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剖析奥迪A8L多媒体交互系统MMI
来源:本站整理  作者:佚名  2013-10-11 08:26:42

    4. DVD换碟机R161
    如图84所示为DVD换碟机R161,其特点有:可放置6张CD或DVD;可播放音频和视频文件;通过FBAS线来传输图像信号;诊断地址码为0E;在元件保护工作时,播放的中断以秒计;安装在杂物箱。
 DVD换碟机R161

    5.后座娱乐系统(RSE)
    如图85所示为后座娱乐系统,如图86所示为后座娱乐系统的区域结构示意图。
后座娱乐系统由下列部件组成:
后座娱乐系统(RSE)
后座娱乐系统的区域结构

    1)信息电子控制单元2 (J829) 。安装在后座中央扶手的后面,内置60GB硬盘(其中20GB用于点唱机,40GB用于导航数据),两个SD卡读取器,DVD单碟光驱,奥迪音乐接口(AMI)。如图87所示,J829连接在MOST总线上,其诊断码为7F-信息电子装置2。前部主控制单元(J794)和后部主控制单元(J829)必须安装相同版本的软件。
信息电子控制单元2(J829)
 

    2)两个10in显示屏(多媒体系统显示单元Y22和Y23)。
    3)多媒体系统操纵单元2(E499)。如图88所示,公共按钮有旋按调节器、四个控制按钮(软键)和BACK键盘;分离按钮有:带开关键的音量调节器、两个箭头键、控制键(MENU、RA-DIO、MEDIA)。
    4)两个无绳耳机。
多媒体系统操纵单元2(E499)

    6.音响系统
    奥迪A8L多媒体交互系统MMI的音响系统有三种选装配置,如图89、图90和图91所示分别为标准音响系统、Bose环绕音响系统和Bang&Olufsen高级音响系统。所有的顶级音响系统都具有外部放大器,扬声器的总数取决于不同的配置。顶级和高级音响系统的全部诊断功能都通过地址码“47 ”调用。
标准音响系统
Bose环绕音响系统
Bang&Olufsen高级音响系统

    以Bang&Olufsen高级音响系统为例,Bang&Olufsen是一家生产高级娱乐电子装置的丹麦制造商。轿车对音响系统有着特别的要求,音响系统的音质始终是最受人们关注的焦点。车内的听众们并不坐在由扬声器组成的整体声音场的中心位置,每个人的座位与扬声器之间的距离各不相同。因此,各个扬声器的位置应根据乘客在车厢的相应位置的需求预先确定。另外,车身和内饰的制作材料也会对音响系统的质量产生影响。

    奥迪A8L上的Bang&Olufsen高级音响系统总共包括19个扬声器。这些扬声器由2只放大器及19个输出声道控制。放大器的总功率为1400W。如图3-91所示,扬声器的具体布置为:前部仪表台左右两侧各有一个高音扬声器,仪表台中部是一个中音扬声器和一个高音扬声器;左右前车门各装有一个中音扬声器和一个低音扬声器;左右后车门也各装有一个中音扬声器和一个低音扬声器;左右两侧B柱各有一个高音扬声器;后风窗台板左右各有一个中音扬声器和一个高音扬声器,中间是一个超重低音扬声器。

    如图92所示,仪表台左右两侧的高音扬声器在打开MMI多媒体界面时,会起动一个电动机,把这对扬声器移出。其移出位置由一个集成式霍尔传感器进行监控。由一个内置的蜗轮装置将电动机的高速转动转换为速度较低的曲柄转动,然后再通过一个连杆机构转换为高音扬声器的直线运动。如果高音扬声器移出时所需的驱动载荷过高,例如扬声器被人为按住,连杆则会与曲柄驱动机构脱开,曲柄上的滚子沿开槽连杆滑动,从而防止了蜗轮传动机构出现机械损坏。如果通过MMI将这对高音扬声器完全收回,则连杆会在收回过程中重新与曲柄接合,以便在下一次操作时仍然可以完全移动。
仪表台左右两侧的高音扬声器移出机构工作原理

