1.本发明涉及汽车降噪技术领域，尤其是涉及一种汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统。
背景技术：
2.随着汽车工业发展以及人民生活水平的提高，消费者对汽车内部噪声要求越来越高。处理汽车内部噪声的传统方法为机械方式，如优化车体结构、增加减震吸音材料、使用降噪轮胎等，这些方式成本较高、开发周期长，且会增加车身重量，效果比较有限。在机械方式处理基础上，现在有采用控制车内扬声器的主动降噪技术，然而大多数主动降噪主要是发动机噪声降低，无法降低路噪。
技术实现要素：
3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统，利用一套系统同时实现汽车主动降噪功能与音频功率放大功能，可显著降低整体成本，减轻重量，使车内系统结构更加简洁，并能够降低汽车开发周期。。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统，该系统包括主控芯片、两路a2b总线、通讯总线和音频功率放大电路，所述主控芯片与两路a2b总线、音频功率放大电路和通讯总线分别连接，所述音频功能放大电路与多个汽车扬声器连接，一路a2b总线连接带有a2b总线的麦克风，所述带有a2b总线的麦克风模拟人耳，另一路a2b总线连接带有a2b总线的振动传感器，所述带有a2b总线的振动传感器采集汽车运动状态下的振动信号，所述通讯总线接入车载can信号，用以获取发动机转速信号和车窗开启信号，所述带有a2b总线的麦克风采集车内声波信号，所述带有a2b总线的振动传感器获取汽车振动信号，所述主控芯片基于车载can信号、车内声波信号和汽车振动信号执行发动机噪声降低、路噪降低及音频信号功率放大。
6.所述主控芯片执行发动机噪声降低的具体步骤包括：
7.11)首先根据车载can信号判断是否具备开启发动机噪声降低功能的条件；
8.12)当具备发动机噪声降低功能启动的条件时，通过整车can读取发动机转速，同时通过带有a2b总线的麦克风采集车内声波信号，进而计算用于发动机噪声降低功能的音频信号；
9.13)将步骤12)获取的信号与其他音频信号进行拟合后，控制音频功率放大电路，驱动车内扬声器，发出用以抵消发送机运作产生的噪声的声波。
10.所述主控芯片执行路噪降低的具体步骤包括：
11.21)首先根据车载can信号判断是否具备开启路噪降低功能的条件；
12.22)当具备路噪降低功能的启动条件时，读取带有a2b总线的振动传感器信号，同
时利用带有a2b总线的麦克风采集车内声波信号，进而计算用于路噪降低功能的音频信号；
13.23)将步骤22)获取的信号拟合至其他音频信号后，控制音频功率放大电路，驱动车内扬声器，发出用以抵消车辆运动时通过轮胎传导的路噪的声波。
14.所述主控芯片执行音频信号功率放大的具体内容为：
15.获取汽车发出的多项音频信号、通过发动机噪声降低得到的音频信号以及通过路噪降低的得到的音频信号，将获取的各音频信号进行拟合，实现音频信号功率放大，利用拟合后的音频信号控制车内扬声器。
16.进一步地，所述带有a2b总线的振动传感器采用测量xyz三个方向的三轴加速度传感器。
17.进一步地，所述主控芯片采用ti公司的dra788芯片。
18.进一步地，所述两路a2b总线采用的芯片为ti公司的ad2428w芯片。
19.进一步地，所述带有a2b总线的麦克风布置在车内顶棚，靠近人耳位置。所述带有a2b总线的振动传感器布置在汽车底盘悬架上。
20.进一步地，该系统还包括与主控芯片连接的辅助电路，所述辅助电路包括电源电路、存储器和调试电路。
21.本发明提供的汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统，相较于现有技术至少包括如下有益效果：
22.本发明系统集成了汽车主动降噪与音频功率放大，相比与现有技术中单一的汽车音频功率放大系统和需要额外添加的汽车内部降噪系统，本发明能够同时实现汽车主动降噪与音频功率放大的功能，实现的主动降噪功能包括：发动机噪声降低、路噪降低，可显著降低整体成本，减轻重量，使车内系统结构更加简洁，且能够降低汽车开发周期，提高灵活性。
附图说明
23.图1为实施例中汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统的结构框图；
24.图2为实施例中发动机噪声降低流程示意图；
25.图3为实施例中路噪降低流程示意图；
26.图4为实施例中音频信号功率放大流程示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.本发明涉及一种汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统，该系统通过设计一套系统来同时实现汽车主动降噪功能与音频功率放大功能。汽车主动降噪功能包括发动机噪声降低功能与路噪降低功能。发动机噪声，是指发动机运行时传导到车内的噪声；路噪，是指车辆在道路上移动时通过轮胎传导到车内的噪声。
