基于平板车机的汽车音响系统论文和设计-郑晗

全文摘要

本实用新型涉及汽车音响系统，具体地说是一种基于平板车机的汽车音响系统，包括平板车机、功放、声道扬声器和车门低音炮；平板车机内设置有显示屏、收音和信号处理系统，功放可以设置在车门低音炮内、或扬声器上、或独立功放小盒内，平板车机和功放的连接通过蓝牙等无线连接或通过铜线缆、光纤和同轴等实现有线连接，车门低音炮内置主动低音扬声器和被动低音扬声器，其箱体由前箱体、后箱体和拐脖喉管组成。本实用新型使汽车音响取消了笨重的铁盒车机，缩小了占用空间，简洁，成本大幅度降低，时尚科技感更强。

主设计要求

1.一种基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：包括分别安装在汽车内的平板车机(1)、功放(2)及声道扬声器(3)，其中功放(2)、声道扬声器(3)均相对于平板车机(1)独立布置，该平板车机(1)内设置有平板显示屏、收音及信号处理系统，所述功放(2)分别与平板车机(1)及声道扬声器(3)相连接，该声道扬声器(3)为至少一只扬声器单元。

设计方案

2.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述平板车机(1)与功放(2)之间为无线连接或有线连接，该无线连接为蓝牙或wifi连接。

3.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述汽车内的汽车仪表中控区设置有供平板车机(1)摆放的底座；或者，所述平板车机(1)可移动地摆放在汽车内部，并且可带离车内作为平板电脑使用。

4.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述功放(2)安装在独立的功放盒(10)内，该功放盒(10)安装在汽车上。

5.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述功放(2)设置在任一只声道扬声器(3)的扬声器单元盆架或护边上，或至少一个所述声道扬声器(3)设置在音箱箱体内，所述功放(2)安装于该音箱箱体内。

6.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述汽车音响系统还包括车门低音炮(4)，所述功放(2)设置在该车门低音炮(4)内，该功放(2)的低音炮功率输出连接所述车门低音炮(4)，另外的各声道输出分别连接各所述声道扬声器(3)。

7.根据权利要求6所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述车门低音炮(4)具有单腔体密闭箱体，该单腔体密闭箱体内设置有主动低音扬声器(8)和被动低音扬声器(9)，所述主动低音扬声器(8)为一个或两个低音扬声器单元，该主动低音扬声器(8)设置在车门低音炮(4)的箱体的一个箱壁上；所述被动低音扬声器(9)为一个或一对，设置在车门低音炮(4)的箱体上，且所述被动低音扬声器(9)的安装平面与主动低音扬声器(8)的安装平面共面或平行，当所述被动低音扬声器(9)为一对时，前、后对应设置。

8.根据权利要求7所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述车门低音炮(4)包括前箱体(5)、后箱体(6)、拐脖喉管(7)、主动低音扬声器(8)及被动低音扬声器(9)，其中前箱体(5)及后箱体(6)均为独立的密闭箱体，该前箱体(5)与后箱体(6)之间通过所述拐脖喉管(7)相连通，实现声气流的导通，该拐脖喉管(7)与所述前箱体(5)连通的部位和拐脖喉管(7)与所述后箱体(6)连通的部位相倾斜，即所述拐脖喉管(7)与前箱体(5)连通的部位和拐脖喉管(7)与后箱体(6)连通的部位之间的拐脖喉管(7)上具有拐弯的部位；所述前箱体(5)内容置有主动低音扬声器(8)，该主动低音扬声器(8)安装在所述前箱体(5)的前箱壁上；所述后箱体(6)内容置有被动低音扬声器(9)，该被动低音扬声器(9)为一只或一对，当所述被动低音扬声器(9)为一只时，安装在所述后箱体(6)的前箱壁或后箱壁上，当所述被动低音扬声器(9)为一对时前后对应，其中一只安装在所述后箱体(6)的箱壁上，另一只安装在所述后箱体(6)的箱壁上或安装在所述前箱体(5)的箱壁上。

9.根据权利要求7所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述功放(2)安装在前箱体(5)或后箱体(6)内。

10.根据权利要求1所述基于平板车机的汽车音响系统，其特征在于：所述功放(2)采用集成功放电路，且为D类数字功放芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车音响系统，具体地说是一种基于平板车机的汽车音响系统。