    如图93所示,在高音扬声器上安装有一个声学透镜,此透镜可以优化声音在车内的播放效果。通过声学透镜,车内定向反射的声音可以达到最佳效果。透镜形状专为均衡分配水平方向声音而设计,这种设计比使用风窗玻璃作为声音反射器的传统系统具有更佳的声音效果。
仪表台左右两侧的高音扬声器声学透镜工作原理

    所有中音扬声器、低音扬声器和重低音扬声器都制作成集成式扬声器系统。所有扬声器的外壳都经过了优化设计以减少振动,从而避免由于车身和车内饰板振动所引发的不良影响,使得音质听起来更清晰、更浑厚。因为车身外壳不再同时兼任扬声器外壳的角色,从车内向外的噪声辐射被降到了最低程度。但是与非集成式系统相比,扬声器的壳内容积较小,因此需要更大的功率,才能使各个扬声器获得与原来相同的声压级。
    如图94所示为数字音响包控制单元(J525),它包含一个音频放大器,此放大器带有一个效率很高的数字信号处理器(DSP)。放大器将来自MOST总线的数字立体声信号转换为多个声道,并由此控制14个扬声器和数字音响包控制单元2(J787)。此外,用DSP数码声场处理系统可将音频信号与奥迪AR的独特音质特性相匹配。
数字音响包控制单元(J525)

    如图95所示,不同音频源,例如收音机、CD, DAB等,在播放音乐或语言节目时,其声音大小也不同。这主要是因为不同的广播电台播放的音量不同或音频CD录制的声音大小不同。放大器中的数字信号处理器识别音量并调整所有的播放源。因此,在切换时,例如从收音机切换成CD,不会使听众产生音量改变的感觉。

    与建筑物内专门设计的空间不同,汽车的内部空间受到各种限制,其声学特性可能无法达到最理想状态。如图96所示,为使车内空间产生尽可能好的声音效果,可使用数字信号处理器进行频率响应校正,即数字化调整低音、中音和高音,被车内空间扩大了的声音频率可通过放大器减弱,被车内空间减弱了的声音频率可通过放大器增强。此外,数字信号处理器还兼有分频器的功能,各个扬声器只会接收到适合于本设备播放的声音信号。高音扬声器只能获得高频率声音信号,因为低频率产生的巨大能量会损坏高音扬声器线圈。低音扬声器只能获得低频率声音信号,因为质量相对较大的扬声器线圈频率很慢,无法传输高频信号。因此,听众将可以在车内享受到从极低到极高整个频率范围内的均衡听觉体验。在MMI中,低音和高音的校正也采用数字化方式,并且对于收音机或电视、CD、DAB数字广播),还要在放大器中进行附加校正。织物和皮革等车内装备有不同的声学特性,为使扬声器信号与车内环境达到最佳匹配的状态,可以借助诊断测试仪在更大的配置范围内选择车内材料。
数字信号处理器的频率响应校正

    Bang&Olufsen音响系统按位置校正音量,车内听众并不坐在声音场的中心位置(图97) 他们与左右两侧的扬声器之间保持着不同的距离。如图98所示,为弥补声音从各个扬声器到达听众耳朵的不同距离,每一个扬声器都需要在数字信号处理器中进行音量校正。MMI中的音量左右均衡和音量前后均衡的调节也要在放大器中以数字化方式进行。


数字信号处理器音量校正

    车辆在行驶时,发动机、轮胎和风噪等因素都会形成干扰噪声,从而对音响收听效果造成不良影响。为补偿这些影响,在行驶时系统将对车速(通过MOST总线)、空调鼓风机转速(通过MOST总线)和干扰噪声(通过车顶模块中的一个微型测量话筒)等不同的参数进行监测,这些参数值被用于校正音量和频率响应。在环境噪声较大时,人耳对音量较低的声音的感知能力将会低于音量较高的声音。为了达到平衡,当车速升高时,较低音量音乐的升高幅度将大于音量较高的音乐。这样才会让听众感觉到音响系统播放的所有声音在任何车速下都是恒定的。为了均衡每个人的听音习惯,可以在MMI中的音质菜单中对音量均衡进行无级调整。汽油和柴油发动机具有不同的声音特性。为将音量均衡与汽车达到最佳匹配的状态,可在诊断测试仪中按照发动机类型进行编码。同样,在编码中可选择左置转向盘或右置转向盘,还有短轴距或长轴距。

