[汽車之家 技術體驗] 對于音響品牌而言,對“聲音”的展現有著千差萬別的方法,但卻有著同樣的追求---“原音重現”,而這一追求對于汽車而言談何容易,面對汽車本身的噪音、電子設備功率的限制、車上密集的設備和復雜的車身結構……想在那點狹小的空間內實現劇院級的現場感?一起來看看在汽車音響領域經過30多年沉淀的Bose是怎么來搞定這些麻煩的。
● Bose是什么?
Bose是知名的音響品牌,其總部位于美國馬薩諸塞州,以設計、制造各種專業(yè)音頻設備而聞名。這個誕生于1964年的音響品牌如今已經走過了近半個世紀,雖然在發(fā)燒友當中,對Bose產品的聲音風格、性價比等頗有爭議,但不可否認的是,Bose在音響技術方面走出了一條只屬于自己的道路。
Bose品牌的名稱源于其創(chuàng)始人Amar Gopal Bose,從小Amar Gopal Bose就表現出對電器的興趣,而且相比同齡人而言,Bose還是個有經濟頭腦的孩子,他13歲的時候已經能靠維修收音機之類的來貼補家用。10多年后,當這個在電子技術方面獨具天賦的年輕人獲得麻省理工大學電氣工程博士學位時,他周圍的人們應該不會感到意外。
據說,Bose先生創(chuàng)立Bose品牌的契機源于一次失敗的購買經歷,據說畢業(yè)后從事助理教授的Bose先生在1956年興沖沖地花了一筆錢將一套當時的高端立體聲音響抱回了家,結果那些搶眼的參數卻只帶來了讓他失望的表現,對音響表現的不滿讓他萌生了“自己干”的想法,他開始投身揚聲器的研究,追求音響對現場感的重現。8年后(1964年),Amar Gopal Bose在昔日同窗、導師及朋友的幫助下創(chuàng)立了Bose音響品牌,依靠在音響領域的深入研究來設計和制造能讓消費者獲得真實感和現場感的音頻產品。這是不是和蘭博基尼品牌的故事有些相似?只不過是少了一個傲慢的恩佐·法拉利而已。更巧的是,蘭博基尼創(chuàng)立于1963年,和Bose只差一年。
Bose先生還花大量時間去研究人們聆聽聲音的習慣和偏好,以找到如何讓人們獲得更多真實感的方法,這些研究的成果隨后成為了Bose之后開發(fā)音響的理論基礎,被稱之為“心理聲學”。而Bose先生最初的追求--“Better Sound Through Research”(致力研究,提供更卓越音質—編者自譯)也成為Bose一直延續(xù)至今的口號。
當然,Bose并不只沉溺于音響領域,相信不少技術控都知道,Bose開發(fā)了一套采用電磁感應原理運作的全主動電磁懸架,雖然在成本、可靠性、耐久性等方面遭到質疑,但這套懸架對車身姿態(tài)的控制堪稱完美。
● Bose汽車音響/全球首款原廠定制音響車型
Bose從上世紀70年代后期就開始了在汽車音響領域的嘗試,但是他們很快發(fā)現,每一款汽車的結構和聲學特性都千差萬別,后裝市場無法控制安裝質量,且針對不同車型調整難度很大,遂放棄了這一想法。
而后成立的Bose汽車系統(tǒng)部拿出了“從零開始”的新模式,他們和汽車廠商合作,在整車研發(fā)階段就參與其中,為車輛提供原廠定制的音響系統(tǒng)。1983年,凱迪拉克與Bose合作推出的1983款Seville便成為了全球首款搭載原廠定制高級音響的車型,開創(chuàng)了這一領域的先河。
如今,Bose對于汽車音響的設計理念主要體現在以下三點上:
1.頻率完整性:對于高中低頻各種不同音調的聲音都能夠均衡、完整地重現,清晰表現人聲或各種不同音色的樂器。
