1、汽車視聽系統基礎,惠州華陽通用電子有限公司 技術二部 張自庚,第一節：汽車視聽系統概述 第二節：汽車視聽系統的主要組成,第一節 汽車視聽系統概述,由于人們對乘車舒適性的要求越來越高和數字音響技術的不斷發展，普通的汽車音響系統已遠不能滿足人們的需求。激光唱機取代磁帶播放機，已成為中高檔轎車音響的主流。 更方便的CD、MP3、VCD 、 DVD也開始成為汽車音響的選擇。同時，對音響系統信號源要求是全數字技術的；對聲場環境要求具備高保真、現場感強、具有多聲道的效果。對于長途旅行的乘客，車載的視聽系統是旅途中消除疲勞、緩解寂寞的最佳方式。目前，在大、中型旅游客車和長途客車上基本都裝備了帶有卡拉OK功能

2、的車載VCD視聽系統。一些高檔轎車上更是安裝了車載DVD視聽系統，成為了名符其實的移動影院和娛樂中心.,一、汽車視聽系統的組成 汽車視聽系統是在汽車音響的基礎上增加了視頻信號源（AV功能），即VCD影碟機或DVD影碟機，同時增加了顯示器。由于VCD和DVD兼容CD功能，所以一般不用安裝CD機 汽車視聽系統可分為四大部分： 信號源、放大器、揚聲器和顯示器,信號源 信號源是汽車視聽系統的節目源 包括：汽車收音機（調諧器）、磁帶放音機、CD唱機、車用VCD或DVD機等 目前，普通中低檔汽車視聽系統的信號源主要是車用收音機和VCD機，高檔轎車汽車視聽系統信號源主要是收放機、車用DVD機，還可以選裝MP

3、3唱機,CD唱機 CD唱機也就是激光唱機，是用來播放激光唱片的設備。它是融激光技術、精密伺服技術、微處理器技術和大規模集成電路為一體的高檔音響設備,VCD影碟機 VCD機是用來播放采用MPEG-1標準壓縮編碼的VCD激光影碟的設備 VCD影碟機激光拾音器工作方式同CD激光唱機一樣，機芯是通用的，目前CD機芯主要以飛利浦機芯和索尼機芯為主 但由于VCD碟片上刻錄的是壓縮了的數字化音視信號，因此，VCD影碟機與CD激光唱機唯一不同的是增加了數字化音視信號解壓功能，并分別經數模變換后輸出模擬的聲音和圖像信號。VCD影碟機兼容了CD唱機的功能,DVD影碟機 DVD是數字影碟，采用的是MPEG-2標準壓

4、縮編碼，DVD影碟機解決了VCD圖像清晰度不高的問題，是更高級的激光影碟機 MD唱機 MD是由SONY公司于1992年正式投放市場的一種音樂儲存媒體。MD所采用的壓縮算法是ATRAC技術（壓縮比是1：5）MD又分為可錄型MD（有磁頭和激光磁頭兩個頭）和單放型 MD（只有激光磁頭）。MD是集磁、光、電、機于一體的高科技產品，它具有CD的音質和長期保存性，又具有卡帶的可錄可抺性,MD光碟直徑為64mm，尺寸只是CD激光唱片的一半，與CD不同，MD被組裝在一個70mm70mm的保護匣子中，這樣可以方便用手拿取，也可保護盤片避免震蕩和灰塵。MD光碟可以儲存74min（立體聲）或148min（單聲道）的

5、音樂節目 由于ND唱機具有體積小、可反復擦錄、具有強大的編輯功能，同時具有CD唱機的音質和功能，使得MD唱機成為現代汽車視聽系統的選裝配置 目前車用MD主要有索尼、健伍等品牌,MP3唱機 MP3是壓縮格式（1：10），是數碼技術和網絡化的產物， 同時MP3也是一種計算機音頻文件格式。它的特點是生成的聲音文件音質接近CD，而文件大小卻只有其十分之一 因此，原本一張光盤只能儲存約12-20首的CD格式音軌，若存放成MP3格式，則約可能儲存將近100首。汽車上一般不單獨安裝MP3唱機，而是在CD機內集成了MP3播放功能，用于播放MP3節目 目前，汽車電子系統和通訊裝置正向網絡化發展，裝備一套具有MP

