Bose汽车音响设计理念解析

从零开始，量身定制——Bose汽车音响设计理念解析

由美国麻省理工学院电子工程教授Amar G. Bose博士创建于1964年的Bose公司，是世界上最早的扬声器生产商之一，也是业内“原音重现技术”的革新者。自成立之初，Bose始终以创新和领先科技为基础，设计高端的音响产品，从而为人们生活增添乐趣。如今，Bose产品以非凡之音赢得了世界的认可，更化身为潮流标志，时刻出现在人们生活中的各种场所：在家里、在车上、在旅途中、在公共场所……只要对高品质声音有需求的地方，就有Bose的身影，包括人们的座驾。

美国麻省理工学院电子工程教授Amar G. Bose博士

三种特质，只为“原音重现”

随着生活品质的提升，人们对汽车音响效果的要求也越来越高，汽车制造商也开始日益重视汽车的音响水准，并将其作为评定汽车舒适性的依据之一。基于30多年对于车内声学环境的研究以及出色的调音技术，Bose公司已成为全世界最受青睐的汽车音响品牌之一，并努力实现车载音响系统接近于100%原音重现的目标，具体体现为以下三种特质：

第一，卓越的频响平衡：音乐的每个细节都应该与其录音时的表现一致，真实而清晰，不会因音量小而错失，也不会因音量大而失真。Bose汽车音响系统能够忠实地还原乐器或人声的各种频率，从倍大提琴发出的低音到短笛发出的高音……将现场音乐的丰富性和细节变化重现得惟妙惟肖。

第二，出色的空间感：聆听高品质的声音时，不仅能感受到录音时的开阔空间，还能感受到演唱者或乐器实际的位置。Bose可通过音响系统对人声和乐器进行重现，从而真实体现艺术家录音时所在的位置，不管是两声道立体声还是多声道环绕声。

第三，杰出的大信号表现能力：当Bose汽车音响系统的音量被调节到如音乐会现场演奏的响度时，音响重现出的音乐不会有失真或者人为后期调节的痕迹，保证了音乐欣赏的原汁原味。

打破传统，一切“从零开始”

每一套Bose车载音响系统都需达到以上三种特质的均衡，以寻求100%的原音重现。要实现这一目标，首先要提一下Bose汽车音响系统的设计理念：从零开始，为每辆汽车量身定制音响系统。

早在1976年前后，Bose的工程师就已经对车载音响系统产生了浓厚的兴趣。在不断的摸索中，Bose博士发现，由于无法控制安装的质量，完美的音响效果在后装市场难以实现，因此决定退出，并开始重新思考汽车音响的新方向。1983年，初成立的Bose汽车系统部开创了“从零开始”的设计理念，并在一辆1983款凯迪拉克Seville上创新性地安装了全球首套原厂定制设计的高级汽车音响系统，由此开创了在汽车上原厂定制高级音响的先河。这一革命性的创举，建立了汽车音响领域的新标准，更使得汽车从一个原本不适合听音乐的环境转变为移动的音乐厅。

众所周知，不同的车型拥有各自独特的声音结构(声学指纹），因此也会对车内的声音质量产生不同程度的影响。与在车辆设计完成后加装音响的传统设计方式不同，在车辆开发之初Bose工程师就介入音响系统的设计，根据仔细测量的车内声学指纹，即结构、材质等内饰特性，量身定制最适合这款车型的音响系统，使音响系统的开发设计与车辆同步进行。从一开始，Bose工程师就与汽车厂家工程师团队一起讨论扬声器的最佳组合和位置，这一前提让Bose在满足厂家对音响系统要求的同时，能够实现频率完整性、空间感和大信号表现的目标。

