7大众汽车音响娱乐系统.docx
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7大众汽车音响娱乐系统
7大众汽车信息娱乐系统
学习目标
知识目标
（1）熟悉汽车信息娱乐系统的功能；
（2）了解汽车信息娱乐系统的结构组成及各组成部分的工作原理；
（3）了解汽车信息娱乐系统的工作原理；
（4）掌握汽车信息娱乐系统简单故障诊断和排除方法。
能力目标
（1）能熟练使用维修手册；
（2）学会使用万用表对系统部件的检测方法；
（3）学会汽车信息娱乐系统简单故障诊断方法。
7.1概述
1.汽车信息娱乐系统的概念
从1932年第一台车载收音机，到现今汽车信息化产品的出现；从八十年代几个亿的市场份额，到本世纪初上千亿的产业规模，汽车电子产品发生着翻天覆地的变化。
随着信息网络的不断深入和技术创新，汽车进入移动信息化时代的风暴已经来临随着新技术的发展，汽车将不再是孤立的单元，而是成为活动的网络节点。
车载信息系统在车内可以构成独立的网络，同时它也是世界网络的一个节点，因此可以提供许多相应的服务。
汽车车载信息娱乐系统是将汽车内外环境的各种信息单元进行集中收集和处理，并利用计算机软件、无线通讯、多媒体等技术实现多媒体娱乐、GPS定位导航、无线上网、无线通讯、安全防范、移动办公、数字仪表与故障检测等功能，提高驾驶的安全性和舒适性的汽车信息娱乐设备。
既有别于现在的DVD、导航设备，也与普通PC或笔记本电脑有所不同。
实现车载信息系统在车载环境下提供多种与汽车信息化相关的功能，不仅可以取代DVD导航设备，还可以满足汽车通信、娱乐、定位、导航、安全、报警、故障检测等多种需求，为公共交通、公共安全、应急指挥、运输调度、国防军事等领域的用户提供强大的功能与服务。
目前，全球能够生产这种全新体系
架构、功能更为强大的智能车载信息系统的生产厂家并不多，而领先的企业就更少。
2.车载信息娱乐系统未来发展趋势
1）功能集成化
多功能集成，仍是未来车载信息娱乐系统发展的重中之重，将汽车的信息、音频和视频及通信功能进行有效的合成仍是其流行趋势。
目前车载信息娱乐系统的发展受到六方面需求的牵引，它们包括:
（1）车载娱乐系统设备需求；
（2）车载专用导航设备需求；
（3）具备导航功能的车载无线电通信设备；
（4）具备导航定位功能的驾驶员辅助信息系统；
（5）具备导航功能的Telematics（远程信息系统）；
（6）具备导航功能的移动设备。
汽车前装的导航和信息娱乐产品在未来将趋于融合，更多的娱乐、信息、通信功能，如数字电视、多媒体播放器、办公系统、车载电话和网络等，将被集成在一起，这种多功能一体机将成为中高端汽车的标准配置。
2）网络应用
如今，中国已经成为全球最大的移动通信消费国，移动商务的应用需求越来越迫切，随着将来3G网络的不断完善和普及，3G在车载移动信息通讯中将起到至关重要的作用，也将为汽车用户提供更多的高速网络信息功能，在技术驱动的车载信息娱乐市场中，最明显的趋势莫过于基于移动网络的服务将会渗透进汽车娱乐系统的每个角落。
未来，4G网络将大幅提升移动网络用户体验，联网速度和质量的突飞猛进为很多应用创造了可能。
以语音导航为例，目前市场上的车载语音识别相当原始，音频的处理和存储要受语法和讲话模式的限制。
但随着无线高速网络的接入，信息娱乐系统就能够使用云端语音识别系统，这样即便自然使用语言也能实现精确的语音控制，同时满足了安全性和便利的需要。
基于CDMA/EDGE/3G/WIMAX等技术的车载通讯系统。
利用目前迅猛发展的互连网，使车载信息娱乐系统网络化、平台化、“E”化。