背景技术

随着科技进步，汽车车联网和汽车电子技术日新月异，人们对汽车音响系统的要求越来越高，不仅要时尚，还要现代科技感强，方便易用，还要成本低。而当前的汽车音响系统是已经沿用了50年的老技术，急需创新和改进。目前已有的汽车音响技术有如下两种方案：

方案一，一体铁盒车机+四声道扬声器式；如图1所示，这种方式占当前汽车前装市场的80％。这个一体车机设置在汽车仪表中控部位，内置显示屏和信号处理系统以及功放，上述全部都设置在一个铁盒里。一体车机前面显示屏和操作部分的尺寸为：220mm宽×130mm高×24mm厚，和其连为一体的铁盒尺寸为：175mm宽×50mm～100mm高×155mm深。在铁盒内设置有收音系统，即AM和FM收音机系统；还设置有信号处理系统，包括DSP(数字信号处理)和EQ及各种音源接口如AUX，蓝牙和USB、CD等的音频信号控制管理系统。另外，音频功放也设置在这个铁盒里。显示屏、收音及信号处理系统及功放之间均通过铜线缆或PCB上的铜箔连接。四声道扬声器为前左、右声道扬声器和后左、右声道扬声器。由功放输出的前左、右和后左、右四声道音频功率分别驱动这前左、右和后左、右声道扬声器，功放和这四声道扬声器通过铜线缆连接。

方案二，独立显示屏+铁盒车机+四声道扬声器式；如图2所示，该方案和方案一的区别在于：显示屏从铁盒车机分离出来，成为单独的一件，以便于车内摆放和适用于大尺寸显示屏，增加科技感和豪华感。此独立的显示屏用铜线缆与铁盒车机内的收音及信号处理系统连接。其余均与方案一相同。

以上现有技术均采用铁盒车机和铁盒独立功放方案，成本高，占用空间大，使用各种材料多，且使用不方便，科技感、时尚感差。

实用新型内容

为了解决现有汽车音响的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于平板车机的汽车音响系统。该汽车音响系统在物理上包括平板显示器和声道扬声器两部件。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括分别安装在汽车内的平板车机、功放及声道扬声器，其中功放、声道扬声器均相对于平板车机独立布置，该平板车机内设置有平板显示屏、收音及信号处理系统，所述功放分别与平板车机及声道扬声器相连接，该声道扬声器为至少一只扬声器单元；

其中：所述平板车机与功放之间为无线连接或有线连接，该无线连接为蓝牙或wifi连接；

所述汽车内的汽车仪表中控区设置有供平板车机摆放的底座；或者，所述平板车机可移动地摆放在汽车内部，并且可带离车内作为平板电脑使用；

所述功放安装在独立的功放盒内，该功放盒安装在汽车上；

所述功放设置在任一只声道扬声器的扬声器单元盆架或护边上，或至少一个所述声道扬声器设置在音箱箱体内，所述功放安装于该音箱箱体内；

所述汽车音响系统还包括车门低音炮，所述功放设置在该车门低音炮内，该功放的低音炮功率输出连接所述车门低音炮，另外的各声道输出分别连接各所述声道扬声器；

所述车门低音炮具有单腔体密闭箱体，该单腔体密闭箱体内设置有主动低音扬声器和被动低音扬声器，所述主动低音扬声器为一个或两个低音扬声器单元，该主动低音扬声器设置在车门低音炮的箱体的一个箱壁上；所述被动低音扬声器为一个或一对，设置在车门低音炮的箱体上，且所述被动低音扬声器的安装平面与主动低音扬声器的安装平面共面或平行，当所述被动低音扬声器为一对时，前、后对应设置；

所述车门低音炮包括前箱体、后箱体、拐脖喉管、主动低音扬声器及被动低音扬声器，其中前箱体及后箱体均为独立的密闭箱体，该前箱体与后箱体之间通过所述拐脖喉管相连通，实现声气流的导通，该拐脖喉管与所述前箱体连通的部位和拐脖喉管与所述后箱体连通的部位相倾斜，即所述拐脖喉管与前箱体连通的部位和拐脖喉管与后箱体连通的部位之间的拐脖喉管上具有拐弯的部位；所述前箱体内容置有主动低音扬声器，该主动低音扬声器安装在所述前箱体的前箱壁上；所述后箱体内容置有被动低音扬声器，该被动低音扬声器为一只或一对，当所述被动低音扬声器为一只时，安装在所述后箱体的前箱壁或后箱壁上，当所述被动低音扬声器为一对时前后对应，其中一只安装在所述后箱体的箱壁上，另一只安装在所述后箱体的箱壁上或安装在所述前箱体的箱壁上；

