ES9发布后,前来蔚来门店体验的用户们络绎不绝。各方朋友们都对九霄天琴沉浸声系统的表现赞不绝口,无论是听音乐还是观影,大家普遍的感受是纯净、有质感,极致沉浸,极致享受。
今天我们想和大家简要分享,车载音响是如何从最初只能播放广播的单一声源收音机,发展到如今可构建三维声场的沉浸式系统。蔚来的声音团队,为了沉浸式体验的再进一步,踏上的极限探索之路。
单声道时代
1930年,芝加哥商人高尔文(Galvin)兄弟取得了一项技术专利:通过消除引擎盖的静电干扰,研发出全世界第一台商用汽车收音机,并在新泽西州无线电制造商大会上展示了5T71原型机。一经推出,便受到了车企们的欢迎,订单如潮水般涌来,也是后世公认的首款取得商业成功的车载收音机。
产品的品牌名字是从“汽车 motor”和彼时畅销的“留声机产品 Victrola”两个单词掐头去尾,组合而得——Motorola。是的,这就是摩托罗拉一切荣耀与辉煌的起源。
1930年的5T71,包括无线电收音模块、调谐控制器、车载扬声器(从左到右)
起初的车载收音机依赖真空管,其价格高昂、笨重易损的特点,极大限制了车载音响的普及。直到1962年,飞利浦公司发明了盒式磁带。自70年代起,磁带产品因其小巧便携、更换方便,用户可以随时选择自己想听的音乐,开始风靡全球。因此在很长一段时间里,磁带播放器也霸占着汽车的仪表台区域。
但受限于技术发展,在第一款车载音响诞生后的近40年内,绝大部分车内仅配备单扬声器,采用单声道(Mono)输出。扬声器振膜多为锥形振膜,振膜材料集中在纸浆纸盆、浸胶纸与复合纸浆,非常容易受潮和形变,制造的一致性和使用的耐久性难以保证。(注:振膜是扬声器中负责振动的薄片状部件,当电流通过音圈驱动它时,它会前后运动并推动空气产生声波。振膜的材料和形状直接影响声音的音质、频率响应和失真程度。)
本质上,还只解决了车里能否“听个响”的最基础问题。
立体声+分频时代
1969年,德国电子公司Becker推出了首款车载立体声系统Europa Stereo。它采取左右声道声场分离,第一次让车内声音有了空间感。车载音响正式从单声道(Mono)迈入立体声(Stereo)。
它不仅奠定了现代车载音响的声场基础逻辑,还定义了“双声道主机+前后/左右两分频的扬声器布局”的配套硬件架构,成为后续几十年汽车音响设计的通用设计范式。
Becker Europa立体声系统(1969)
什么是两分频扬声器布局?是指将全频音频信号通过分频器划分为两个不同的频段:低频段(通常为20Hz–2kHz左右)和高频段(通常为2kHz–20kHz),然后分别由低音单元负责中低频,高音单元负责高频段来播放,充分发挥不同扬声器单元的优势,使声音更清晰、层次更分明。此外,扬声器的布局也从单一位置扩展到车门多个扬声器布局,声音来使得声场分布更加均匀,声音从此具备了方位感。
扬声器单元转变为处理对应频段的独立声学单元。其中高音单元开始采用以丝膜或织物类软球顶振膜,以取代纸盆锥形高音,高频延伸更宽、更平滑,能还原更丰富的泛音和细节,寿命和可靠性也显著提升。
球顶高音单元
CD播放与多扬声器立体声
进入20世纪80年代,随着CD光盘的问世,全球的音响技术又迈进了一大步。CD在音质上显著提升,重放(playback)效果几乎没有底噪或电流声,拥有更宽广的动态范围、更佳的频率响应。
车载音响技术也不甘落后。随着1984年先锋推出世界上第一台车载CD播放器CDX-1,车载音响也迎来系统层面的架构全面革新,进入了多扬声器与独立功放的黄金时代:
搭载多扬声单元(通常超过10个)组成的阵列,配备独立功放,并开始加入独立低音炮单元
结合主动与被动分频技术,构建了基础的DSP能力(注:DSP,即数字信号处理,解码CD数据,并还原成我们人耳能听到的音乐)