通过覆盖全国的GSM/CDMA/GPRS等信号，随时随地无线上网，可高速率实现E-Mail、FTP、网上聊天、浏览信息、网络游戏、图片下载、移动办公、电子商务等网络功能，速度快、性能稳定、安全可靠。
在网络平台化的前提下，能够扩展各种功能，如:
根据实时路况进行路线计算的智能导航；3D导航；利用网络平台实现的移动全球眼；蓝牙拨号上网；支持部分网络软件（PPstrem等）；IPTV；移动办公；播放网络各种媒体格式；数字电视等功能。
3）汽车总线技术应用
基于CAN、MOST、FlexRay汽车总线技术的车载信息娱乐系统。
通过总线的高速数字信号传输，可使车载信息娱乐系统与车内其他电器总成更快速、更安全地传递信息，也可使车内其他LCD屏（例如客车内的吸顶屏、头枕屏）获得高清的数字视频画面。
既有利于汽车电子集成化、一体化功能发展方向的实现，体现出前装市场的强大实力，又使使用者体验到高品质的车载系统的娱乐性和舒适性。
总线作为一种可靠的汽车机网络总线，现早已在汽车上得到应用，从而使得各汽车计算机控制单元能够通过总线共享所有的信息和资源，以达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统之目的。
随着汽车技术的发展，具有高度灵活性、高速传输性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力的总线通信协议必将在汽车电控系统中得到更广泛的应用。
4）软件应用
基于DSP和嵌入式系统的车载信息娱乐智能显示的开发，同时支持AdobeFlashLite3和OpenGLES3D图形等软件，使汽车信息娱乐系统与iPods、U盘、手机及其他消费设备无缝结合，使显示更加智能、美观。
以液晶屏（LCD）作为显示终端，所需的大量、复杂的信息能够以图形方式，灵活、准确地显示在LCD屏幕上。
基本的要求是高亮度及高清晰度显示图形，高实时性响应，并且能够接收来自总线和传感器的信号。
信息娱乐系统需要先进的硬件支持，同时更需要强大的软件，以满足消费者对功能的需求。
软件贯穿系统设计的全过程。
在越来越庞大和复杂的系统中，软件栈、多媒体编解码、虚拟执行系统、有吸引力的HMI图形化人机界面、移动设备的接口都需要软件支持，“整合”成为车载娱乐软件平台的关键词，软件模块化设计、有效的系统软件整合以及有效的软件开发流程是车载娱乐系统开发的有效保证，而支持快速、新型消费类技术运用和升级的软件战略也是非常关键的。
5）高清晰的影音视听
车载信息娱乐系统同时也是一个可以通过用户和其他车辆通讯，拥有多种娱乐和信息的系统。
比许多其他的音频/视频应用，如家电的A/V系统应用要求更丰富。
满足人们对汽车娱乐性、舒适性的要求，可进行卫星数字广播接收、车载数字电视接收、CD/MP3/WMA/DVD播放等，并具有MP4/MP5/IPOD/USB/RMVB/RM/AVI等多媒体播放功能。
音视频文件可以通过无线下载，或移动硬盘接入，彻底免去使用碟片的种种麻烦。
前置中控台或头枕式真彩显示屏和高保真车载音响，更是为用户提供了专业级视听享受。
传统的音视频体验将得到前所未有的提升。
车内的音效、视频显示的质量也愈来愈被终端消费者所重视，如高清晰的收音机、数字高清显示屏和环绕声效等。
简单以收音机为例，传统的AM/FM收音机将会被高清晰度、内容丰富的互联网收音机所取代。
7.2信息娱乐系统的组成
大众汽车信息娱乐系统基本包括：
中央显示与控制单元、音响系统、导航系统、车载多媒体（收音机、CD/DVD机、车载电视、iPHone接口、SD卡插槽等）娱乐系统、车载电话（选装）、天线系统等。
1.音响系统
