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關(guān)于聲音設(shè)計(jì)，海德聲科 HEAD acoustics能做些什么？
2021-02-26 17:40:32· 來(lái)源：海德聲科 HEAD acoustics 作者：NVH技術(shù)部
提到“聲音設(shè)計(jì)”，身為NVH工程師，你首先會(huì)想到什么？ 是讓腎上腺素飆升的V8聲浪？ 是車內(nèi)高品質(zhì)3D立體聲？ 還是30kph的行人提示音？ 其實(shí)聲音設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍，比你想象的更廣。 首先我們要區(qū)別noise（噪聲）與sound（聲音）的概念。兩者給人的主觀感受截然
首先我們要區(qū)別noise（噪聲）與sound（聲音）的概念。兩者給人的主觀感受截然不同。Noise給人的感覺(jué)總是不好的、消極的甚至排斥的，而Sound是主觀可接受的、愉悅的或者至少是中性的。NVH工程師需要做的，就是先減少“不美好”的噪聲，再讓噪聲變成可以與我們和平共處的聲音。
傳統(tǒng)的減振降噪思路是“源-路徑-接受者”，這種方法一般運(yùn)用在NVH開發(fā)初級(jí)階段，主要通過(guò)頻譜分析和階次分析等實(shí)現(xiàn)。而隨著近年來(lái)汽車技術(shù)的發(fā)展，用單一聲壓級(jí)評(píng)價(jià)噪聲已經(jīng)不能滿足需求，聲品質(zhì)應(yīng)運(yùn)而生。聲品質(zhì)測(cè)試無(wú)論是從流程還是參數(shù)指標(biāo)而言都要復(fù)雜一些（ 相關(guān)文章：）。但是10年前新能源汽車熱潮的出現(xiàn)，將“減振降噪”這一最基本的需求又一次推向新高度，聲音設(shè)計(jì)被制造商視為決定品牌聲音DNA的核心。
聲音設(shè)計(jì)基于聲品質(zhì)和聲壓級(jí)而開發(fā)，在燃油車和新能源車有不同的設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景。
1）主動(dòng)降噪技術(shù)（ANC-Active Noise Cancellation）：其原理是發(fā)出與初級(jí)噪聲（聲源）幅值和頻率相同、反相位（相差180度）的次級(jí)噪聲以實(shí)現(xiàn)降噪。當(dāng)下主流方法是采用自適應(yīng)濾波器的實(shí)時(shí)處理反饋流程，包括拾音、處理和發(fā)聲三步。ANC主要運(yùn)用在低速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的中低頻噪聲控制（主要是階次）。路噪和風(fēng)噪產(chǎn)生的機(jī)理與可變因子更加復(fù)雜，要在車內(nèi)實(shí)現(xiàn)更加寬廣面積的三維聲場(chǎng)降噪也更困難，因此直到2019年，現(xiàn)代汽車的RANC才得到工程驗(yàn)證（參考案例：）。
2）主動(dòng)發(fā)聲（ASD-Active Sound Design）：與ANC思路相反，即在原車聲音基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)增強(qiáng)或優(yōu)化，讓聲音聽起來(lái)悅耳。某些品牌汽車的聲音獨(dú)特性甚至已經(jīng)表征了該品牌的DNA，如適當(dāng)強(qiáng)化半階次能量讓聲音聽起來(lái)更加強(qiáng)勁澎湃；切換到Sport pro模式時(shí)，ASD讓你體驗(yàn)到2.0升自然吸氣或渦輪增壓的直列四缸也能開出V8的自信 (參考案例：)。
無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)、路噪的主動(dòng)降噪控制還是對(duì)進(jìn)排氣聲浪設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)的原聲記錄與回放、主客觀反復(fù)推敲評(píng)價(jià)和模型的建立與工程驗(yàn)證每一步都舉足輕重！
新能源汽車
聲音設(shè)計(jì)主要運(yùn)用在警示音AVAS/Acoustic Vehicle alerting System和主動(dòng)聲浪ASD方向。
相比于燃油車通過(guò)噪聲的單項(xiàng)法規(guī)要求而言，電動(dòng)汽車的主動(dòng)發(fā)聲更加嚴(yán)苛和詳細(xì)，比如對(duì)最低聲級(jí)限值、頻移速率和行人距離探知等的規(guī)定。2010年，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）頒布了《2010行人安全增強(qiáng)法案》；2011年，歐盟關(guān)于電動(dòng)汽車提示音法案《UNECE Consolidated Resolution on the Construction of Vehicle (R.E.3)》落地；2018年，中國(guó)（GB/T37153-2018）也公布了相關(guān)規(guī)定。