所述功放安装在前箱体或后箱体内；

所述功放采用集成功放电路，且为D类数字功放芯片。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型的汽车音响系统物理上只有平板车机和扬声器两部分，非常简洁，应用和开发只在平板车机上进行，能更好适用于车联网及4G、5G的开发与应用。

2.本实用新型的平板车机外观形态就像是一个平板电脑，更具科技感和豪华感，更时尚。

3.本实用新型的平板车机可以在车内任意位置摆放，方便易用。

4.本实用新型设置有车门低音炮，其体积小，仅1.3升，低音效果好，成本低，且将带此车门低音炮的4.1家庭影院设置在经济类汽车内，音质大幅度提升，达到高端车的音质。

5.本实用新型的成本大幅度降低，更容易生产制造。

6.本实用新型消耗各种金属材料大幅度降低，成本降低，工艺简化，绿色环保。

7.本实用新型的汽车音响系统占用物理空间小，有益于扩大车内可用空间。

8.本实用新型的音响系统重量轻，比传统汽车音响系统降低90％重量，更有利于新能源汽车。

9.本实用新型采用D类数字功放，转换效率高达90％，降低汽车音响功耗70％，应用于新能源汽车更有优势。

10.本实用新型的平板车机就是一个移动平板电脑，车主可以带离汽车而在家里、办公室等使用，做到一机多用。

11.本实用新型的功放从大铁盒车机中分离出来，EMC性能更好，大大减少了相互电磁干扰。

附图说明

图1为现有技术中第一种汽车音响的结构原理图；

图2为现有技术中第二种汽车音响的结构原理图；

图3A为本实用新型实施例一的结构原理图；

图3B为本实用新型实施例一中车门低音炮的一种结构剖视图；

图3C为本实用新型实施例一中车门低音炮的一种立体结构剖视图；

图3D为本实用新型实施例一中车门低音炮的另一种结构剖视图；

图3E为本实用新型实施例一中车门低音炮的另一种立体结构剖视图；

图3F为本实用新型实施例一中车门低音炮的再一种结构剖视图；

图3G为本实用新型实施例一中车门低音炮的再一种立体结构剖视图；

图4为本实用新型实施例二的结构原理图；

图5A为本实用新型实施例三的结构原理图；

图5B为本实用新型实施例三中功放与声道扬声器的立体结构示意图；

图5C为本实用新型实施例三中功放与声道扬声器的立体结构剖视图；

图6A为本实用新型实施例四的结构原理图；

图6B为本实用新型实施例四中功放安装在音箱箱体内的立体结构示意图；

图6C为本实用新型实施例四中功放安装在音箱箱体内的立体结构剖视图；

其中：1为平板车机，2为功放，3为声道扬声器，4为车门低音炮，5为前箱体，6为后箱体，7为拐脖喉管，8为主动低音扬声器，9为被动低音扬声器，10为功放盒，11为音箱箱体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

本实用新型包括分别安装在汽车内的平板车机1、功放2、声道扬声器3及车门低音炮4，其中功放2、声道扬声器3均相对于平板车机1独立布置。平板车机1内设置有平板显示屏、收音及信号处理系统，功放2分别与平板车机1及声道扬声器3相连接，该声道扬声器3为至少一只扬声器单元。功放2内由音频功放集成电路组成，且为D类数字功放芯片；功放2设置在声道扬声器3的一只扬声器单元盆架及护边上，或设置在一只扬声器单元的音箱箱体内，或设置在车门低音炮4内。平板车机1和功放2通过有线(铜线缆、数字光纤、数字同轴等)或无线(蓝牙、Wifi等)实现连接；功放2通过铜线缆与声道扬声器3及车门低音炮4实现连接。声道扬声器3为前左、右和后左、右声道扬声器，它们分别设置在四个车门，或左、右A柱或前仪表台左、右两端、或后窗平台左、右两端。

