用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統的製作方法

2023-10-05 13:48:09 2

專利名稱：用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統的製作方法
技術領域：
用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統
技術領域：
本實用新型涉及一種音頻信號採集分析系統，尤其涉及一種用於車載音響系統的 音頻信號採集分析系統。
背景技術：
隨著現代汽車電子技術的迅猛發展，使得各種車載電子模塊日漸形成完整的體 系。因此，對於汽車電子零部件級的開發而言已經進入了一個全新的時代，任何一個單獨的 電子零部件都不再僅僅是獨立的個體，其都有可能會影響到其他電子模塊的功能實現或者 受到其他電子模塊影響。目前，越來越多的電子模塊被應用於車內，從而為駕乘人員提供了 前所未有的舒適性與安全性，然而隨著這些電子器件的增加，它們相互之間的電磁幹擾也 越來越頻繁，其中常見的失效表現現象就是車載音響系統中時常會出現的噪音問題。用戶能夠聽到的最常見的音響系統噪音是一種輕微的令人產生不悅感受的聲音， 但是對於用戶來說噪音模式實際上是十分模糊的，通常只能使用類似「嗡嗡聲或滋滋聲」之 類的描述。而且，由於噪音強度有時很低，即使使用聲壓計等專用的測試儀器也難以測量出 具體的噪音數值，因此這也致使試圖針對不同的抗噪音幹擾方法的實施效果進行比較分析 將是十分困難的。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種設計合理、使用便捷且性能可靠的用 於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，通過其能夠快速、準確地定位車載音響系統音 頻信號中的噪音源並獲得噪音的具體模式和強度，從而便於測試人員對該噪音進行針對性 的分析而獲得解決噪音問題的線索，從而制定出相應的抗噪音幹擾方案並最終消除該噪 音，以有效地解決上述現有技術中存在的問題。為了實現上述的實用新型目的，本實用新型採用了以下技術方案一種用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其包括採集單元，其用於採集車載音響系統的音頻信號並將其轉換成數位化的音頻信 號；記錄單元，其與所述採集單元相連接並用於記錄所述數位化的音頻信號；以及分析單元，其與所述記錄單元相連接並用於分析所述數位化的音頻信號在頻率範 圍內的能量分布，以便於由測試人員確定並篩分出其中可能存在的噪音信號。在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述音頻信號 採集分析系統還包括匹配單元，其連接於車載音響系統的音頻輸出通道以將車載音響系統 的音頻信號處理成所述採集單元的輸入信號格式。在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述音頻信號 採集分析系統還包括若干個接插件轉換器，用以使所述匹配單元分別匹配連接於不同車型 的車載音響系統中的各接插件。[0012]在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述分析單元 包括轉換模塊，其用於通過傅立葉變換將所述數位化的音頻信號從時域音頻信號轉換為頻 域音頻信號。在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述採集單元 是數字音效卡。在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述記錄單元 是筆記本電腦或桌上型電腦。在上述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中，優選地，所述匹配單元 是音頻轉換器。本實用新型的有益效果在於本用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統綜合 應用了先進的噪音採集及分析技術，其設計合理、適用性強、性能穩定可靠並且易於維護和 使用，通過採用本實用新型能夠高效、快速地檢測出噪音源，從而可以有針對性地制定抗噪 音幹擾措施、消除噪音。因此，本實用新型在汽車行業領域具備良好的推廣、應用前景。