音响系统主要由功率放大器、高音、中音、低音扬声器组成，某些车型音响系统带有数字声音处理模式DSP。
1）功率放大器
图7-1Naim音响功率放大器
如图7-1所示，功率放大器用于执行音频处理和放大Infotainment显示屏提供的线路电平音频信号。
放大器应最大程度减小失真，以便可以通过扬声器听见声音。
最新一代的Naim13.2通道DSP放大器是定制的并经过校准，以达到该系列各型号的出色音质水平。
Naim放大器的额定功率是1100瓦，比标配放大器更强大，这将使系统内的动态特性更好，使高音量水平播放时的失真更小。
受控制的音频功能有：
（1）音量
（2）低音
（3）中音
（4）高音
（5）平衡
（6）音量控制器
（7）响度
（9）动态补偿
（9）随速音量自动调节
（10）静音
2）扬声器
图7-2大众汽车典型扬声器分布图
如图7-2所示，大众汽车音响系统一般有四个不同类型的扬声器：
（1）高音扬声器
所有高频率声音如语音都经过高音扬声器。
（2）中音扬声器
中等频率到高频率的声音如笛子声都经过中音扬声器。
（3）中低音扬声器
低频率到中等频率的声音如吉他声都经过这些扬声器。
（4）超低音扬声器
超低音扬声器只产生较低频率的声音，如鼓声。
超低音扬声器有特殊设计的外壳，可以减少泄漏到车外的声音。
超低音扬声器超低音扬声器用于产生低音，但标配系统没有超低音扬声器。
通过使低音经过低音扬声器来最大程度减小声音泄漏和振动，从而使更多的声音保留在车厢中。
3）数字声音处理（DSP模式）
数字声音处理用于改善用户的听觉体验。
它可以创造不同的效果，以建立特殊空间的感觉，例如教堂。
这些DSP效果还说明正在用作音频源的各种媒体（如收音机、mp3）。
当所用媒体的质量比CD低时（如ipod/mp3），这将非常有用。
如果使用的音频源质量较低，DSP则允许驾驶员选择合适的模式来改善车内的声音质量。
DSP执行动态均衡，从而对每个基于车速的DSP进行EQ（音量水平）调节。
而一般的音响系统用麦克风读取背景噪声并对EQ水平进行相应的调节。
每个DSP实际是均衡（EQ）模式。
动态均衡用于改变每个DSP模式的设置，以补偿速度增大或顶篷盖位置（打开或关闭）造成的车厢内噪声水平变化。
让客户听到音响系统的声音音量相同，并通过调整声音使客户体验到与车辆静止时相同的收听质量。
2.车载多媒体娱乐系统
1-信息娱乐CAN2-动力CAN3-诊断K-Line4-驾驶员仪表板（CAN网关）5-显示屏6-屏幕控制器7-互连模块调谐器8-辅助面板9-光纤环10-舒适CAN11-复合视频12-红外线信号13-S视频信号14-立体声音频15-DVD播放器
图7-3车载多媒体工作过程
如图7-3所示，信息娱乐系统通过信息娱乐CAN总线和舒适CAN总线把信息娱乐显示屏集成到汽车通信网络中。
此模块还可以通过CAN总线网关接收动力CAN的消息。
遥控器发送红外线信号到后部的任一LCD屏幕，并由LCD屏幕中单独的红外线接收器接收此信号。
一体式LCD红外线传感器用于把红外线信号转换成数字格式（0–5伏）。
后座娱乐系统通过屏幕控制箱连接LCD红外线传感器和DVD播放器。
屏幕控制箱的作用是让乘客同时查看各种输入并能够切换独立可选的音频源。
S视频（单独的视频）电缆在互连模块调谐器、屏幕控制箱和TFT屏幕之间传送视频信号数据。
附加S视频电缆连接在DVD播放器和屏幕控制箱之间。
屏幕控制箱、互连模块调谐器（IMT）和TV调谐器都是通过复合视频电缆连接的。
IMT用作屏幕控制箱和TV调谐器之间的接口。
这使其它与后座娱乐系统无关的TV功能能够使用，并降低视频噪声和音频噪声。
