近些年來(lái)，隨著家用轎車的迅速普及，汽車音響，車載 GPS 等車載娛樂(lè)設(shè)備也得到了大力發(fā)展。同時(shí)，由于人們獲取音樂(lè)節(jié)目源的途徑也日趨多樣化，從傳統(tǒng)的CD,DVD,FM/AM收音，到現(xiàn)在的GPS 導(dǎo)航，3G,USB 及智能手機(jī)，MP4 等手持設(shè)備，車主們都希望能將這些音樂(lè)節(jié)目源和播放設(shè)備能無(wú)縫接駁到汽車音響系統(tǒng)中，以在旅途中能隨時(shí)隨地的享受影音樂(lè)趣，減輕旅途疲勞。因而，車載音響系統(tǒng)已經(jīng)成長(zhǎng)為繼家庭影院之后的移動(dòng)影院中心。

　　相比于家庭影院而言，車載影音系統(tǒng)更加注重于聲音的質(zhì)感。因而在汽車音響系統(tǒng)中對(duì)聲音的重放和處理也就越來(lái)越高。在汽車這樣一個(gè)有限的空間中，如何使音響系統(tǒng)能靈活的接駁多種音源并兼顧各種音源的不同特性（如音源的幅度大小不同，音源的品質(zhì)不同，單多通道不同等），以提供駕乘人員完美的音樂(lè)享受，是我們今天的汽車音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們的一個(gè)挑戰(zhàn)。毫無(wú)疑問(wèn)，由于傳統(tǒng)的模擬音頻處理方案處理能力簡(jiǎn)單，分離度大，在汽車環(huán)境中易受干擾等缺點(diǎn)，正在慢慢退出歷史舞臺(tái)， DSP 數(shù)字音頻處理技術(shù)以其強(qiáng)大而靈活的處理能力正在成為工程師們關(guān)注的新的技術(shù)焦點(diǎn)。DSP 數(shù)字音頻處理技術(shù)能在占用很少PCB 空間的情況下實(shí)現(xiàn)高低通濾波，多通道處理，多通道的混音，噪聲門，壓限，31 段圖形EQ,多通道多段PEQ,低音管理，增益調(diào)節(jié)及音量調(diào)節(jié)，輸入靈敏度的管理及延時(shí)，聲場(chǎng)平衡和聲場(chǎng)左右前后移動(dòng)等等所有必須的音頻處理功能。然而，正由于DSP 數(shù)字音頻處理技術(shù)功能的強(qiáng)大及應(yīng)用的靈活性，軟件開(kāi)發(fā)及聲音的調(diào)試相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬音頻處理來(lái)說(shuō)要復(fù)雜得多，需要工程師們對(duì)于DSP 軟件的處理及系統(tǒng)有比較深入的了解和研究。鑒于此，深圳市格律聲電子科技有限公司（www.greensound.net.cn）憑借多年在DSP 技術(shù)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)汽車音響系統(tǒng)的深入理解，特別推出了針對(duì)于汽車音響系統(tǒng)的DSP 音頻處理模塊，對(duì)于該系列模塊的控制，只需通過(guò)UART發(fā)送簡(jiǎn)單的命令，而且這些命令都可以由G-SOUND的GUI DSP 開(kāi)發(fā)工具實(shí)時(shí)生成，而不需要工程師們?cè)偃ラ喿x枯燥的寄存器文檔和深入了解DSP 的架構(gòu)。本文以GS1068 在一個(gè)4.1 汽車音響系統(tǒng)的應(yīng)用為例來(lái)討論汽車音響系統(tǒng)的DSP 數(shù)字音頻處理，以拋磚引玉，希望廣大汽車音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們能一起來(lái)參與討論，以使我們能設(shè)計(jì)出更加高性價(jià)比的汽車音響系統(tǒng)，為我們汽車的駕乘者帶來(lái)質(zhì)的音樂(lè)體驗(yàn)。

　　格律聲 G-SOUND 系列音頻處理模塊內(nèi)含32Bit DSP 處理器，相對(duì)于通用DSP 來(lái)說(shuō)，該DSP 特別為音頻處理做了優(yōu)化，從而加速音頻處理算法的計(jì)算來(lái)提高音頻處理的實(shí)時(shí)性。

　　內(nèi)建高性能（108dB DR, -98dB THD+N）的ADC,DAC;其中GS1068 DSP 數(shù)字音頻處理模塊還內(nèi)含SPDIF 的接收解碼器。該模塊能夠接收6 組立體聲即12 通道的模擬音頻輸入，和一路SPDIF 的光纖或同軸數(shù)字音頻信號(hào)；能同時(shí)處理兩組立體聲模擬音頻和一路數(shù)字SPDIF共6 通道的音頻信號(hào)。8 通道的模擬音頻直接輸出。GS1068 采用單5V 供電，UART 通信接口。汽車音響系統(tǒng)MCU 只需發(fā)送簡(jiǎn)單UART 命令，即可實(shí)現(xiàn)各種音頻處理算法的調(diào)節(jié)，各種調(diào)節(jié)參數(shù)的命令由圖形化開(kāi)發(fā)工具在拖拉調(diào)節(jié)音頻參數(shù)時(shí)實(shí)時(shí)生成。