在滿足法規(guī)的基礎(chǔ)上，電動(dòng)汽車的聲音設(shè)計(jì)變得既單一又復(fù)雜。一方面由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和進(jìn)排氣這套復(fù)雜的聲源系統(tǒng)，便于專注于單一聲音設(shè)計(jì)，另一方面也正是因?yàn)闆](méi)有這些背景音的掩蔽，所以要更加深入地研究聲音本體、行人與司乘感知、環(huán)境影響和復(fù)雜工況與聲音匹配等因素（參考案例：）。
AVAS（或ASD）發(fā)聲是從無(wú)到有（也可以是模仿內(nèi)燃機(jī)改進(jìn)而來(lái)），試想有10輛不同品牌不同級(jí)別的電動(dòng)車同時(shí)行駛在道路上，所有的聲音相互干擾疊加和掩蔽時(shí)就可能出現(xiàn)如Klaus Genuit教授所言的情況：一支管弦樂(lè)隊(duì)的小提琴手出現(xiàn)跑調(diào)產(chǎn)生的不和諧聽感。這也是Genuit教授強(qiáng)調(diào)要“”的原因，要更加注重對(duì)心理聲學(xué)的研究，即人對(duì)聲音（包括語(yǔ)言和音樂(lè)）的生理與心理感知。這不僅涉及到掩蔽效應(yīng)、雞尾酒效應(yīng)、雙耳聽覺(jué)模型和響度理論等，還要求掌握樂(lè)理知識(shí)、心理學(xué)和環(huán)境聲學(xué)的新技能，同時(shí)兩方面最好又能融會(huì)貫通，太難了……但這不是遙不可及的，有些車企已經(jīng)做出了很好的示范。例如福特Mustang Mach-E聲學(xué)團(tuán)隊(duì)與Ozone音樂(lè)室合作，為不同駕駛模式提供最為契合的模擬音效。Volvo S90為駕乘者送了一座移動(dòng)的哥德堡音樂(lè)廳。而操刀Lotus Evija蓮花的聲音設(shè)計(jì)的傳奇嘻哈鼓手Patrick曾說(shuō)過(guò)：“讓聲浪就像饒舌音樂(lè)般精準(zhǔn)踩點(diǎn)，而車宛若舞者一樣與聲浪合拍律動(dòng)”。
當(dāng)然，聲音設(shè)計(jì)并非易事，它決定著一個(gè)品牌的DNA，是某種生活方式的選擇，也是某種理念的傳達(dá)。
工欲善其事，必先利其器
我們不只設(shè)計(jì)聲音，我們還提供聲音設(shè)計(jì)的工具和方法！
【工具】
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強(qiáng)大的濾波回放工具M(jìn)ark Analyzer（）
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交互式聲音設(shè)計(jì)工程Sound Engineer（）
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“深海級(jí)靜音”背后的黑科技SoundSeat()
【方法】
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基于心理聲學(xué)專業(yè)的評(píng)價(jià)方法Jury Testing（）
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聲品質(zhì)參數(shù)開發(fā)流程（）
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基于TPA EV whine noise 路徑排查及改進(jìn)（）
海德聲科（HEAD acoustics China）是全球領(lǐng)先的聲學(xué)解決方案及聲音與振動(dòng)分析領(lǐng)域供應(yīng)商HEAD acoustics GmbH在中國(guó)設(shè)立的子公司。HEAD acoustics憑借其在聲學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)性和相關(guān)軟硬件研發(fā)的先驅(qū)地位，在NVH、聲學(xué)和語(yǔ)音音頻質(zhì)量的測(cè)量、分析和優(yōu)化領(lǐng)域廣受贊譽(yù)。其產(chǎn)品和服務(wù)廣泛用于汽車、電信，IT設(shè)備、辦公用品和家電行業(yè)的制造商和研究機(jī)構(gòu)，以及在聲音環(huán)保領(lǐng)域的企業(yè)與院所等。
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