6、3功能的音響系統，可在任何時候通過互聯網下載自己喜愛的歌曲,揚聲器 揚聲器又稱為喇叭，是汽車視聽系統的終端，決定著車內音響性能。揚聲器的數量、口徑和安裝位置由汽車舒適性的要求而定，但為了能欣賞立體聲，車內至少需要安裝兩只揚聲器 高檔汽車視聽系統為了營造車內逼真的移動影院效果，一般采用AC-3的5.1標準，在汽車的兩側車門和后部設置多個音箱，具有多聲道輸出功能,揚聲器的主要功能是把音頻信號還原成聲音傳達出來，而不同的聲音，需要不同的喇叭來執行。一般來說，揚聲器體積越大。聲音越低沉；體積越小，聲音越高 揚聲器大體可分為全音域、同軸式、組合式三大類 全音域就是以一只揚聲器涵蓋大部分頻率的聲音范圍；

7、同軸式的構成是在低音揚聲器的軸心上，再加一個高音或中音揚聲器，形成所謂的同軸二音路或同軸三音路揚聲器，在汽車上應用比較多； 組合式揚聲器是通過幾個大大小小不同的揚聲器單體，再配合上電容器、電阻、電感等電子元件形成的被動分音器，來分配不同頻率范圍，讓大小不同的揚聲器發出不同頻率的聲音,放大器 放大器簡稱功放，其主要作用是將各種節目信號進行電壓放大和功率放大，然后推動揚聲器發出聲音 按功能不同又分為：前置放大器、功率放大器和環繞聲放大器等類型,顯示器 車載顯示器是視聽系統必不可少的組成之一，目前轎車VCD或DVD使用的顯示器一般均為液晶超薄顯示器，而大型客車一般使用的是電視機,二、汽車視聽系統的特

8、點 具有防振系統的CD/VCD/DVD 汽車視聽系統的CD、VCD等都是激光音視設備，工作精度極高，而汽車在運行中不可避免的會產生沖擊和振動，因此防振系統非常重要。目前轎車用的減振裝置主要是防振懸掛系統和電子減振系統 防振懸掛系統包括：拉簧、氣曩（或橡膠阻尼）及硅油減振器等，具有衰減振動功能,電子減振的原理是使用了大容量的緩沖存儲器預讀數據 例如：當播放CD音頻數據時。經過CD-ROM解碼器或DSP的數據首先預讀到緩沖存儲器中，然后在CPU控制下再送入DSP，這樣當激光頭因振動停止讀數據時，還可以從緩沖存儲器中讀取數據供解碼器或DSP，以產生連續音樂，只要信號中斷時間不大于存儲時間，音樂就不會

9、中斷，達到避振的目的,具有防盜功能的控制面板 許多高檔汽車音響的控制面板具有熄火隱藏的功能。對于可隱藏式面板，當點火開關關閉時，原先色彩斑斕的液晶顯示控制面板便會變成黑色（與儀表板同色），避免引起竊賊注意 而使用可拆式面板的音響，當駕駛員離開汽車時，可以取下音響系統的控制面板，即使被盜，音響也無法使用,電話減音功能 當使用車載電話時，此功能會自動調低系統聲音，或使系統處于靜音狀態。當電話掛斷后音響會自動恢復原來音量 駕駛座聲場模擬系統 由于駕駛座不是處于聲場中央位置，左方、右方的揚聲器發出的聲音到達駕駛者耳朵的時間不同，形成一種不平衡的聲場效果。駕駛座聲場模擬系統可根據駕駛者的選擇，把左方、右