30.图1为汽车主动降噪与音频功率放大的集成系统的结构框图，根据图1所示，本发
明系统主要包括：
31.1、主控芯片以及辅助电路(比如电源电路、存储器、调试电路等)；
32.2、二路a2b总线，其中一路a2b总线连接带a2b总线的麦克风，另一路a2b总线连接带a2b总线的振动传感器。
33.带a2b总线的麦克风用于模拟人耳，一般布设在车内前排座位和后排座位的顶棚处，作为优选方案，可在前排座位顶部各设定2个或4个麦克风，并在后排座位顶部也设置2个或4个麦克风。
34.带a2b总线的振动传感器用于获取车辆运行过程中的振动信号，振动传感器的布设原则为：车轮上方的悬架处，一般来说，每一个车轮的对应悬架布设一个振动传感器。
35.3、音频功率放大电路，可接多个汽车扬声器。
36.4、通讯总线，用于其他信号接入，主要是获取整车can信号(接收发动机转速、车窗开启情况等)、车机音频信号(车机播放的音乐、导航、免提电话等音频信号)。
37.所述主控芯片与辅助电路、二路a2b总线、音频功率放大电路、通讯总线分别连接，并集成在同一个主控制板上。
38.本发明系统的主控芯片还与车机连接，通过车机屏幕可供客户开启发动机噪声降低和路噪降低功能的设定模块。
39.其中，a2b(automotive audio bus，汽车音频总线)是adi公司(analog devices，inc.)的商标。相比于其他通讯总线，a2b具有连接简单、通讯延时低的特点，非常适合做汽车主动降噪。在本实施例中，作为优选方案，所述的带a2b总线的振动传感器，是指带有a2b总线的，能同时测量xyz三个方向的三轴加速度传感器(即用三个方向上的加速度表示振动)。主芯片采用ti公司的dra788，a2b总线芯片采用adi公司的ad2428w。
40.本发明实现的功能包括：发动机噪声降低、路噪降低、音频信号功率放大，以下分别说明各功能实现流程。
41.如图2所示，发动机噪声降低功能的具体实现流程包括：
42.1、首先判断是否具备开启发动机噪声降低功能的条件。主要条件是客户通过车机屏幕开启该功能，车辆门窗关闭，发动机正在运转中(以上信息可通过整车can获取)。
43.2、通过整车can读取发动机转速，同时用麦克风采集车内声波信号，麦克风采集的车内声波信号为闭环的反馈信号。然后通过发动机转速和车内声波信号计算出用于发动机噪声降低功能的音频信号。计算降低发动机噪声的音频信号可采用现有的汽车主动降噪技术或根据发动机转速信号合成拟噪声源信号等方式，例如，汽车主动降噪技术是通过控制音频播放器发声，使其发出的声音与原本的噪声源(发动机噪声)具有相同的频率、相同的幅值和相反的相位，利用声波干涉原理，达到降噪的目的。根据发动机转速信号合成拟噪声源信号的方式是对发动机转速进行预测估计，并根据发动机转速信号合成拟噪声源信号；计算主动降噪控制的数据采集及数据处理造成的通信时延，调整音频播放时间；最后根据合成的拟噪声源信号频率自动调取音频播放数据库相关数据，再配合计算的通信时延，驱动音频播放器播放音频抵消车内噪声。两种方式只是举例的实施方式，本发明获取用于发动机噪声降低功能的音频信号的方法不限于上述两种方法。
44.3、将该信号拟合到其他音频信号，然后控制音频功率放大电路，驱动车内扬声器，发出声波。该声波将抵消部分由于发动机运作产生的噪声信号，起到发动机噪声降低功能。
45.如图3所示，路噪降低的具体实现流程包括：
46.1、首先判断是否具备开启路噪降低功能的条件。主要条件是客户通过车机屏幕开启该功能，车辆门窗关闭，车辆在移动(以上信息可通过整车can获取)。
47.2、读取振动传感器采集到的振动信号作为输入，同时用麦克风采集车内声波信号，该信号同发动机噪声降低功能的中的闭环反馈信号是同一组。然后计算出用于路噪降低功能的音频信号。计算用于路噪降低功能的音频信号可采用：将振动传感器采集的信号经过传导路径的传递函数处理，然后与麦克风采集的车内声波信号进行反馈比较，产生用于路噪降低功能的音频信号。
48.上述方式只是举例的一种实施方式，本发明获取用于路噪降低功能的音频信号的方法不限于上述方法。
49.3、将该信号拟合到其他音频信号，然后控制音频功率放大电路，驱动车内扬声器，发出声波。该声波将抵消部分由于车辆运动时通过轮胎传导的路噪信号，起到路噪降低功能。
50.如图4所示，音频信号功率放大功能的具体实现流程如下：
51.该部分主要是将各种音频信号进行拟合(即做一个软件调音台)，然后将拟合后的信号发出到音频功率放大电路，控制车内扬声器发出声波。
52.该部分的音频信号输入源主要有：
53.1、车机发出的音乐、导航、免提电话等音频信号；
54.2、发动机噪声降低功能音频信号；
55.3、路噪降低功能音频信号。
56.进一步地，根据上述内容，以上三种音频信号作为输入。对于车机发出的音乐、导航、免提电话等音频信号进行不同的音效处理(比如摇滚、流行、布鲁斯、人声等)；对于发动机噪声降低功能音频信号与路噪降低功能音频信号不做任何音效处理。然后按照一定信号比例进行多个音频的混音，以达到理想效果。
57.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。