What？主動增加噪聲？對電動汽車可以有！

 

生活中很多事情也總是可以從相反的兩面去看，給我們生活造成不少干擾的噪聲，一樣也有正反兩面的意義。噪聲成為現代城市人的健康殺手之一，而有時候，噪聲也是人們的“朋友”——日益受歡迎的電動汽車幾乎沒有發動機的噪聲，在路面上行駛時很難被行人察覺，從而增加了不少安全隱患。為此，越來越多的整車廠人為增加模擬的發動機聲音，實現行人安全提醒。

 

 

ADI公司就推出了一款嵌入式系統，用于為電動(EV)和混合動力汽車(HEV)產生發動機聲音。通過采用ADSP-BF706數字信號處理器和電動汽車警示音系統(EVWSS)固件，汽車制造商能夠滿足電動和混合動力汽車低速行駛時對外部發動機聲音的未來安全規范要求。事實上，不僅外部行人需要發動機噪聲來起到警示效果，通過在駕駛艙產生適當的發動機噪聲也有助于改善車主的駕駛體驗。

 

ADI解決方案包含完整的硬件和固件參考設計。利用ADSP-BF706或 ADAU1450 數字音頻處理器擴展后，分別可用于高性能應用或入門級應用。ADSP-BF706采用存儲器映射四通道SPI存儲器，能夠更快速、更便捷地訪問存儲的用于產生發動機聲音的音頻文件。它最多可以同時訪問24個WAV文件，而傳統產品一般只能訪問五個。 

 

抑制噪聲提高駕乘體驗，駕駛艙路噪消除不簡單

 

過去兩年，主動降噪功能成為耳機產品熱賣助推器，降噪功能一開世界瞬間靜下來的體驗讓消費者樂得掏腰包。而對于“移動的家”，汽車駕乘體驗就飽受噪聲影響，噪聲體驗成為新車購買決策的影響因素之一。近年來隨著ANC（主動降噪）技術的成熟，主動降噪功能近兩年獲得汽車廠商的關注。

 

前不久，ADI公司宣布與現代汽車公司合作推出業界首個全數字路噪降噪系統。無獨有偶，在媒體的公開報道中，BOSE也推出了這項汽車“黑科技”——降低胎噪的主動降噪技術。有意思的是，披露出來的信息顯示，這兩個業界知名企業的相關設計中都采用了ADI汽車音頻總線(A2B)技術。

 

 

降噪的原理很簡單：空氣傳播的聲音都是震動的波，有波峰和波谷，那么只要偵測到波峰波谷，主動的發出與波峰波谷相反的聲音，就可以做到正負抵消掉聲音的波。然而，汽車降噪方案中音頻處理并非關鍵，因為耳機的降噪方法不能直接推廣到汽車上。與耳機的聲學模型不同，人在車中坐、聲從路上來，汽車路噪降噪需要對外部噪聲采樣，對部署于汽車底盤或輪轂上的振動傳感器或麥克風采集機的數據處理和延遲提出了挑戰，如果傳輸延遲長、處理速度慢，就“悲劇”了——沒等降噪聲波抵達產生抵消的效果，噪聲聲波已經進入乘客耳膜了。考慮到道路或發動機噪音到達乘客只需要大約 0.009 秒，當前汽車總線傳輸技術有點鞭長莫及。

 

由于A2B針對音頻應用進行優化，速度為50Mbps，非常適合數字麥克風。而非常重要的是，A2B可以保證延時最多2個時鐘周期，從而為ANC/RNC這樣的延時敏感型應用提供了時間確定性。A2B技術提供的超低確定性延遲特性，A2B技術提供同步數據交換，保證最大延遲低于50 µs，為0.009秒的聲音傳播條件下的噪聲消除創造了必要條件。從媒體公開的現代汽車的相關數據顯示，由于其計算和信號傳輸速度得到了優化，僅需 0.002 秒即可分析噪聲并產生由數字信號處理器產生的反向聲波。傳感器不斷監視道路噪音狀態，并將信息發送到數字信號處理器。全數字路噪降噪系統能夠進行準確的噪聲分析和快速計算，確保及時消除駕駛員、乘客和后排各個座椅位置的道路噪聲。

 

本文小結

 

有意思的是，上面提到的兩個與噪聲的解決方案核心芯片均不是“為噪聲而生”，ADI公司的ADSP-BF706或 ADAU1450 數字音頻處理器其實早被廣泛應用于傳統的音頻系統中了。兩年前在傳統音頻方案中通過增加數字信號處理器和電動汽車警示音系統(EVWSS)固件，采用ADI公司的 Sigma Studio集成開發環境 (IDE)，OEM可在使用ADAU1450時靈活調整聲音。因此，方案現成而簡單，即便編程經驗極少的音響師也能夠優化音頻性能，縮短開發時間。

 

ADI公司的A2B總線系列產品的初衷則是為消減"復雜度、重量，以及附加成本而設計的。而A2B技術提供同步數據交換，保證最大延遲低于50 µs的特點，在汽車降噪延遲特性要求嚴格的路噪降噪應用中獲得新的應用“發掘”。同樣的特性，A2B也在遠程會議系統獲得應用，利用A2B技術提供的超低確定性延遲特性，所涉及的麥克風數量、可用的處理能力和系統中的延遲都會影響波束成形實現的有效性。A2B總線確定的延遲特性為路噪主動降噪提供了可能，也為汽車減少被動降噪的成本提供了空間，為提高駕乘體驗提供了新的思路。

 

 

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