以下將結合附圖和實施例，對本實用新型的技術方案作進一步的詳細描述。其 中圖1是本實用新型的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統的第一較佳實 施例的組成示意圖；圖2是本實用新型的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統的第二較佳實 施例的組成示意圖；圖3是本實用新型的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統的第三較佳實 施例的組成示意圖；圖4示出了通過本實用新型中的記錄單元在時域上展示車載音響系統的音頻信 號；圖5示出了通過本實用新型中分析單元的轉換模塊將圖4中的音頻信號進行傅立 葉變換處理後的音頻信號，在該圖中顯示出該噪音幹擾信號是某個頻率及其諧波的組合；圖6是將圖5中傅立葉變換後的音頻信號數據導出到Excel文件後的視圖；圖7a示出了通過本實用新型中的分析單元將某正常告警音的音頻信號在時域上 進行展開，以便重點關注出現該告警音的結尾處；圖7b示出了通過本實用新型中的分析單元將某異常告警音的音頻信號在時域上 進行展開，以便重點關注該告警音出現破音的結尾處；圖8a示出了通過本實用新型中分析單元的轉換模塊將圖7a中所示的音頻信號進 行非周期函數的傅立葉變換處理後的音頻信號；圖8b示出了通過本實用新型中分析單元的轉換模塊將圖7b中所示的音頻信號進 行非周期函數的傅立葉變換處理後的音頻信號。附圖標記說明1分析單元2記錄單元3採集單元4匹配單元[0031 ] 5插接件轉換器11轉換模塊
具體實施方式請參閱圖1，它示意性地顯示出了本實用新型的用於車載音響系統的音頻信號採 集分析系統的第一較佳實施例的組成。如圖1所示，本音頻信號採集分析系統主要包括分 析單元1、記錄單元2和採集單元3，以下將對這些組成部分進行詳細說明。採集單元3是被用來採集車載音響系統的音頻信號，並且由於這類音頻信號通常 都是模擬信號，因此需要由採集單元3將該音頻信號轉換成數位化的音頻信號以便對其進 行後續的分析和處理。一般而言，採集單元3是通過採用現有的市場上可以商業獲得的數 字音效卡(例如，創新公司的Sound Blaster Digital Music LX數字音效卡等)來實現的。記錄單元2是與採集單元3相連接，並且將其用於記錄已由採集單元3進行過數 字化處理後的音頻信號，以便於隨後進行回放、分析和對比操作。通常可以非常方便地採用 筆記本電腦或桌上型電腦等設備來實現上述的記錄單元2的功能，並且可以利用現有技術中 的硬碟存儲技術實現海量數據的記錄存儲。分析單元1是本實用新型的核心部分，它是與記錄單元2相連接並被用來分析已 被數位化處理後的音頻信號在頻率範圍內的能量分布，以便於由測試人員確定並篩分出上 述音頻信號中可能存在的噪音信號。為方便起見，可以使用例如Adobe Audition等音頻處 理軟體或者相應的硬體處理器件來實現上述的分析單元1的功能。更優選地，在分析單元 1中包括有轉換模塊11，該轉換模塊11是被設計用來通過傅立葉變換將數位化的音頻信 號從時域音頻信號轉換為頻域音頻信號，從而非常方便地將噪音信號從正常聲音中剝離出 來，還原噪音信號的固有模式，對噪音信號在頻域上的分布情況進行測量。在圖2中還示意性地顯示出了本實用新型的第二較佳實施例的組成情況。它的基 本構成與上述的第一較佳實施例基本類似，不同之處在於在該第二較佳實施例中還增設 了匹配單元4。匹配單元4的作用是在車載音響系統的音頻信號輸出格式與採集單元3的輸 入信號格式不相匹配時對其進行匹配轉換處理，它可以採用音頻轉換器(例如，MB HCL-H4 型號的四路高轉低高保真音頻轉換器)，並將其連接在車載音響系統的音頻輸出通道上直 接將其音頻信號處理成採集單元3的輸入信號格式。此外，在圖3中也示意性地顯示出了本實用新型的第三較佳實施例的組成情況。 它是在上述的第二較佳實施例的基礎上，另外再增設了若干個接插件轉換器5，它們的具體 設置個數是根據實際測試需要而靈活設定的，其目的在於通過這些插件轉換器5來使得匹 配單元4能夠非常方便地分別匹配連接於不同車型情況下車載音響系統中的主機、功放和 揚聲器等各接插件。下面將通過介紹本實用新型的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統中分 析單元1的轉換模塊11的工作原理、以及兩個應用本實用新型進行噪音分析和確認過程， 以便能夠進一步地清楚理解本實用新型的功能特點及其優點。音頻信號最主要的特點之一就是音頻信號的能量是連續地分布在整個頻率範圍 內通常是以周期性信號的形式出現的，有時也表現為事件觸發的信號(即非周期性信號)。 不同的音頻信號的模式和強度不盡相同，但是總是可以通過傅立葉變換將某個音頻信號的 表達形式在時域和頻域之間轉換，從而可以藉此幫助分析和解決涉及音頻信號的問題。[0040]傅立葉變換是從一個函數空間(集合)到另一個函數空間(集合)的映射；通常應 用在將任意函數分解為簡單周期函數之和，F(co)的自變量為頻率，函數值為對應的振幅。 常見的情況有將一般運動分解為簡諧運動的疊加，或者將一般電磁波或聲波分解為單色電 磁波或單頻率聲波的疊加。對於周期性函數的傅立葉變換公式如下
權利要求1.一種用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其特徵在於，所述音頻信號採集 分析系統包括採集單元，其用於採集車載音響系統的音頻信號並將其轉換成數位化的音頻信號；記錄單元，其與所述採集單元相連接並用於記錄所述數位化的音頻信號；以及分析單元，其與所述記錄單元相連接並用於分析所述數位化的音頻信號在頻率範圍內 的能量分布，以便於由測試人員確定並篩分出其中可能存在的噪音信號。
2.根據權利要求1所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其特徵在於， 所述音頻信號採集分析系統還包括匹配單元，其連接於車載音響系統的音頻輸出通道以將 車載音響系統的音頻信號處理成所述採集單元的輸入信號格式。
3.根據權利要求2所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其特徵在於， 所述音頻信號採集分析系統還包括若干個接插件轉換器，用以使所述匹配單元分別匹配連 接於不同車型的車載音響系統中的各接插件。
4.根據權利要求1所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其特徵在於， 所述分析單元包括轉換模塊，其用於通過傅立葉變換將所述數位化的音頻信號從時域音頻 信號轉換為頻域音頻信號。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其 特徵在於，所述採集單元是數字音效卡。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其 特徵在於，所述記錄單元是筆記本電腦或桌上型電腦。
7.根據權利要求1-4中任一項所述的用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其 特徵在於，所述匹配單元是音頻轉換器。
專利摘要本實用新型公開了一種用於車載音響系統的音頻信號採集分析系統，其包括採集單元，其用於採集車載音響系統的音頻信號並將其轉換成數位化的音頻信號；記錄單元，其與所述採集單元相連接並用於記錄所述數位化的音頻信號；分析單元，其與所述記錄單元相連接並用於分析所述數位化的音頻信號在頻率範圍內的能量分布以便於由測試人員確定並篩分出其中可能存在的噪音信號。本實用新型設計合理、使用便捷且性能可靠，通過採用其能夠快速、準確地定位音頻信號中的噪音源並獲得噪音的具體模式和強度，從而便於測試人員對該噪音進行針對性的分析，從而制定出相應的抗噪音幹擾方案並最終消除該噪音，因此它在汽車行業領域具備良好的推廣、應用前景。
文檔編號G10L21/02GK201854404SQ20102051497
公開日2011年6月1日 申請日期2010年9月1日 優先權日2010年9月1日
發明者張健瓊, 徐可潤, 曹文佳, 朱永清 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術中心有限公司