2.空間感:在車廂內營造劇院級的環(huán)繞感,能夠讓聆聽者感受到演唱/演奏者實際的位置。即便沒有環(huán)繞聲音源,使用Bose的CenterPoint模擬環(huán)繞聲技術,也能夠將雙聲道的立體聲音源(如手機、MP3中的各種格式數字音樂)轉化為模擬環(huán)繞聲輸出。同時,Bose還通過頭枕/肩部揚聲器為敞篷車型或車廂內指定座椅提供更強的聲音包裹感。
『通過頭枕/肩部揚聲器可提供更強的聲音包裹感』
3.大信號表現能力:在大響度下不失真,實現原汁原味呈現。
接下來,我們就一起看看Bose這30年來在汽車音響方面積累的各種技術。
● 平定“混亂”,Bose噪音控制技術
Bose主動聲音管理技術
汽車本身在運行中會產生振動和噪音,這些都會直接影響到車內的音響環(huán)境,來自發(fā)動機及路面的振動由發(fā)動機懸置、平衡軸以及懸架系統(tǒng)和車內的座椅等等解決,不過發(fā)動機噪音、風噪和胎噪等噪音仍然會通過各種途徑傳入車內,其中一部分噪音嚴重影響車內聽覺環(huán)境,想要車內擁有好的音響品質,就需要首先搞定那些搗亂的噪音。
Bose的主動聲音管理技術也就是我們所說的主動降噪技術,說到主動降噪,Bose可是這一領域的先行者,20多年前,就是Bose將軍用領域的降噪技術拿到了民用音頻產品上,目前降噪技術已經廣泛使用在Bose的各類降噪耳機上,而主動降噪技術在汽車當中的應用,Bose也同樣是行業(yè)內的先驅之一。
Bose在車輛上使用的主動聲音管理技術主要用來消除發(fā)動機的二次諧波噪音(這類噪音會造成聽覺不適),使發(fā)動機的聲音更安靜平順、并且高轉速時的聲音更加悅耳。(二次諧波噪音的定義)目前英菲尼迪M系列以及凱迪拉克XTS等車型都使用了Bose的主動聲音管理技術。
『英菲尼迪M系列以及凱迪拉克XTS車型都搭載了Bose主動聲音管理技術』
主動聲音管理技術的核心部件是麥克風、功放及車內揚聲器。它通過車廂內特定區(qū)域安裝的麥克風實時收集噪音信號,加上發(fā)動機轉速等信息一并輸入車載功放,功放按照預設算法,使車載揚聲器發(fā)出一個與噪音反相位的波形。與噪音的聲波互相干涉抵消,達到減少噪音的目的。用于車輛的主動聲音管理技術主要用于消除低頻噪音,噪音的頻段通常由廠商指定,以使車輛擁有理想的聲學特征。
可能有人會問,那高頻噪音怎么辦呢?相比于聲音環(huán)境僅限于耳罩內的降噪耳機,車內的空間要大的多,噪音環(huán)境更加復雜,所以如果想要精確的消除較高頻率的噪音,就需要增加麥克風的數量,同時短波長的高頻噪音很容易出現此消彼長的效果,即局部噪音降低、局部噪音增強,因此主動聲音管理技術主要用來處理我們前面所說的二次諧波噪音。
AudioPilot噪音補償技術
『保時捷911 Carrera的音響同樣由Bose定制,具備AudioPilot噪音補償技術』
目前AudioPilot已經發(fā)展到了第二代,如果單憑聽感,大多數人可能認為這一技術不過就是“隨速音量調節(jié)”功能,實際上它的技術要更復雜一些,它在天花板控制面板或方向盤右側這類位置會布置一個麥克風,來采集車內噪音信息,分析噪音各頻段的響度,然后通過功放將被噪音遮蓋或影響的那部分頻率單獨拉高,使音響表現更加均衡。
● 小能見大?局促空間與音響效果的矛盾
由于布滿了管路、機械和電子設備,汽車的結構中的富裕空間可謂“寸土寸金”,能夠留給音響系統(tǒng)的空間如車門、中控臺、車尾等位置也非常局促,同時還要照顧到整車實用性、重量等等方面的要求,盡可能簡單、輕量化。而想要好的音響表現,往往需要更大功率的音響設備、數量更多、更大尺寸的揚聲器等等,這個矛盾要如何化解?