10、方揚聲器發出的聲音延遲若干秒，模擬出一個駕駛座在中央的聲場，使音質定位達到完美境界,DSP（數碼信號處理器） 由于各種汽車音響環境，聲場都不夠完美，因此需要用DSP進行聲場校正。DSP的技術將重新創造出身臨其境般的現場演奏會的氣氛 先進的防盜系統 現代汽車音響具有高技術的防盜系統，可以使用密碼和其它高新技術，使汽車音響被盜后無法使用,智能語音識別系統 一些高檔音響裝備具有語音識別系統，能根據人的語音進行操作。駕駛員駕駛車輛時，能通過語音命令直接進行視聽音響系統的操作 與導航系統兼容的DVD/VCD系統 現代高檔轎車的DVD/VCD視聽系統同時也是車載衛星導航系統的一部分，當放入數字地圖光盤后，

11、在顯示器上將顯示出數字地圖，配合導航系統，實時指引汽車的行駛路線,可伸縮的液晶顯示屏 汽車視聽系統的液晶顯示屏為了不占據儀表板的位置，大都設計成內藏式。當需要使用顯示屏時，顯示屏可自動伸出，然后翻轉到合適的角度便于觀看 具有安全功能的DVD 高檔轎車的DVD系統，當車輛處于行駛狀態時，駕駛員儀表板處的顯示屏將不會播放視頻信號，以免影響駕駛員的安全行車,第二節 汽車視聽系統的主要組成,一、車用CD唱機 車用CD唱機與普通型激光唱機的結構大體相同，由激光拾音器拾取CD唱片上的數字信號，送入信號處理系統進行解調和糾錯，經數模變換器變換為模擬音頻信號輸出。為了拾取信號的精確，還要配置有精密機械結構和伺

12、服系統。這些都是在唱機本身的微處理器的控制下進行的，可實現放音、暫停、快進、快退、編程放音、自動選曲，一曲或多曲重放等多種功能，操作方便，使用靈活,CD唱機由光學系統、機械系統和電信號處理系統三大部分組成 光學系統用來拾取CD唱片上的各種信號，機械系統用來完成CD唱片的運轉及激光拾音器的循跡運動，電信號處理系統用來處理各種電信號 圖為CD唱機結構圖,激光拾音器 激光拾音器簡稱“激光頭”，它是激光唱機的關鍵部件，主要是發射激光和接收由CD唱片表面反射回來的光信號并進行光電轉換 激光拾音器分為：三光束系統和單光束系統兩種，索尼機芯多采用三光束系統，飛利浦機芯多采用單光束系統,轉盤電動機驅動器 CD

13、唱片上記錄的信號從里向外螺旋狀分布。重放時，拾音器以1.2m/s恒定線速度進行循跡掃描。當拾音器在唱片的里圈循跡時，唱片的轉速很快，隨著播放的進行，唱片的轉速均勻變慢。這就要求驅動電動機的轉速從500r/min逐漸減至200r/min。此工作由控制電路通過電動機驅動器來完成,數據分離器 激光拾音器輸出電信號經過前置放大后，送入數據分離器。數據分離器能夠正確地識別0.9-3.3m變化的幾種信號的長度和彼此的間隔，從而分離出各種信號代碼，并產生時鐘信號,數字信號處理及數模（D/A）轉換器 數字信號處理電路的作用是將代表音頻信號的數字信號進行解碼，變成音頻信號 處理過程是：從激光拾音器輸出的電信號，

14、首先變成標準脈沖編碼，然后經數字濾波器濾除噪聲，再送入D/A轉換器，還原成音頻信號 數字信號處理電路還將演奏時間、曲目等信號及激光系統的數據控制信號送到微處理器，進行系統控制,伺服系統 激光唱機中的伺服系統主要是聚焦伺服、循跡伺服和進給伺服 激光唱片在旋轉中，由于機械結構的精度及唱片本身的翹曲、偏心等，將會在垂直方向（聚焦方向）產生1mm的偏移； 也會在徑方向（循跡方向）產生0.1mm的偏移，為了確保激光點正確地跟蹤唱片的坑點軌跡，必須采用聚焦伺服和循跡伺服,聚焦伺服 聚焦伺服是利用從反射光中檢測出的誤差信號，驅動聚焦物鏡沿光軸方向移動，跟蹤唱片的上下波動，使激光束準確聚焦 聚焦伺服電路主要由