TV调谐器通过信息娱乐总线和复合视频信号与信息娱乐显示屏连接。
将视频图像作为复合视频发送到信息娱乐显示屏。
复合视频是用来传输模拟视频信号到电视或从电视接收模拟视频信号的最常用视频接口类型。
在TV调谐器、IMT、屏幕控制箱和辅助面板之间发送音频信号和复合视频信号。
辅助连接使游戏控制台、其它音频/视频系统或有线耳机能够使用。
黄色接口用于复合视频输出，红色接口用于音频输出，其余的白色接口用于有线耳机。
3.导航系统
图7-4导航系统控制单元与导航光盘
如图7-4所示，导航系统使用存储在导航光盘中的详细地图。
此地图可比较GPS（全球定位系统）卫星网络提供的数据和汽车上的感应器，以计算汽车所处的方位。
该信息可用来计划前往所需目的地的路线。
目的地可手动输入（从地址簿中选择），也可从特殊目的地列表中选择。
导航系统将提供前往目的地的语音和文字指示。
车辆的当前位置通过使用卫星信号和车内的感应器来确定，然后系统将当前位置与导航DVD上详细的地图信息进行比较。
然后再计算出到达目的地的路线。
如果是在不熟悉的城镇，该系统不仅能帮助您找到某个特定地址，还能显示出游乐地点、当地的饭店或下一个加油站的位置。
在路线导航期间，您将通过驾驶员信息面板和信息娱乐系统的显示屏收到关于汽车所处位置、方向、距下一拐弯路口的距离以及抵达时间的信息。
驾驶员信息面板还显示详细信息。
如有任何金属物体放在后行李架上，或者汽车在隧道、室内停车场或者在高楼或大树环绕的某些场所，导航系统可能不大容易接收卫星信号。
4.车载电话
蓝牙rSAP技术让信息娱乐系统能够以无线方式连接到车载电话，并复制电话的SIM卡上存储的信息。
然后，信息娱乐系统便可用来查找电话簿中的联系人，拨打电话并接听电话，或者接收文本（SMS）消息。
如图7-5所示，信息娱乐系统还允许将车载电话SIM卡直接插入汽车内。
这样无需使用车载电话，也可以使用信息娱乐系统来拨打电话和接听电话，以及发送和接收文本消息。
信息娱乐系统可以复制SIM卡上存储的任何联系人详细信息，并可通过信息娱乐系统的控制来添加或修改联系人。
当车载电话连接到汽车时，电话系统将完全“接管”SIM卡中存储的信息，以便能通过信息娱乐系统、专用听筒（如已安装）和语音启用系统对车载电话进行完整功能操作。
图7-5蓝牙rSAP电话与SIM卡直插式车载电话
蓝牙rSAP技术可在兼容的蓝牙电话和汽车之间提供安全的信息无线传输，从您的SIM卡复制信息，以便访问您的服务提供商的网络。
此外，蓝牙rSAP连接还提供到汽车内置的外部天线的虚拟链接，从而减少了车载电话在汽车内释放的电磁辐射。
这还可以减少通话过程中车载电话的电池耗用。
系统可记忆最多九部配对的rSAP电话，可以将其中一部电话设为默认。
同一时间只能连接一部车载电话。
系统始终会首先尝试对默认电话进行自动重新连接。
与汽车配对的第一部电话将成为默认电话。
如果系统找不到默认电话，则会尝试重新连接任何其它配对电话，按照它们上次连接到系统的顺序来进行。
SIM读卡器可在无需车载电话的情况下使用系统。
它还允许将SIM卡永久留在汽车内，以便能在需要时随时使用。
同时，即使不从读卡器中取出SIM卡，仍可以将车载电话连接到系统。
要插入SIM卡，请拉开读卡器盖以使用读卡插槽。
只有在SIM卡的“断角”处于左下角的位置时，才能将SIM卡插入插槽中。
将SIM卡推入插槽中，然后关闭读卡器盖。
正确插入后，读卡器盖应与周围边缘齐平。
5.天线
如图7-6所示，外置天线就是后挡风玻璃上方的一条一条的细线，很好辨认，包括电话/导航天线、GSM网络天线、电视天线、AM/FM天线。
天线系统的控制单元安装在后挡风玻璃前部的顶蓬内饰内。