在车内，很多材料都会影响音响系统的表现：玻璃会强烈地反射声音，皮质座椅会大量地吸收声音；有限的车内空间让扬声器的布置不能像在房间或剧院中一样自由，而固定的车座又导致乘坐者总会离一些扬声器较远，同时又离一些扬声器较近，声音就会听起来千差万别，Bose的工程师在研究分析了上千种不同因素组合后，将成果应用于对扬声器位置的考量以及声学调校的工作中。在过去30年的研究中，Bose积累了很多关于车内扬声器安放位置的经验，更开发出一系列覆盖各个频率的扬声器，从小巧高效的高音到各种形状尺寸兼有震撼表现的低音，还利用Bose其他领域的技术开发出了适用于汽车的音响产品。此外，经验丰富的Bose工程师，会在准确地测量车内声学指纹后，结合对心理声学和现场表演的研究，利用专利的信号处理软件对每一个扬声器进行细致的调音以达到真实饱满的聆听效果，最终为车内每个座位都营造出彷如置身音乐厅的逼真音效，让车舱成为享受音乐的天堂。

信号自动处理，解决驾乘变数

高超的信号处理能力，赋予了Bose在设计及调校车内音响系统时极大的灵活性。车辆座舱的形状、内饰用料、扬声器位置与车内人员的复杂关系等等，令每一辆汽车内部形成了一个特别的基因结构。

Bose的设计过程包含上千项车内声学测试，同时运用专利的物理计算方法调节、控制各种变量，确保其最终准确地达到Bose 及汽车厂家希望的目标。但车主在使用车辆时，又会遇到诸多变数，比如：不同车速下的风噪、路噪、发动机噪音、开闭天窗及车窗等等，都会大幅改变原来车内声音的基因构成。如果工程师对这些情况置之不理，那驾乘者欣赏音乐的感受就一定会受到影响。而Bose在信号处理方面的专长恰好可以解决这些不确定因素：AudioPilot®噪音补偿技术，能自动地提高被噪音覆盖部分的音量；而Bose主动声音管理技术，可直接消减传入车内的发动机噪音；CenterPoint®模拟环绕声技术，可通过立体声音源获得模拟的环绕声效果，为驾乘者带来神奇感受；Bose的技术还可以支持在座椅头枕或肩部安装扬声器，从而提供一个包裹感更强的环境，这样，即使坐在敞篷跑车里也能像在封顶的高级轿车内一样，让音乐不至于随风飘散。

30年来，Bose始终坚持为全球汽车客户提供独具特色的高级音响系统并取得了优异的成果。从专利扬声器和数字电路的设计，到Bose独有的汽车音响设计分析工具的开发，从最初的立体声系统到环绕声系统的诞生，直至推出Bose主动声音管理技术和Bose悬架系统等全新领域，Bose始终致力于汽车音响研发，不断进行突破创新。

凭借杰出的产品表现以及客户满意度，Bose被誉为行业的标杆，并被众多世界知名汽车制造商青睐，多次被授予“一级供应商”、“年度最佳供应商”的称号 。奥迪、别克、凯迪拉克、英菲尼迪、马自达、日产、保时捷、雷诺等品牌都纷纷选择了Bose汽车音响系统。在第三方调研机构Harris Interactive最新发布的2013EquiTrend®研究报告中，Bose在汽车音响类别以最高分获得“年度汽车音响品牌”称号，这已是Bose第二年获得此项殊荣。

未来，Bose汽车音响系统将继续致力于准确、忠实地还原音乐家现场演奏，为汽车度身打造如剧院般的顶级音响效果，呈现极致的车内聆听体验！

Bose总部

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Bose特有的扬声器技术

在汽车音响领域，人们一直追求这样一种音响效果：坐在汽车里就如同坐在舞台前，闭上眼睛，就如同身处演唱会现场，每种乐器的音响效果都可以达到最佳水准。要想获得这样的听觉体验，扬声器的作用至为关键。扬声器作为音响的终端，其好坏会直接影响整个音响系统音质效果的发挥。针对不同的车内情况，Bose给出了相应的低频解决方案，有的解决方案可以节省空间，有的解决方案则在诸多不利限制条件下，仍能达到震撼低音要求。下面我们通过几款特色的扬声器和低音箱，来深入探讨一下Bose在汽车音响领域领先的扬声器技术。