    如图99所示,Bang&Olufsen音响系统的每个扬声器均需进行播放时间校正。这种校正补偿了声音从各个扬声器到达听众耳朵的不同距离所带来的影响,并形成“环绕声”。它可以让听众有一种仿佛置身于音乐厅中央舞台前的感觉。通过MMI中的音场定位选项,可以将音响效果结构调整为:所有空间、驾驶人、前排和后排。通过这些MMI设置,数码声场处理系统的校正将会与相应的听众位置相匹配。校正内容包括对扬声器信号播放时间及音量的调节。在所有设置中,音频信号都会以环绕声输出。
播放时间校正

    为了产生三维音响效果,数字信号处理器使各个扬声器的信号相互之间具有一定的延迟。环绕声强度可以在MMI中进行设置。如果将环绕声强度调整到最低,则音频信号会以纯立体声播放,即没有任何延迟。环绕声强度越大,三维音效就越强。这主要取决于前、后扬声器输出信号之间的延迟所带来的环绕效果,各个扬声器信号的音量保持不变。因此,环绕声强度不影响音量前后均衡设置。
    导航信息通报期间,数字信号处理器可以将通报和音频源,例如CD的声音混合播放。在MMI的菜单项“娱乐系统音量”中,可以对导航通报期间的音频源音量进行调整。
    放大器将声音信号放大并传送至高音扬声器、中央扬声器、中音扬声器和环绕声扬声器。低音扬声器和重低音扬声器所接收到的信号则是未经放大的,并且以模拟形式传输至数字音响包控制单元2。这些未经放大的信号被处理成无质量差分信号,从而最大限度保护信号不受外界干扰。

    如图100所示,数字音响包控制单元2(J787)是一个采用Class D技术的放大器。通过这种技术可以在低耗电的同时使放大器具有高输出功率。放大器效率约为95%,消耗的能量中只有约5%转化成为了热量。由于产生热量被降至最少,因此放大器的高功率不会影响汽车电源管理的效率。放大器外壳也不需要任何散热片,放大器的废热只通过封闭的铝合金壳体散出。在放大器电路板上安有一个小型风扇,它可以使空气在放大器中循环,从而通过整个外壳向外散热。
数字音响

    数字音响包控制单元2(J787)的作用如同一个数字放大器。在模拟放大器中,输入信号被晶体管按照输入电压进行放大。晶体管此时相当于一个调节阀,如果阀门开启一半,则向扬声器输送的电压也只有一半。电压在阀门上会损失一小部分,即一小部分功率(=电压降低×电流),会转化为热量。因此,大功率的模拟放大器必须匹配大尺寸的散热器,从而造成放大器的尺寸大、重量高。此外,较高的功率损耗还会对电源管理产生不良影响。因此,Class D放大器便成为了一种根本有效的解决方法。与模拟放大器不同,数字放大器上的晶体管不作为调节阀,而是作为开关使用。当开关打开后,全部功率都传递给扬声器。当开关关闭时,由于没有电流流过,因此放大器中也就不会发生任何功率损耗。放大器可以将模拟输入信号转换为脉宽调制信号(PWM信号),此时,模拟信号转化为一种脉冲电流矩形信号序列。这种脉冲电流的频率比最高音调的频率还要高出很多,典型的是脉冲处在千赫范围内。这种PWM信号经放大后,可以提供人们所需要的输出功率,随后用线圈和电容器中的低通滤波器将放大过的信号转换回正弦信号,以便生成所需的放大模拟信号并传送给扬声器。一个电容器内置在放大器之中,’被当成蓄能器使用,确保即使传递需要高电流的短低音脉冲时也不会给车载电网造成过大的负担。由于采用PWM原理,Class D放大器被称为数字放大器。

    数字音响包控制单元2(J787)没有自己的诊断地址码,它完全通过数字音响包控制单元(J525)进行诊断。在数字音响包控制单元(J525)和数字音响包控制单元2 ( J787)之间有一根唤醒电缆。通过此电缆,从数字音响包控制单元(J525)向数字音响包控制单元2 ( J787)发出脉冲信号。如果信号声压级有规律地脉动,则数字音响包控制单元2 ( J787)处于打开状态。如果信号声压级固定不变,则数字音响包控制单元2(J787)关闭。

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