子音量控制和伺服电机带动音量旋钮控制音量3种。

3）功率放大：对前置放大器送来的信号进行电流和电压放大，以推动扬声器发出声音。

4）保护电路：由于功率放大器工作在大电流和高电压状态，重放中可能会出现过电流、过电压和过热等情况，此保护电路可自动进行断电，以保护放大电路和扬声器不受损坏。

（3）环绕声放大器

环绕声能使听众更具有临场感，使人在欣赏音乐时有被声音围绕的感觉。环绕声放大器主要包括以下两部分。

1）门环绕声处理电路：它利用信号延迟方法产生环绕声效果，前方音箱重放正面声源，而环绕处理电路输出经过延迟的环绕信号，以产生一种音乐厅堂的混响效果。

2）门环绕声放大器带动环绕音箱发声电路：由于环绕声放大器用于模拟反射声，故其频响一般不需要很宽，功率也不需要过大。

3.扬声器

扬声器又称喇叭，是一种十分常用的电声换能器件，在能发声的电子电路中常能见到它。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大，可分为内置扬声器和外置扬声器。