17寸的备胎低音箱

正如其名，这款低音箱被布置在备胎的中井内，既节省了车内有限的空间，又得到了一个非常有利于发挥低音的理想位置，日产楼兰也对这款低音箱青睐有加。在黑色外壳的包裹下，这个低音箱配备了2个扬声器，虽然尺寸相对传统的低音箱来说偏小，但是内容积7.7升的密闭空间令其重现的声音非常响亮，同时该款低音箱拥有一个能单独提供能量的独立功率放大器，可减少整套音响系统的主功放的大小及通道数。

导波管低音箱

这款应用于英菲尼迪JX车型的低音箱，拥有独特的内部形状，因此易于辨识。导波管低音箱应用了Bose专利的Waveguide®音频导波管技术，这种技术最初应用于Bose家用经典产品“妙韵”音乐系统，其设计初衷就是为了在有限的空间内达到更响的低音效果。这款音箱的原理和教堂中的管风琴相仿：通过让空气在特殊设计形状的管道内振动以蓄积能量，让很小的扬声器最终发出媲美大尺寸扬声器的震撼低音效果。Bose汽车系统部在设计英菲尼迪JX车型的低音箱时，将这一技术巧妙加以应用。同17寸的备胎低音箱一样，导波管低音箱也是由一个独立的功放来驱动两个扬声器。

英菲尼迪JX上的Bose导波管低音箱

新一代钕磁铁低音扬声器

该低音扬声器的特别之处在于其磁石及音圈是设计在纸盆凹陷的正面，而不是传统的背面。扬声器的厚度仅有6厘米，更易于被布置在车门内或者后衣帽架上。扬声器的纸盆应用了全新专利配方的材料进行制作，使得扬声器更适应全天候状况。相较上一代产品，新一代钕磁铁低音扬声器的湿气吸收能力降低了50%，从而营造一个更为干燥的纸盆，以确保更加一致的声学表现，并减少汽车制造商在车内防水上的昂贵花费。该低音扬声器的动体结合了一块更强力的钕磁铁与铝制绕线音圈，在释放下潜更深和更响的低频时，仍能达到很高的效率，这一设计灵感来自Bose 901®直接/反射式扬声器系统。扬声器的网格布采用了全新的材料和几何学设计，可以增加开口面积，减少对空气流动的阻力，而允许更多的空气通过网格布带来的好处便是更高效和更少的失真。 此外，全新的弹拨材料有很好的抗老化程度，使扬声器的表现历久弥新。

50毫米导波管扬声器

该款低音扬声器结合了Bose的多项创新，在紧凑的设计下仍能释放震撼的低频。几个看似平常的扬声器组合就可以提供强有力的低音表现，并且适合装配到空间狭小的位置，如车门内和座椅下，从而节省车内的宝贵空间。创新的夹层磁体构造使得小尺寸的低音扬声器设计仍能产生强大的磁性。要产生震撼的声音，就需要推动更多的空气振动，这可以通过加大的表面积或振幅来实现，而Bose的工程师选用了二级磁铁将振幅大幅提升至了14毫米。然而，振幅越大越需要稳定的表现，因此Bose设计了有着超高隆起的弹拨，形成一个特有的剖面形状，以这种创新的、更坚固有力的设计来适应大幅度的振动，从而提供媲美更大尺寸扬声器的有力低频。除在音圈绕线筒上设计了穿线孔之外，50毫米导波管扬声器还增大了防尘帽，并在纸盆上增加了通风孔。正是这个理想的通风孔位置，满足了该扬声器因超常振幅所带来的对大量通风的需求。

Bose主动声音管理技术

如今的车辆拥有种类繁多的零部件，也有越来越多的新技术被运用于车辆动力总成。这些新技术会使车辆拥有更好的性能，提升车辆的燃油经济性，但是，新的噪音问题往往随之而来。同车辆的外观设计、气味、颜色、触感、操控一样，汽车车内的声音已经成为车辆整体质量形成认知的关键因素之一，是制造厂商考虑的一项重要特性，也是一辆车在其品牌家族中的重要“基因”之一。因此，汽车工程师急需完美的解决方案来改善车舱内整体的声音环境。

