芝能科技出品
随着车载音响技术的不断进步，个性化音区的实现已经成为提升车内用户体验的关键技术之一。执行器的布置方式直接影响车内声音的辐射、声道分离、音区分隔及美观集成效果。
我们将从声音辐射与聚焦、声道与音区分隔、安装与隐形集成等方面深入分析执行器的布置方式对车内音响体验的影响，探索如何通过合理布置执行器达到最佳的音质效果，提升个性化音区的实现效果。
● 现有方案对比
◎ 耳机：成本低、声道分离度好、音质可能佳，但佩戴时的触感会干扰用户，且影响车内交流。
◎ 声场合成：无触感干扰、音质不错，但需要大量声源，系统复杂、成本高。
◎ 近耳声源：无触感干扰、音质良好、成本低，但存在位置偏离时效果不佳的问题。
01
声音辐射与聚焦效果
执行器的布置方式在车内音响系统中扮演着至关重要的角色，尤其在声音的辐射和聚焦方面。执行器具有特定的辐射特性，不同布置方式对声音的传播范围和方向性有着显著影响。
● 窄辐射与定位：执行器的窄辐射特性使其能够在特定频率下实现声音的聚焦。例如，从2kHz开始，执行器能够有效聚焦声音，将声音定向传播到指定区域。
在车载音响系统中，通过将执行器布置在头枕、座椅靠背等特定位置，可以精准地将声音聚焦到乘客耳部。
这种布置方式能够有效避免声音扩散到其他区域，从而提升音频的定向性和清晰度。乘客能够在各自的音区内体验到更加沉浸式、清晰的音效，确保每个音区的用户都能享受到最佳的声音效果。
● 宽辐射与均匀度：与窄辐射不同，某些执行器具备宽辐射特性，能够在较大范围内提供均匀的声音效果。尤其是在低频至中频范围内，宽辐射执行器能够覆盖更广泛的区域，确保不同位置的乘客都能体验到相似的音效。
通过合理布置这些执行器，车内座位区域的音效可以得到均匀分配，避免了部分座位区域音量不足或失真，从而提升了音区的覆盖效果和体验稳定性。
在音频播放时，乘客无论处于车内哪个座位，都能享受到一致的声音质量，增强车内音响系统的整体体验感。
执行器将电信号转换为运动，类似于弓弦与琴弦的相互作用，通过耦合将振动传递到面板，再将声波辐射到车内环境。可将其表示为双质量振荡器，在不同的激励条件下（如临界、超临界）工作。
执行器与面板的匹配：执行器位置多样，如 A 柱装饰板等。从力激励到声辐射的传递过程复杂，因为面板的质量、刚度、阻尼等存在差异，需要使执行器和面板的阻抗相互匹配，以实现高效的声音辐射。
除了声音辐射特性，执行器的布置方式还直接影响车内音区的分隔效果以及声道的清晰度，这对个性化音区的实现至关重要。
● 声道分离度：执行器的布局对于声道的分离度有着直接影响。
通过合理布置执行器，能够有效减少不同声道之间的声音串扰，提升声道分离效果。例如，在高频段，执行器可以通过合理的布置，实现良好的声道分离，尤其是在100Hz以上频段，表现尤为突出。
这种布置使得每个乘客都能够清晰地分辨出不同声道的音频内容，提升音响系统的立体感和层次感。
在实际测试中，合理布局的执行器能够在高频段实现更好的声道分离，保证每个音区的独立性，为车内每个乘客提供个性化的音频体验。
● 音区分隔度：执行器的布置对于音区分隔度也有重要影响。
在车载音响系统中，音区分隔度决定了不同音区之间的隔离效果。通过将执行器精确布置在各个音区的关键位置，可以有效避免音区之间的声音泄漏，确保每个音区的私密性和独立性。
在实际测试中，合理布置的执行器在100Hz以上频段能够实现更好的音区分隔度，通常大于10dB，且高频段的分隔效果更为显著。
每个乘客的音区得到有效隔离，从而避免了相邻音区之间的声音干扰，保证了个性化音区的独立性，使得每个乘客都能够享受属于自己的音频世界。