15、聚焦誤差檢測、相位補償及驅動電路組成 如圖,唱機接通電源后，開啟激光的同時，由CPU發出啟動信號，由聚焦控制邏輯電路輸出聚焦伺服控制信號，接通聚焦搜索開關，斷開聚焦誤差環路開關。聚焦伺服搜索放大電路輸出鋸齒波搜索信號，驅動物鏡致動器中聚焦線圈，強迫物鏡上下移動，這就是我們通常看到的開機時物鏡上下動三次。當唱片與物鏡之間距離接近鎖定聚焦范圍時，聚焦誤差被檢出電路有信號輸出，此時，搜索開關斷開，聚焦誤差環路開關接通，聚焦伺服環路閉合開始工作。聚焦誤差檢測系統提供物鏡偏離最佳聚焦的方位和大小的信息，一經聚焦誤差檢出電路放大，相位補償后變成物鏡致動器中聚焦線圈的電流，產生的磁場對物鏡產生垂直方向作用力

16、，使物鏡向最佳聚焦的方向移動，達到自動聚焦的目的,聚焦伺服的原理是在反射光路徑中的柱面透鏡使光束形成圖像，圖像的形狀隨唱片的上下波動而改變，再由四分割光電二極管組成的光檢測器測定光量分布的變化情況。當聚焦準確時，四分割光電二極管上的成像為圓形。這時各光電二極管接收的光量相同，聚焦誤差為零，聚焦伺服電路使拾音頭的物鏡保持不動 如果光束聚焦不正確，形成的的檢測光點將變為橢圓，使四個光電二極管受光量不相等，這時，光檢測器將產生大小和極性不同的聚焦誤差信號，聚焦誤差信號經放大處理后，控制聚焦線移動，調節拾音器物鏡在垂直方向的位置，使其聚焦準確,循跡伺服 循跡伺服的原理類似于聚焦伺服，也是從反射光中提取

17、誤差信號，用來控制光點沿徑向的移動，準確跟蹤坑點軌跡移動。 循跡伺服電路主要由循跡誤差檢測、相位補償和驅動等電路組成 圖為循跡和進給伺服電路原理,圖中的循跡伺服控制信號是用于開機后的快速自由選曲，讓整個激光唱頭沿唱片徑向作大幅度運動，以便移動到唱片上的選定部分播放。進給伺服控制信號是根據用戶在唱機面板上的按鍵輸入信息，由微處理器發出的，其驅動輸出送往進給伺服電機，通過滑動或擺動臂機構實現對激光唱頭的進給控制。當選曲結束，激光唱頭進入選定的循跡跟蹤范圍時，由微處理器發出循跡跟蹤伺服控制信號接通循跡跟蹤伺服環路，進入循跡跟蹤伺服。循跡誤差檢測提供物鏡偏離紋跡中心的方向和大小信息，經相位補償和驅動等

18、電路后變成物鏡致動器中循跡跟蹤線圈的電流，產生磁場作用力使激光唱頭物鏡徑向移動，實現精確的紋跡跟蹤,信息存儲和控制顯示系統 激光唱機的信息存儲和控制顯示系統是為了便于操作和顯示放唱時間、曲目等信息而設置的。它有放音、快進、快退、停止、暫停、記時和音量指示等多種功能。信息存儲系統由微處理器組成，它可以事先編排節目次序進行存儲，然后按照存儲內容進行播放 由于激光拾音器是通過激光從唱片上拾取信號的，所以它不僅能實現電唱盤不能做到的快進、快退、暫停等操作，還能做到快速正向、快速反向尋找樂曲段落進行重放,二、車用VCD影碟機 車用VCD影碟機是構成汽車視聽系統的重要組成，是移動影院的視頻信號源。目前，中