本实用新型还包括车门低音炮4及由其组成的4.1或5.1家庭影院系统。车门低音炮4包括前箱体5、后箱体6、拐脖喉管7、主动低音扬声器8及被动低音扬声器9，前箱体5及后箱体6均为独立的密闭箱体，该前箱体5与后箱体6之间通过拐脖喉管7相连通，实现声气流的导通，该拐脖喉管7与前箱体5连通的部位和拐脖喉管7与后箱体6连通的部位相倾斜，即拐脖喉管7与前箱体5连通的部位和拐脖喉管7与后箱体6连通的部位之间的拐脖喉管7上具有拐弯的部位。前箱体5内容置有主动低音扬声器8，该主动低音扬声器8安装在前箱体5的前箱壁上；后箱体6内容置有被动低音扬声器9，该被动低音扬声器9为一只或一对，当被动低音扬声器9为一只时，安装在后箱体6的前箱壁或后箱壁上，当被动低音扬声器9为一对时前后对应，其中一只安装在后箱体6的箱壁上，另一只安装在后箱体6的箱壁上或安装在前箱体5的箱壁上。车门低音炮4为一～四个，分别设置在四个车门的下部。

实施例一

如图3A～3G所示，本实施例的平板车机1的外观形态就像一个平板电脑，厚度很薄。这个平板车机1内设置有显示屏，收音及信号处理系统，显示屏尺寸可以根据成本及客户要求，可以大些也可以小些，本实施例用的是7吋的显示屏，平板车机1的厚度为12mm；收音及信号处理系统包括AM、FM收音机及AUX，USB，蓝牙等音源信号的管理与控制，及对4G、5G和导航进行管理和控制，同时对音频信号进一步完成DSP和EQ调音处理，以使播放的音频信号更完美，更好听。本实施例采用恩智浦(NXP)公司的车用专门芯片。整个平板车机1总设计外观和原理图，然后设计PCB板及用SMT(表面贴)完成PCB板的元器件焊接，经初步功能检测后装入带显示屏的平板车机1的壳体内，总之其全部研制生产工艺及流程同平板电脑是一样的。

功放2为音频功率放大器，其是基于功放集成电路来设计和制造的。先设计原理图，然后进行PCB布线设计，最后用SMT(表面贴)完成PCB板的焊接。功放2可以用A\/B类功放，也可以用D类数字功放。本实施例用的D类数字功放，具体是使用了美国TI公司的一片TPA3116和二片TPA3110。本实施例的功放2设置在车门低音炮4的箱体内。

车门低音炮4的箱体可以是一个单腔体密闭箱体，也可以由前箱体5、后箱体6和拐脖喉管7组成，本实施例箱体容积和为1.3升左右，前箱体5和后箱体6均为密闭箱体，它们通过拐脖喉管7实现气流连通。本实施例主动低音扬声器8为一只3.5吋低音扬声器，其设置在前箱体5的前箱壁上；被动低音扬声器9为一只或一对，它们分别设置在前箱体5及后箱体6的箱壁上；当为一对时，要前后对应设置。这一对被动低音扬声器9可以对应设置在后箱体6的前、后箱壁上；或一只设置在前箱体5的前箱壁上，另一只对应设置在后箱体6的箱壁上；或当为一只时，最好设置在后箱体6的前箱壁上。车门低音炮4可以设置在四个车门的下部，本实施例设置在前右车门下部。功放2的输出可以是4.0，即前左、右和后左、右4声道输出，也可以是4.1，即前左、右和后左、右4声道输出加1路低音炮声道输出；或5.1，即再加1路中置声道输出。本实施例为4.1声道，即在车门低音炮4箱体内的功放2输出1路低音炮功率用铜电线就近连接主动低音扬声器8，功放2输出的前左、右和后左、右4声道用铜电线从车门低音炮4内穿过箱壁分别连接到声道扬声器3的前左、右和后左、右声道扬声器。本实施例声道扬声器3的前左、右和后左、右声道扬声器单元均为1.5吋全频扬声器单元。这四只扬声器单元分别设置于四个车门上部，或左、右A柱或前仪表台左、右两端，或后窗平台左、右两端。位置要尽量靠上，接近乘员的耳朵平面。

