车载环境下的噪声分析

做者：凌逆战
时间：2019年11月1日
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　　想要下降汽车噪声，就要了解汽车室内噪声环境，

汽车噪声系统框图

外部激励：风噪、路噪以及环境噪声等激励噪声

内部激励：悬架系统、变速箱系统、发动机等系统在行车时形成的 振动激励噪声

车腔噪声以非线性形式传导，一般将其传导方式分为固体传导和空气传导

• 固体传导：车辆悬架系统、发动机、变速器、制动系统等振动部件经过汽车底盘传输至车身，后经车身的振动产生辐射噪声引发车腔内的噪声
• 空气传导：汽车行驶时与空气摩擦噪声等经过壁板辐射进入车内的噪声

汽车的主要噪声源和传播途径

　　因为被动噪声控制(Passive Noise Control，PNC)技术，使用高效的隔音吸音性强的材料吸取辐射噪声。因为 PNC 技术能很好的吸附高频噪声，起到有效的缓解车内噪声的做用。

　　可是 PNC 技术用于抵消车内的低频段噪声不会起到良好的效果，相反因为材料价格昂贵、质量大会对汽车的生产装配形成很大的困难，而汽车车腔内的噪声又以低频噪声为主，因此 PNC 技术在处理车内的低频噪声具备很大的劣势。

注意：汽车车腔内的噪声又以低频噪声为主，所以回声消除、车载降噪等算法的目标也主要是低频噪声，还有人说话的声音。

车内噪声的来源和传播路径

动力系统、进排气系统、冷却系统等声源产生的噪声会围绕车造成一个不均匀的辐射声场，噪声会经过车身板件和门窗孔隙进入车腔，或是做用在车身板件经过固体传导振动造成辐射噪声进入车腔。

500Hz以上 空气传声所占能量大

400Hz以上 固体传声所占能量大

前面已经说了，高频声音几乎被车内吸音材料吸取，咱们主要须要处理的就是低频噪声

发动机主要噪声分析：

（1）燃烧噪声： 发动机的燃烧噪声是以高频为主，由于气缸内燃料燃烧致使压力增大生成的冲击波的振动而产生的，其大小区别于发动机的结构自己的一种噪声。因为被动降噪已经能够对高频为主的燃烧噪声进行良好的控制，因此不作重点研究。

（2）机械噪声： 机械噪声是发动机工做时，传动系统运动件与固定件之间发生周期性变化的机械做用力做用产生的，其与汽车的结构参数、动力参数有着直接的关系。在实际应用中，必须注意由不平衡惯性力引发的振动和噪声。

（3）进气噪声：进气噪声主要以低频成分为主，

（4）排气噪声：汽车排气噪声的振动源主要有四个：发动机的机械振动、气流冲击、声波激励以及车体振动，低频为主

车内主要噪声分析：

（1）空调噪声：空调系统工做时发出的噪声，包括风机产生的逸入房间中的噪声，和风管末端处的再生噪声，风机产生的噪声是叶片旋转时撞击周围空气而产生的有调噪声和有涡流引发的无规则噪声

（2）讲话声音：人类基音的范围约在70~350Hz之间，男声的基音频率通常在100~200Hz之间，女声则在200~350Hz之间，正常人可以听见20Hz到20000Hz的声音，而老年人的高频声音减小到10000Hz（或能够低到6000Hz）左右。

车外主要噪声分析：

（1）风噪：汽车在高速行驶的过程当中迎面而来的风的压力已超过车门的密封助力进入车内而产生的，行驶速度越快，风噪越大（主要经过：四门密封间隙、包括总体薄钢板产生和传递）

（2）路噪：车辆高速行驶的时候风切入造成噪声及行驶带动底盘震动产生的，还有路上沙石冲击车底盘也会产生噪声，这是路噪的主要来源（主要经过：四车门、后备箱、前叶子板、前轮弧产生和传递）

共鸣噪声：车体自己就像是一个箱体，而声音自己就有反射和重叠的性质，当声音传入车内时，如没有吸音和隔音材料来吸取和阻隔，噪声就会不断折射和重叠，造成的共鸣声（主要经过：噪声进入车内，叠加、反射产生）

划重点：BB了那么多，车内噪声，主要就是处理低频声音，并且车内噪声混杂，所以车内的噪声多为不相关信号。咱们在作车载音频降噪的时候，主要针对这两条特性进行算法设计就能事半功倍啦~。