19、、大型的長途客車和旅游客車上普遍裝用了車用VCD系統，而且為了使用方便，一般都配用多片式自動換片機。例如：應用較多的長宇公司生產的CA2508車用視聽系統，配有松下8 碟式VCD影碟機，使用二次減振結構，安裝于客車內的行李架上，使用方便 車用VCD、DVD等激光影音裝置與普通VCD、DVD的結構、組成基本一致，主要區別是機芯集成度更高、結構更緊湊、具有防振功能,圖為VCD影碟機的基本構成 VCD影碟機主要由CD機芯、伺服電路、系統控制電路、MPEG-1解碼器、PAL/NTSC編碼器、音頻電路和RF變換器等構成,CD機芯 這部分與CD機相同，主要由電路部分和機械部分組成。電路部分主要包括：光電轉

20、換電路、前置放大電路和驅動電路 機械部分主要由：光盤加載部分、激光拾音器進給機構和碟片旋轉機構組成,伺服電路 伺服電路用于保證激光拾音器從光盤上準確地拾取信息。它包括： 聚焦伺服電路：通過聚焦線圈控制激光拾音器的上下移動，保證激光聚焦在光盤上的信息軌跡面上 循跡伺服電路：通過循跡線圈控制激光拾音器的水平微動，保證激光聚焦點沿著光盤上的信息軌跡移動 進給伺服電路:通過進給電機驅動電路驅動進給電機，以帶動激光拾音器沿著光盤上的信息軌跡從最內圈移到最外圈，或使激光拾音器進行跳躍式移動,系統控制電路： 系統控制電路用于控制VCD影碟機按照用戶的要求進入各種工作方式，操作電路設置在操作板上，操作板上還有

21、紅外接收器和顯示器，接收遙控操作指令，顯示VCD的工作方式、播放節目和時間,MPEG-1視、音頻解碼電路 這是VCD的核心部分，主要用于將壓縮的視頻和音頻信號還原成未經壓縮的視頻和音頻信號。一般它具有32K的只讀存儲器（ROM）和4M的動態隨機存儲器（DRAM） PAL/MTSC編碼器 通過用戶對系統控制電路操作，按照用戶要求，把MPEG解碼出的冖頻信號編排成PAL 或NTSC的電視制式信號，與彩電工作原理相同,音頻電路 音頻D/A轉換器：將 MPEG-1解碼電路輸出的數字音頻信號還原成模擬音頻信號 RF變換器 RF變換器主要用于把視頻信號變換成電視廣播的頻道信號,三、車用DVD影碟機 DVD

22、影碟機在光盤結構和激光拾訊頭機芯兩個方面做了改進 其光盤采用單面雙層或雙面雙層結構，并減小了激光波長。增加了紋跡徑向密度，大幅度增加了數據存儲容量,車用DVD影碟機的構成 DVD影碟機的構成與VCD相似，也是由：機芯、機芯電路、解碼系統和控制系統組成 但由于DVD碟片結構與VCD不同，因此，DVD的機芯、伺服電路也與VCD 機不同。圖為DVD影碟機的基本構成,機芯 包括激光拾音器、RF前置放大、數字伺服控制電路幾部分 DVD機芯激光拾音器上的激光二極管的激光波長為650mm/635mm，（CD/VCD的激光波長為780 mm）,其目的是為了兼容播放DVD和VCD/CD碟片 日本松下和先鋒等公司的DVD采用雙聚焦式激光拾音器，利用全息一體化球面成形技術，使激光拾音器的物鏡起到兩個透鏡的作用，形成兩個激光點，分別讀取DVD和VCD信號，東芝公司采用雙物鏡式激光拾音器，利用兩個折射率不同的物