图7-6天线系统
7.3信息娱乐系统的工作原理
大众汽车信息娱乐系统有两种类型，InfotainmentCAN总线与MOST总线结构：
1）InfotainmentCAN总线
如图7-所示，在InfotainmentCAN总线类型的信息娱乐系统中，各控制单元之间的通讯通过普通CAN总线，传输速率并不高，仅有最高100Kb/s，只有导航控制单元与前部显示控制单元之间的数据通讯采用传输速率较高的光纤介质；组成部件之间呈星形与串行的混合连接。
图7-7InfotainmentCAN信息娱乐系统
2）MOST总线型
图7-8MOST总线型信息娱乐系统
MOST总线拥有独特的环形结构，采用光纤数据传输，这是因为CAN数据总线系统在传输响应性与一次性传输的数据量上，都不能完成相对而言比较复杂的信息娱乐系统的需要。
视频或音频的传输速率要求是兆级的（Mbit/s）。
带立体声的数字电视内容对数据传输速率的要求是至少6Mbits/s。
在以往，这些信息（如视频、音频内容）只能以模拟信号的形式进行传输而CAN总线最大传输速率是1Mbit/s。
MOST光纤总线使得相关组件间进行数字形式的数据交换成为可能。
除了可以减少电线的使用和减轻重量外，光波传输有更高的数据传输速率。
和无线电波相比，光波的波长更短。
另外，它们都不会产生或易受电磁波得干扰。
这些特性使得更高的数据传输速率与对外界干扰免疫成为可能。
本章小结
1．一般中挡汽车中信息娱乐系统主要由收音机、CD/VCD播放器、放大器、扬声器、控制开关、天线、DVD主机等部件组成；较高挡汽车上配有多媒体互动系统，加装车载显示器和车载电话。
2．传统信息娱乐系统工作原理：
音响系统主机分别接收由天线模块、控制开关发送的天线放大信号和控制开关信号，经过处理、分析后控制扬声器工作。
3．现代信息娱乐系统工作原理：
DVD主机通过接收控制开关发送的控制信号，实现信息娱乐系统各种功能的控制；通过接收CD/VCD换碟机发送的音频和视频信号，实现DVD主机和头枕显示器影像播放以及扬声器的音频输出。
同时，与CD/VCD换碟机进行数据通讯；通过接收天线模块发送的天线放大信号，实现控制扬声器播放无线电广播；通过接收车载电话模块发送的音频信号和控制信号，实现驾驶人免提接听。
复习思考题
1．填空题
（1）高档汽车采用多媒体控制系统，它集成了车辆控制、、、、等多项功能。
（2）功率放大器的基本功能是将音频信号进行。
（3）汽车天线有天线、天线和天线。
（4）传统信息娱乐系统主机接收由、发送的天线放大信号和控制开关信号，经过处理、分析后控制工作。
（5）奥迪MMI系统内部由多个控制单元组成，控制单元通过相互连接和传递信号。
2．判断题
（1）（）在无线广播中，分为调幅广播AM和调频广播FM。
（2）（）CD/VCD播放器是将CD/VCD盘上所刻录的音乐或声音影像模拟信号转变为原来的数字信号。
（3）（）奥迪MMI系统所有控制单元都是并联在一起的。
（4）（）高挡汽车上的天线一般都是自动的，只需将点火开关接通，收音机打开时，天线自动升起，点火开关关闭时天线缩回。
（5）（）一般中档汽车中信息娱乐系统主要由收音机、CD/VCD播放器、放大器、扬声器、控制开关、天线、DVD主机等部件组成。
3．简答题
（1）简述信息娱乐系统的类型及组成。
（2）简述传统信息娱乐系统的工作原理。
（3）简述现代信息娱乐系统的工作原理。
（4）简述奥迪A6L装配的MMI系统的组成及功能。
（5）信息娱乐系统常见故障有哪些？
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