備胎低音箱
備胎低音箱充分利用了備胎倉內的空間,我們在國內的樓蘭、馬自達睿翼轎跑等車型上都已經能見到Bose的備胎低音箱。
『備胎低音炮在日產樓蘭、馬自達睿翼轎跑等車型上都能見到』
這種低音箱的好處是,箱體本身作為共鳴腔,使得雖然只使用了較小尺寸的揚聲器,卻也能達到更大尺寸低音箱的效果,以樓蘭的低音箱為例,低音箱內有兩只低音揚聲器,看起來尺寸小巧,但箱體內部7.7升的密閉空間提供了充足的共鳴空間,使其擁有足夠的響度表現,該音箱還配備一個獨立功放,使得主功放的尺寸和功率都可以更小,減少對安裝空間的需求。
導波管低音箱
Bose的導波管技術(Waveguide)已經廣泛應用于Bose的各類家用音響產品當中,它和前面的低音箱目的一致,都是為了提高低音的響度,不過這一技術進一步利用了有限的空間。其原理與教堂中的管風琴相仿,空氣在導波管內被反復擠壓使聲波被不斷疊加增強,進而發(fā)出的聲音被放大。通過下面的視頻我們可以看到導波管的效果。
在實際產品上,導波管被設計成曲折的蛇形管路以充分利用音箱內的空間,使用更緊湊揚聲器的同時帶來更響亮的音響效果。英菲尼迪的JX車型就在車尾地板下安置了一臺導波管低音箱,內置兩個揚聲器,同樣像備胎低音箱一樣由獨立功放驅動。
新一代釹磁鐵低音揚聲器
傳統(tǒng)揚聲器的磁石都被安置在音盆之后,Bose的新一代釹磁鐵低音揚聲器則將磁石布置在了音盆凹陷的前面,使揚聲器厚度降低到僅有6厘米。厚度上的優(yōu)勢使其更加便于布置,并且降低了濕氣吸收能力,使揚聲器的防水性能得到大幅提升。
50毫米導波管揚聲器
這款小巧的揚聲器與導波管結合使用,僅50毫米的尺寸能夠輕松安裝到車內狹窄的空間中,通過二級磁鐵的設計,使其擁有14毫米的振幅,加上新設計的折環(huán),能夠減少音盆的扭曲,減少失真,并且特殊的設計使其面對大振幅也能有更高的耐用度。
● Bose VideoWave娛樂系統(tǒng) “一臺電視”搞定環(huán)繞家庭影院?
在非汽車音響方面,Bose的音響技術同樣值得我們關注,Bose推出的VideoWave娛樂系統(tǒng)對于傳統(tǒng)的“家庭影院”而言是一種顛覆,因為傳統(tǒng)家庭影院中那些大大小小的各種揚聲器、功放全部消失不見,只需一臺電視,就完成了一個“家庭影院”的布置!難道,一臺電視就能搞定環(huán)繞聲?怎么可能?
學問全在電視機內部,低音炮的工作,交給電視及內部的導波管低音箱來完成,這個不難理解,那么環(huán)繞聲的問題如何解決?這就要依靠Bose PhaseGuide揚聲器技術了。
如果這樣的技術能夠應用到車內,可以預期帶來的結果同樣會是顛覆性的,對于汽車的結構、空間和重量都能夠做出重大的貢獻,不過車內的空間小、環(huán)境復雜、部件數量過多、材質也多種多樣,要把VideoWave娛樂系統(tǒng)移植到車內難度很大,目前來看實現的可能還比較低。
小結:
從30多年老音響的活力依舊到主動降噪和新時代的各種揚聲器技術,Bose讓我們窺見了其實力的一斑,使包括我在內的大多數人了解到“聲音”是多么復雜的一門功課,這也讓我們對開發(fā)和匹配原廠定制音響的過程更感興趣。據說原廠匹配的調音工作就要做上千項測試,讓一輛車的聲音品質把耳朵伺候舒服,究竟是多復雜的一件事?(文/圖 汽車之家 范鑫)
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