如图3B、图3C所示，为一种结构的车门低音炮4；该车门低音炮4呈“h”形，前箱体5呈为一个圆柱形箱体，后箱体6外形是部分圆柱形，其半径小于或等于前箱体5的半径。拐脖喉管7是一个通透的管子，用以连接前箱体5和后箱体6；这样一方面充分增加容积，另一方面保证整个低音炮箱体的强度；本实施例的是一个半月形管子，即本实施例的拐脖喉管7与前箱体5连通的一端为直管，与后箱体6连通的另一端的轴向截面为斜面。主动低音扬声器8为一只，安装在前箱体5的前箱壁上；被动低音扬声器9为一对，前后对应地设置在后箱体6的前、后箱壁上。

如图3D、图3E所示，为另一种结构的车门低音炮4；此种结构中的拐脖喉管7与前箱体5连通的一端的内径要大于上一种结构；再有，此种结构中的拐脖喉管7与后箱体6连通的另一端的轴向截面为向内凹的弧面。主动低音扬声器8为一只，安装在前箱体5的前箱壁上；被动低音扬声器9为一对，其中一只安装在前箱体5的前箱壁上，另一只安装在后箱体6的后箱壁上。

如图3F、图3G，为再一种结构的车门低音炮4；此种结构中的拐脖喉管7与前箱体5连通的一端的内径与第一种结构相同，主动低音扬声器8为一只，安装在前箱体5的前箱壁上；被动低音扬声器9为一只，安装在后箱体6的前箱壁上，并与主动低音扬声器8前后对应。

平板车机1与功放2的连接可以是有线的(如铜线缆、数字光纤、数字同轴等)，也可以是无线的(如蓝牙、Wifi等)。本实施例是无线方式，具体用的是蓝牙方案。

实施例二

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的功放2设置于独立的功放盒10内，功放2是一块43mm长×86mm宽×20mm高的PCB板，独立的功放盒10的外尺寸为50mm长×92mm宽×30mm高的盒体，这个独立的功放盒10可以用塑料制作，也可以用金属如铁制作；本实施例用开模注塑方法制作。另外，本实施例的功放2为四声道输出，即前左、右和后左、右四声道输出，它们分别用铜线缆连接声道扬声器3的相应前左、右和后左、右四声道扬声器。本实施例前左、右和后左、右扬声器均为6.5吋低音扬声器，它们分别设置在四个车门的下部，为了改进高音音质，前左、右声道各加一只高音扬声器，这两只高音扬声器分别设置在前左、右车门上部，或左、右A柱或前仪表台左、右两端。当然还可以再增加两只高音扬声器，这两只高音扬声器由后左、右声道驱动，分别设置在后左、右车门或后窗平台两端。其余均与实施例一相同。

实施例三

如图5A～5C所示，本实施例与实施例二的区别在于：本实施例的平板车机1与功放2的连接为无线连接，即蓝牙连接，本实施例的功放2设置在声道扬声器3的其中一只扬声器单元的盆架及护板上，本实施例的功放2设置在前左车门下部的6.5吋扬声器上。其余均和实施例二相同。

实施例四

如图5A～5C所示，本实施例与实施例三的区别在于：本实施例的平板车机1与功放2为有线连接，具体地说是数字光纤连接。声道扬声器3的前左、右和后左、右扬声器单元均安装在音箱箱体内，功放2就设置在其中一个音箱箱体内；本实施例功放2设置在前左车门的6.5吋扬声器的音箱箱体内。其余均和实施例三相同。

本实用新型的工作原理为：

当汽车的平板车机1工作时，其收音(AM和FM)机系统工作，并获得收音音频信号，4G、5G的移动互联网工作，从网上获得音频信号；另外，从AUX，USB等也获得音频信号。以上这些音频信号在平板车机1内被进行管理和进行DSP、EQ处理，处理完成后的音频信号经无线(如蓝牙)或有线(如铜线缆、数字光纤和数字同轴等)传输给设置在车门低音炮4或独立的功放盒10等功放2，功放2将此音频信号完成功放输出音频功率驱动前左、右和后左、右声道的扬声器和车门低音炮4，从而完成低、中、高音的电声转换。实现全部的汽车音响系统功能。

本实用新型摒弃了笨重的大铁盒车机，使全部汽车音响系统大大简洁，从而大幅度降低汽车音响系统成本，并使汽车音响音质大幅度提升，降低材料消耗，减少了占用车内空间，更有利于基于4G、5G的车联网的开发和应用，更加易用，时尚，富有现代科技感。

设计图

基于平板车机的汽车音响系统论文和设计

基于平板车机的汽车音响系统论文和设计-郑晗

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