◎ 现在的设计频率范围扩展至 100 - 20000Hz；体积小、重量轻（78g ，相比传统扬声器 230g）；
◎ 设计自由度高，一种设计可适用于多种场景，能在任意位置隐形集成；
◎ 辐射角度窄，声音定位容易；
◎ 某些执行器可实现从约 2kHz 的声聚焦，在大表面上提供沉浸式音效体验；
◎ 矩形执行器易于集成，且可完全密封。
◎ 对于执行器，其支撑结构（如头枕外皮）成为音响系统的一部分，增加了音响系统开发的复杂性；
◎ 部分材质（如纺织物 / 塑料）制成的执行器容易损坏；
◎ 圆形执行器集成困难；单边悬挂的执行器稳定性差。
02
个性化声音安装
与隐形集成效果
执行器集成到头枕时，需要制作与头枕外皮完美贴合的传输板，在头枕泡沫内进行切割以安装执行器，最终实现非穿孔式的隐形集成，相比基于扬声器的头枕（需要穿孔），外观更美观。
执行器的安装方式有多种，如仅使用粘合剂层、粘合剂层加固定（螺丝、热铆、卡扣等）在车载音响系统的设计中，执行器的安装方式和隐形集成效果同样是提升用户体验的重要因素。合理的执行器集成方式不仅可以提升音响性能，还能确保车内空间的美观和整洁。
● 集成难度：执行器的形状和尺寸直接影响其在车内结构中的集成难度。
◎ 矩形执行器相对较易集成，能够适应不同车内结构的安装需求，特别是对于头枕等区域，矩形执行器可以通过粘合剂和其他固定方式灵活安装，从而实现隐形集成，避免对车内整体设计产生影响。
◎ 而圆形执行器则相对较难集成，可能限制其在一些空间紧凑、对隐形效果要求较高的车内环境中的布置。
选择合适的执行器形状和尺寸对于车内音响系统的集成性和美观性至关重要。
● 隐形与美观：隐形集成的要求使得执行器的安装方式必须巧妙而不显眼。
在头枕、座椅靠背等位置合理布置执行器，既能满足声学性能的需求，又不会破坏车内的美观设计。
例如，通过巧妙布置执行器，能够实现在车内几乎无穿孔的隐形安装，使得音响系统的声音效果得到充分发挥的同时，保持车内装饰的一体感和整洁感。
对于注重车内设计美学的用户而言，这种隐形集成的设计无疑是提高车内音响体验的重要方面。
◎ 执行器在约 100Hz - 10kHz 范围内工作，在约 200Hz 时效率最高；
◎ 扬声器在约 700Hz - 10kHz 范围内工作，在约 4kHz 时效率最高。
执行器能激发更宽的频率范围，带来更震撼的音效体验，且适合用于主动降噪系统。
◎ 执行器在大于 200Hz 时 THD 较低（在 3kHz 处有峰值，因基音辐射低）；
◎ 扬声器在大于 700Hz 时 THD 较低（在 600Hz 处有峰值，因基音辐射低），总体而言执行器的失真更低。
高频段的声道分离度更好，但由于反射，低频段的声道分离度会降低。当声道分离度达到 18dB 时，人耳可感知到近乎 100% 的声道分离效果。
在无声音算法支持的情况下，从 100Hz 开始音区分隔度始终大于 10dB，且高频段的音区分隔度更好。
在头部位置偏移约 10cm 以内时，对音效影响不明显；但从约 20cm 开始，会出现显著偏差。
小结
执行器的布置方式对车内个性化音区的实现至关重要，合理配置窄辐射和宽辐射执行器，能够提升声音的定位性、清晰度和沉浸感。而通过优化声道分离度和音区分隔度，能够确保不同音区之间的独立性，避免声音干扰。
执行器可隐形集成到头枕中；相比基于扬声器的头枕，基于执行器的头枕能辐射更宽的频率范围，且低频表现更优；特别适合用于主动降噪（ANC）和道路噪音消除（RNC）。
