汽車音響系統(tǒng)無聲問題排查及設(shè)計(jì)改進(jìn)

王敏　楊漢飛　覃川　羅逍　姜洪亮　劉勝俊

摘 要：結(jié)合某些車型音響系統(tǒng)無聲的問題，排查并確認(rèn)問題發(fā)生根本原因，根據(jù)音響系統(tǒng)的工作原理，提出優(yōu)化改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：音響系統(tǒng)

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 故障現(xiàn)象

公司某些車型的在啟動后偶發(fā)音響系統(tǒng)無聲音，此時對車機(jī)進(jìn)行音量調(diào)節(jié)，或者調(diào)節(jié)音量，音響系統(tǒng)仍然無聲，造成了音響系統(tǒng)功能的失效，用戶對此抱怨強(qiáng)烈。

2 音響系統(tǒng)工作原理

2.1 音響系統(tǒng)介紹

音響系統(tǒng)包括：主機(jī)、功放模塊、重低音揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器組成。音響系統(tǒng)的框架如圖1所示。

2.2 功放模塊工作原理介紹

功放模塊是連接車機(jī)與揚(yáng)聲器的關(guān)鍵模塊，處于整車啟動電池電壓跌落和功放的保護(hù)設(shè)計(jì)，以及整車啟動過程中的pop音消除等的考慮。車機(jī)在不同電壓值下的工作原理如下。

2.2.1 蓄電池電壓與工作情況

蓄電池電壓在9-16V之間，功放使能狀態(tài)為Power ON，低于9V或者高于16V，功放將不使能，如下圖2。

2.2.2 ACC電壓與工作情況

ACC 電壓7V-16V時，將會使能功放Power ON，低于6.5V將會使功放Power OFF，如果ACC 電壓高于16V產(chǎn)品將會進(jìn)入MUTE 狀態(tài)，如下圖3。

2.2.3 車機(jī)對功放的MUTE電壓值

車機(jī)可以通過MUTE硬線實(shí)現(xiàn)功放的MUTE和UNMUTE控制功能，MUTE電位高于或者等于1.6V，功放將輸出信號，MUTE 電位低于1.5V，功放將停止信號輸出，當(dāng)MUTE 點(diǎn)位在大于1.6 到小于等于1.5V 之間時，跟隨之前狀態(tài);關(guān)于MUTE 的電壓要求需符合下圖4。

綜上：音響系統(tǒng)正常工作在必須滿足如上的3點(diǎn)。

3 故障排查

調(diào)查同款車型的其他車輛，在不同時間、地點(diǎn)，啟動車輛后音響系統(tǒng)仍然存在偶發(fā)無聲的問題。音響系統(tǒng)無聲，可能原因有如下三種：

1）線束問題

2）車機(jī)問題

3）功放問題

3.1 線束問題排查

音響系統(tǒng)無聲的線束問題排查，可以直接排查功放處蓄電池電壓，ACC電壓，以及MUTE電壓和功放到揚(yáng)聲器的輸出電壓值[1]，音響系統(tǒng)的原理圖如圖5所示。

在故障發(fā)生時，使用萬用表測量電壓如下表1，功放的輸入和輸出電壓均符合設(shè)計(jì)狀態(tài)，故非線束原因。

3.2 車機(jī)排查

在故障車的車機(jī)到功放之間單獨(dú)外接一個揚(yáng)聲器[2]，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)揚(yáng)聲器可正常工作。

但是測試在發(fā)生故障的車輛的功放的ACC電壓時發(fā)現(xiàn)，ACC電壓值恢復(fù)的較BAT電壓快，如果BAT電壓恢復(fù)的比ACC電壓快時，就不會出現(xiàn)無聲問題，且車機(jī)在整車啟動瞬間給到功放的電壓波動情況與整車蓄電池波動情況不符，故初步判斷車機(jī)輸出電壓有問題。

3.3 功放排查

將故障車啟動后，在故障發(fā)生時，重新插拔功放，發(fā)現(xiàn)音響系統(tǒng)聲音輸出正常，即故障消失。重新多次啟動車輛，音響系統(tǒng)無聲問題仍然偶發(fā)，且測試功放的電子元器件均正常，故初步判斷功放軟件在設(shè)計(jì)的時候軟件對于整車啟動瞬間蓄電池低落和車機(jī)輸入的電壓不同步變化導(dǎo)致。

4 原因分析

經(jīng)過實(shí)車排查分析，鎖定問題為功放判斷邏輯和車機(jī)輸出電壓與整車電壓不一致問題導(dǎo)致。當(dāng)蓄電池電壓小于9V，ACC電大于7V時，功放進(jìn)入電池保護(hù)程序，且當(dāng)蓄電池電壓恢復(fù)到14.4V時，功放軟件一直處于電池保護(hù)程序中，故出現(xiàn)音響系統(tǒng)無聲的故障。

5 改進(jìn)方案

基于以上理論結(jié)合實(shí)際分析，改進(jìn)方案需要功放和車機(jī)展開。

5.1 修改功放的邏輯

1）補(bǔ)充如下判斷：出現(xiàn)BAT電壓小于9V和ACC電壓大于7V的情況，也能正常工作。

2）增加BAT和ACC的電壓實(shí)時監(jiān)測機(jī)制，如果監(jiān)測到BAT和ACC電壓都符合工作電壓要求，即進(jìn)行聲音輸出。

5.2 車機(jī)在電壓跌落的時候，增加200ms的延遲，保證BAT電壓恢復(fù)14V時，ACC也恢復(fù)到14V。

更改后的軟件經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，音響系統(tǒng)無聲的問題徹底解決。

6 總結(jié)

本文的音響系統(tǒng)無聲問題為車機(jī)與功放之間匹配設(shè)計(jì)不明確，以及功放軟件設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致，根據(jù)整車啟動過程中電池跌落的分析，需要進(jìn)行車機(jī)和功放的軟件邏輯優(yōu)化，徹底消除揚(yáng)聲器無聲的問題，通過該案例，可以積累一些解決音響系統(tǒng)無聲問題的解決思路和功放的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳興.汽車揚(yáng)聲器異音問題排查及設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].汽車電器，1003-8639（2018）03-0045-03.

[2]祝仰寬.揚(yáng)聲器異音故障檢測方法[D].天津：天津科技大學(xué)，2016.