GS1068 音頻DSP 處理模塊

　　該 4.1 汽車音響系統(tǒng)共接入了6 組立體聲的模擬音頻，包括藍(lán)牙，GPS,收音，3G, 車載電視，一路AUX;同時(shí)DVD 通過(guò)SPDIF 將音頻信號(hào)傳輸給DSP 模塊進(jìn)行處理。4x40W喇叭輸出以及低音線路輸出。其中GPS 需要與另外6 組立體聲音源中任何一組進(jìn)行混音，而不中斷當(dāng)前的節(jié)目聲音。FL/FR 為小喇叭，切頻點(diǎn)在100HZ,RL,RR 是大喇叭，頻響范圍為20HZ 到20KHZ.采用傳統(tǒng)的4X40W 模擬功放。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，基于GS1068 利用G-SOUND 的DSP 開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)了一套數(shù)字音頻處理方案?？驁D如下：

　　由框圖中可以看出，該方案采用的音頻處理算法有：噪聲門，圖形EQ,低音管理，路由器，高低音濾波器，高低音調(diào)節(jié)，參數(shù)EQ,延時(shí)器，音量，壓限器，增益調(diào)節(jié)等。下面分別說(shuō)明各種算法在系統(tǒng)中的作用及如何調(diào)節(jié)。

　　噪聲門：顧名思義是抑制噪聲的開(kāi)關(guān)。噪聲門抑制噪聲的程度主要是由門限電平和噪聲門深度兩個(gè)參數(shù)來(lái)決定的，當(dāng)輸入信號(hào)加噪聲低于門限電平時(shí)，信號(hào)幅度被大大地衰減（衰減程度即是噪聲門深度），當(dāng)輸入信號(hào)加噪聲高于門限電平時(shí)，信號(hào)以1:1 的幅度通過(guò)，通常門限電平設(shè)置在信號(hào)動(dòng)態(tài)的下限與噪聲電平相近的電平上，這樣在音樂(lè)開(kāi)始，停頓，換曲時(shí)，聽(tīng)眾不能感覺(jué)到噪聲的存在，從而在聽(tīng)感上就會(huì)覺(jué)得該音響系統(tǒng)的音樂(lè)純凈，信噪比高。

　　噪聲門的另外一個(gè)重要的參數(shù)就是噪聲門的保持時(shí)間，是指當(dāng)噪聲門監(jiān)測(cè)到信號(hào)低于噪聲門限值時(shí)，噪聲門打開(kāi)的時(shí)間。以下為噪聲門三個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)界面，用鼠標(biāo)直接拖放即可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)DSP 模塊噪聲門的設(shè)定，并可以在CMD 欄中顯示發(fā)送給DSP 模塊的命令值，在FEEDBACK 中顯示返回來(lái)的DSP 模塊調(diào)整之后的當(dāng)前值。

　　同樣的，XOVER,31 段GEQ,PEQ,延時(shí)器，壓限器等都可以利用該圖形化工具做相應(yīng)的調(diào)整。在實(shí)際的汽車音響系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)，MCU只需將這些調(diào)節(jié)的命令表存在FLASH 中，然后實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)用，即可完成DSP 軟件的開(kāi)發(fā)和聲音的設(shè)定。當(dāng)然，聲音的調(diào)試效果則需要的聽(tīng)音工程師進(jìn)行把關(guān)，同時(shí)，格律聲也可以提供現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音方面的技術(shù)支持。

　　在后裝汽車音響市場(chǎng)，因?yàn)槊靠钴嚨拇笮。葼顟B(tài)各不相同，4S 店或者汽車音響改裝店需要針對(duì)于不同的車型進(jìn)行音響后裝調(diào)試，往往費(fèi)時(shí)而且效果并不是很理想，有可能客戶花了高價(jià)錢買了好的車載音響系統(tǒng)，而由于后裝調(diào)試不夠而影響到了音響系統(tǒng)性能的整體發(fā)揮。格律聲經(jīng)過(guò)多年的研究，開(kāi)發(fā)了一套自動(dòng)測(cè)試?yán)燃翱臻g特性的算法，并能根據(jù)測(cè)試結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償喇叭及空間特性。其原理是，由DSP 內(nèi)部產(chǎn)生一些特定的噪音序列，通過(guò)麥克風(fēng)拾取從喇叭發(fā)出的聲頻響反饋回DSP,DSP 根據(jù)得到的聲頻響特性來(lái)計(jì)算喇叭的補(bǔ)償曲線、優(yōu)化設(shè)定喇叭的音量及延時(shí)等，從而使聽(tīng)音效果達(dá)到狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程只需要用戶或后裝音響調(diào)試時(shí)將配送的麥克風(fēng)接上，將麥克風(fēng)放置在目標(biāo)聽(tīng)音位置，然后按下自動(dòng)設(shè)定的按鈕，經(jīng)過(guò)幾分鐘的測(cè)試及計(jì)算后，便可自動(dòng)完成優(yōu)化設(shè)定。在這個(gè)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有喇叭沒(méi)有接好或者極性接反了的話，會(huì)提示客戶進(jìn)行檢查。如果用戶需要得到自己定制的特別的曲線，也可以在優(yōu)化之前調(diào)整31 段圖形EQ 完成目標(biāo)曲線的設(shè)定，然后再執(zhí)行自動(dòng)優(yōu)化的過(guò)程即可。