要改善车舱内的声音环境，传统的解决方案会选择增加吸引材料、阻尼器，或配备笨重的发动机主动固定装置以及配重平衡轴，但上述方法会牺牲车辆的性能和效率。凭借Bose在汽车声学和降噪技术领域超过30年的研究经验， Bose工程师与整车厂工程师团队一起，经过十年研发，为汽车制造厂商提供了一套独一无二的车舱内噪音控制解决方案，以应对多变的车舱噪音环境，帮助汽车厂商为其消费者制造出拥有更完美驾乘体验的车辆，这就是业内创新的Bose主动声音管理技术。

相比传统解决方案，Bose主动声音管理技术更为有效和高效，仅利用车辆本身的音响系统，就能预测并消除特定频率的噪音。该项技术在最大限度减少动力总成传导到车舱内的噪声的同时，不但无需增加额外的零部件，甚至可以减轻甚至抛弃笨重的零件，给消费者创造出一个高品质的声音环境，更能减轻车辆重量，从而更加节能环保。

二次谐波噪音

理想的发动机声音会随着发动机转速的提高而线性增加，这正是汽车制造厂商不断调校所追求的发动机声音特性目标。但是由于二次谐波的存在，发动机声压会变得高低起伏，完全背离线性特性。而Bose主动声音管理技术，并不是消除全部发动机的声音，而是消除恼人的、令听觉不适的二次谐波噪音（booming），让车舱内的驾驶员听到更安静、更平顺、更悦耳的发动机声音，从而增加驾驶乐趣。

工作原理

车舱内特定区域安装的麦克风接收到的噪音信号、发动机的转数信息会输入到车载功放，而功放会利用内部独特的算法，令车载扬声器发出一个与引擎二次谐波噪音反相的波形。由于波的干涉效应，两个反相波形的声波在空中相遇时会相互抵消，从而使得车舱内二次谐波噪音水平大幅降低。而车内安装的麦克风，能持续监测、测量动力系统传导到车舱内的噪音，实时调控扬声器发出的反相波的波形和幅度。

Bose主动声音管理技术和Bose QC消噪耳机都是通过反相声音来消除噪音，它们的物理原理相似，但分别是为了解决不同的问题而设计。Bose消噪耳机可以抵消一个比较宽泛的声音频率，因为它的消噪范围是一个小而可控的耳罩环境内（相当于一个高尔夫球的大小的范围），能够很精确地抵消波长较短的高频噪声。而Bose主动声音管理技术需要对较大范围内的噪声进行管理和控制，如果要针对频率较高的噪声进行管理，就需要增加车内麦克风的数量。而由于高频声波波长较短，很容易出现局部有效消噪，而局部噪音被增强的情况发生，所以Bose主动声音管理技术属于窄频消噪，它能有效地针对发动机传导到整个车舱内较大空间的特定频段的低频噪音。这些特定频段由汽车厂商指定，以实现他们理想的车舱声音特征，而Bose的工程师则根据每辆车独特的声学特征制定解决方案。

技术应用

目前，Bose主动声音管理技术已应用于英菲尼迪M以及全新凯迪拉克XTS、SRX等多款豪华品牌车型，为这些车辆降低了车舱内噪音水平和燃油消耗，并在保持车辆理想的声音品质的情况下为汽车厂家的工程师在发动机设计上提供了更多的灵活性。

30多年来，Bose汽车音响系统始终将艺术与科学完美结合，把音乐带给人们的乐趣延伸到座驾当中。而Bose主动声音管理技术，反映了Bose对科技的不倦探索，更彰显了其对于汽车行业的巨大贡献。Bose在科技层面的探索创新将不断继续，为汽车带来更为惊艳的听觉风暴。

实验室

调音工具

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