声音的空间感和频段表现显著提升,频段覆盖更完整饱满,低频下潜深邃有力。随着听音体验的质变,车载音响正式从基础功能配置升级为用户购车的核心考量点。
先锋车载CD播放器CDX-1广告(1984)
高音单元也随数字音频的发展进入材料升级周期。铝、钛等金属振膜逐渐开始应用于车载系统,再次提升高频解析力与延伸能力,但同时也普遍存在声音偏亮、偏硬和听感刺耳的问题。
DSP与调音时代
彼时传统的模拟音响,仍然无法解决车内听音的几大痛点:声场不对称,左右扬声器到人耳的距离不一致导致声像偏移;反射声和滤波效应,车内饰的玻璃、塑料和皮革等高反射或吸声材料,声染色明显,声音浑浊。
随着半导体技术发展,为使用数字化手段解决这些难题创造了可能。一个重要的里程碑产品应运而生。1989年,原富士通天与丰田联合研发的Super Live Sound System,成为早期最具有代表性的集声场优化、延时调节与均衡控制于一体的车载DSP系统。
丰田Celica:全球首款搭载车载DSP系统
Super Live Sound System(1989)
DSP自此成为车载音响系统的核心能力。借助延时对齐、多段EQ调节、目标曲线校准等专业数字调音手段,可依据车内的空间结构,对车内声场进行更精细化的标定。经过数字技术手段,系统级优化升级,车内音响实现了声场稳定性提升、声像结像精准、全频段频响均衡的听感效果,突破座舱空间结构对声学表现的限制。这也标志着车载音响进入以软件定义声音的智能化新范式。
同时,材料工艺与技术的发展,也让声学工程师们为高音单元打开了新的解决思路,通过为金属材料增加涂层构成的复合材料,既保留金属振膜的高解析力,又能避免尖刺感,为听感找到平衡,典型的方案包括铝+陶瓷涂层、钛+阻尼层,以及经过特殊处理丝膜振膜等。
高保真时代
沉浸式车载音响系统
对极致音质的需求不断推动高解析播放器、无损格式音乐及高性能扬声器在车内的普及。主流车企纷纷携手专业音响厂商,同步整车研发,为豪华车型量身定制原厂高端音响系统,搭载专用的DSP和专属声学调校,实现更高保真的音质。DSP也不再是豪华车的专属配置,逐渐成为全车系标配。
进入二十一世纪第一个十年,整车电动化和座舱智能化的技术浪潮相继涌现。汽车不仅仅是驾驶工具,座舱成为继家和公司之外的移动“第三空间”。车载音响的技术发展方向,从单纯的声道数量、功率的数值比拼,转向构建三维声场和追求个性化体验。
蔚来ET7是中国首台搭载
沉浸式音频技术杜比全景声的量产车型
在车内“听音乐”从此升级为“体验声音”:空间音频(3D)技术通过多通道扬声器架构,在顶棚增设环绕声道布局,在座舱内构建立体完整的三维声学空间,让声音从四面八方传来,营造出远超传统环绕声的包围感与临场感——左前方溪水潺潺流过,右后方树枝上有一只鸟在鸣叫,头顶微风轻拂树叶沙沙作响,远处偶尔传来山谷的流水声,仿佛身处真实山林。
空间音频技术,让用户获得更丰富、充满情感共鸣的声音体验,实现“沉浸于声音现场”的真实感。
ES9的九霄天琴9.2.4.8沉浸声系统,采用行业首创的原生声学布局,9组环绕单元、对称式布局的2个超低音扬声器、4个天空扬声器以及8组头枕音响,再次将座舱内的听音沉浸感推向新的高度。
高音
是汽车音响的技术锚点
人耳对高频声源的方位、高度、动态变化最为敏感,因此高音单元在这场围绕座舱声学的技术和军备竞赛中至关重要。它负责还原旋律里最细腻的细节:小提琴的弦颤、人声的细节、乐器的泛音等。如果把车载音响发展看作一部“移动听音进化史”,那么高音扬声器元器件的材料演进,便是这段历程里精益求精、追求极致的动人篇章。
前文提到,高音单元通过引入复合材料振膜,同时兼顾高频的解析力和听感,其核心设计逻辑是在材料刚性、质量和阻尼之间寻求折中。然而,在多参数中求取平衡,意味着每个方面都要做出一点妥协,结果是“兼容”而非“最优”。
要追求纯粹极致的高音,就必须追寻完美的高音振膜材料。
ES9为什么用100%纯钻石?
