降噪还能分辨有/无用噪音?解码那些汽车主动降噪技术汽车资讯

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-13  来源:来自互联网  作者:来自互联网  浏览次数:206
导读

1989年,Bose主动降噪耳机推出,但主要用于商业以及军用战场上,推出了首款提供飞行员使用的主动降噪耳机,之所以要采用主动降噪耳机,一方面是因为某些噪音是无法通过物理方式隔绝的,另一方面,很多情况下…

说到降噪,我们最早接触到这个技术是在降噪耳机上。当你打开降噪后,走在路上会感觉车水马龙的嘈杂变得非常轻柔,坐在飞机上原本巨大的引擎声变成了不再刺耳,仿佛坐进了一辆在平坦路面上匀速行驶并且隔音优秀的高档汽车。可见无论是耳机还是汽车,都对静谧性有较高的要求,但同时人们早就不追求高封闭的被动降噪所带来的绝对安静,一方面,通过主动降噪技术对“有用噪音”的保留才有更好的安全保障,另一方面,一些中低端车型所用材质和设计无法享受更好的静谧性,这时候主动降噪技术可以弥补这方面的不足。

被动降噪与主动降噪有什么不同?

目前来看,根据降噪原理划分大致分为两派,被动降噪(物理降噪)和主动降噪(有源降噪)。被动降噪很好理解,它就是通过材料的特性来阻隔噪音,例如入耳式耳机,公路隔音带等等。

公路隔音带

而主动降噪则是“智慧型”降噪方式,它的原理十分简单,“声波”是我们中学物理课程中都会学到的理论。声音的传播是通过介质的振动来实现,波与波之间如果呈反相则会在理论条件下实现抵消。这就好比平静的湖中两组不同方向的波浪相互抵消一个道理。因此,首先要收集噪音的波型特点,然后通过内置的处理芯片运算出反相的波,再通过高还原度扬声器相抵消。

Bose品牌创始人提出主动降噪概念,最先应用于飞行员耳机

那么主动降噪原理是如何运用到汽车上的呢?这还要追溯到Bose品牌的历史。在多数人眼中,Bose是一个生产音响和耳机的品牌,它创立于1964年,是全美国最大的扬声器厂家之一,除了各种音响产品外,其实在主动降噪领域已经有30年的发展历史了。

1989年,Bose主动降噪耳机推出,但主要用于商业以及军用战场上,推出了首款提供飞行员使用的主动降噪耳机,之所以要采用主动降噪耳机,一方面是因为某些噪音是无法通过物理方式隔绝的,另一方面,很多情况下,噪音来自于多方面,我们无法通过传统方法来进行降噪。

Bose主动降噪从耳机到汽车领域的应用,2010年凯迪拉克首次搭载ANC主动降噪技术

主要是通过监测发动机转速分析噪音大小来进行降噪的技术( ANC技术就是上文提到的主动降噪技术原理),有效减少了传导到车内的引擎谐波噪音。

2013年上市的凯迪拉克XTS标配了Bose ANC技术

凯迪拉克XTS Bose ANC主动降噪技术解读

凯迪拉克XTS上所采用的噪音抑制系统同样源于BOSE的ANC技术。上面的视频对XTS的发动机降噪系统的结构和原理进行了解析。

XTS也在车顶安装了多个用于监控车内噪音的麦克风用于提高降噪质量。

Bose主动降噪技术从ANC到RNC的升级,可根据路噪情况分析消减噪音

在2019年的CES Asia亚洲电子消费展上,Bose给我们带来了他们的全新的QuietComfort主动路噪消减技术(简称为RNC)。

但RNC检测路噪相比ANC检测发动机噪音要复杂得多,路噪的采集也比发动机噪音更困难。主动路噪消减技术是一种高效算法,利用车载音响系统主动消减车舱内路噪,带来更为安静舒适的驾乘体验,该算法在更宽的频率范围内持续工作,可自适应更复杂的路面,车型选择轮胎的范围也增大许多,因为不同的轮胎于地面都会产生截然不同的路噪。这对于如何快速的检测及处理这些噪音都有着很高硬件及软件要求,如需在悬架系统上安装加速传感器来测量轮胎和悬挂系统的振动情况,然后通过RNC算法快速通过扬声器发出相同频率的反相声学信号,抵消噪音。

现代与Harman合作推出的RANC环境降噪技术,智能筛选车外“有用噪音”

现代与Harman合作推出的RANC环境降噪技术也同样运用了ANC的基础技术,同时增加对车内外周围环境噪音筛选过滤的智能化技术。来自周边环境的无规律噪音只需要0.009秒就会传入用户耳中,如果更快的分析这些无规律声波同时快速逆向发出反相波呢?为了解决这一问题,现代希望通过全新的车载芯片以及传感器来感知道路振动,通过快速的噪音分析,在0.002秒之内完成逆向声波的递送。

RANC环境降噪技术保持可控制车内噪声

RANC能够通过特殊的信号与传感器位置在车辆行驶时对车内前后排产生的噪音进行精确的分析与计算,并可将车内噪音降低3dBA,这也是RANC技术的核心所在——不要小看3dBA,在声压领域,3dBA相当于将噪音减少一半。

RANC环境降噪技术筛选车外“有/无用噪音”

RANC值得一提的是,它能够快速智能的分辨声音,RANC系统中的麦克风将实时监测车外噪音,以便于正确识别“有用噪音”与“无用噪音”,一旦检测到无用的噪音会屏蔽掉,而检测到其他车辆的喇叭声或者是警笛警告声就会将其放入驾驶舱内,以保证驾驶员能够实时了解路况,更加安全。未来现代将RANC技术搭载于Genesis全新大排量车型和电动汽车上。

总结:汽车主动降噪技术发展近10年,随着路噪、车内外噪声更为复杂的情况,一辆好车的定义也绝非是封闭性所带来的绝对安静才是好,通过越发智能的主动降噪技术在屏蔽掉“无用噪音”的同时还能传导“有用噪音”会给驾驶员,才能带来更安全的保障。另外,未来无论是电动汽车还是传统汽车运用智能的主动降噪技术将会进一步减少密封材料的使用,同时对那些胎噪较大但耐磨性很好的轮胎更具包容性了。

 
 
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