蔚来在座舱空间声学领域,潜心探索了十余年,孜孜不倦地追求还原声音的本质,坚持纯粹的声音美学,是剔除一切传输干扰与不必要的人为修饰,让每一个音符、每一处细节,以最本真的形态在座舱内呈现。我们希望不断通过技术创新和突破,带来更“纯粹”的听觉体验。
为了忠于原声,极致还原“声貌”,我们找到了钻石,100%钻石——目前人类能找到的最接近“完美高音振膜”的材料。
钻石刚性强,其杨氏模量(注:杨氏模量是衡量材料刚性的指标)高达1050-1100 GPa,是铝的10倍、钛的5倍、铍的3倍以上。钻石振膜能实现近乎完美的“活塞运动”,几乎不产生分割振动。(注:分割振动,是声学研发要解决的基本难题之一,它会导致振膜的不同区域发出不同频率的声音,导致高音细节被过度强化变得刺耳,或者直接丢失,破坏了声音的平衡度和真实感。)换句话说,钻石振膜只会跟着声音信号同步运动,不会自己“乱晃”产生杂音。钻石高音单元能将高频响应延伸至56kHz甚至更高,失真率低至0.5%,达到行业顶尖水平。
钻石密度极低,只有大约3.5g/cm³,振膜材料极轻极硬,起振和停振都拥有最快的声速,达17000-18000m/s,约50马赫。(注:50马赫的速度,是民航客机的约68倍,是足以摆脱太阳引力飞出太阳系的惊人速度。)信号来了,立刻响应,信号停了,瞬间静止,不带一丝拖尾和残留。这种极致的瞬态响应,让每一个转瞬即逝的细节都被精准捕捉,还原出音乐原本的呼吸与情感。
钻石振膜实物(拍摄自声学实验室)
钻石内阻小,即振动能量在振膜内部的损耗极小,一旦音圈驱动振膜运动便能迅速响应并精准停止,从而拥有极快的瞬态反应和极低的分割失真。这意味着声音中的细微泛音、弦乐擦弦的质感、打击乐的爆发力都能被毫无保留地还原出来,整体听感透明、干净、细节如浮雕般清晰,且不会因能量滞留而产生拖尾或模糊感。
钻石,在刚性、质量和阻尼三个指标中,每一项都逼近了极致表现,完成了“不可能三角”。
为什么追求超高频?
有的读者会问,人耳的理论听觉范围为20Hz–20kHz,多数人的听觉能力往往上限在16kHz左右,而钻石高音单元能将高频响应延伸至56kHz,到了大家都听不见频段,有这个必要吗?
或者说,为什么所有顶尖音频系统都在要追求超过20kHz以上甚至更高的频响能力?
从声学研发角度来看,当系统能够支持40kHz的带宽时,抗混叠滤波器不再需要紧贴20kHz截止,这使得滤波器的滚降可以更加平缓,从而显著降低人耳可听频段(0–20kHz)内的相位畸变与幅度失真。
让我们看图说话,普通高音扬声器单元(下图蓝色曲线)在20kHz附近频段出现了明显尖峰。这是振膜分割振动失控的表现,说明此时它已接近物理极限。这种非线性失真会串入人耳的可听频段,导致高频听感刺耳发毛。而钻石高音(下图红色曲线)具备延伸至40kHz超高频的能力,意味着其在10–20kHz重要的聆听区间,曲线全程更平滑,无明显异常尖峰,意味着依旧能处于轻松工作的区间,失真更低,听感也会更顺滑。因此,支持更宽的频带,保证更好的相位响应和瞬态表现,使系统在还原快速变化信号时更加准确,让高音表现更通透还原、更极致。
所以追求“高频延伸”的核心意义,在于提升人耳可听范围内声音的纯净度与稳定性。这就像消防员们的训练负重总是远超实战需要的最大负重,只有平时能承受的极限更高,实战中才能稳定发挥。同样,“极限能力”推得足够高,日常最高频的那部分使用就更游刃有余。
近百年间,车载音响的每一次进化都在回答同一个命题:如何在移动的座舱里,听见更真实的声音。
今天,当蔚来ES9用100%纯钻石高音,将九霄天琴沉浸声系统的性能推向新的巅峰时,这场演进的本质愈发清晰——所有对带宽、失真率、瞬态响应的“过分”追求,最终都是为了还原打动人心的声音,让用户获得极致纯粹的听音体验。
技术的创新与突破,终将归于体验。从听见世界,到听清世界,再到“置身于世界”,车载音响的故事,远未结束。
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