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申请/专利权人：云南玉溪汇龙科技有限公司

摘要：本发明公开一种电动车引擎声仿真合成器及方法，涉及电动车及音频处理技术领域。所述电动车引擎声仿真合成器，包括壳体及内置电路板，所述壳体上安装电源按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；所述DSP处理单片机根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。

主权项：1.一种基于电动车引擎声仿真合成器的引擎声仿真合成方法，其特征在于：所述电动车引擎声仿真合成器包括壳体及内置电路板，所述壳体上安装音色按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；所述输入接口与电源正负极连接为电源模块提供电源，输入接口端通过信号线输入开启电压信号和电门电压信号；所述DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声；引擎声仿真合成器安装于电动车，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线和电源正负极连接输入开启电压信号、电门电压信号和接通电源；DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块内采样率为44.1kHz16位的多个PCM音效素材；通过DSP处理单片机算法衔接处理后，输出两路不同速率立体声音频I2S信号分别接到两个DAC转为模拟信号；再由数字功放模块混合从而实现两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声；所述DSP处理单片机根据开启电压信号和电门电压信号读取多个PCM音效素材，根据不同运行状态下的电门电压信号读取对应的多个PCM音效素材，自动切换音频播放仿真发动机声。

全文数据：一种电动车引擎声仿真合成器及方法技术领域本发明涉及电动车及音频处理技术领域，具体的涉及一种电动车引擎声仿真合成器及方法。背景技术电动车，即电力驱动车，又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆。电动车辆在国民经济中所占份额不是很高。但是它符合国家定的节能环保趋势，大大方便了短途交通，最主要是通过对能源和环境的节省和保护在国民经济中起着重要的作用。千讯咨询发布的《中国电动车辆行业市场调查分析报告2015》显示，2010年电动车辆消费规模为350亿元左右，2011年电动车辆消费规模为400亿元左右，2012年电动车辆消费规模为450亿元左右，2013年电动车辆消费规模为484亿元左右，2014年电动车辆消费量为528亿元左右。消费者消费偏好的改变也将会影响电动车辆企业市场竞争格局的变化。消费者消费偏好的改变随着个人收入水平的变化而变化。随着经济的好转，居民消费水平的提高，节能意识增强，对电动车辆的质量要求也随之提高。未来电动车辆行业潜力空间巨大，5年后行业消费量将超过700亿元。目前，电动车因节能减排、无尾气污染、绿色环保，符合当前新能源发展利用，已经逐渐走进千家万户，给人们的出行带来了极大的方便；但是，电动车因蓄电池驱动，启动、行驶及停车时声音都非常小，在启动、行驶及停车过程中，行人和驾驶其他交通工具的司机很难通过听觉来感知它们的存在，要么电动车会突然出现在身后，惊吓到行人及其他交通工具驾驶者，极易造成交通安全隐患；同时需要不段的通过按喇叭来提醒行人，也容易增加噪音造成他人不满；目前，市面上的电动车也会配有一些提醒装置，如蜂鸣器或者语音播报装置，但是均存在成本过高、语音播报不智能、适用范围较窄，不能匹配不同电压的电动车以及音频的还原率较差，同时不能自适应电门而改变引擎声和切换引擎声；安装于电动车后效果不理想，不能通过声音反应电动车的真实行驶状态，不适合推广应用和批量的量产。发明内容针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种电动车引擎声仿真合成器及方法，可自动适应电门行程，通过声音实时反应车辆的行驶状态，降低因电动车声音较小带来的安全隐患。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：一种电动车引擎声仿真合成器，包括壳体及内置电路板，所述壳体上安装音色按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；所述输入接口与电源正负极连接为电源模块提供电源，输入接口端通过信号线输入开启电压信号和电门电压信号；所述DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。进一步的，所述电源模块为内置电路板上的元件供电，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线连接，并向DSP处理单片机输入开启电压信号和电门电压信号。进一步的，所述DSP处理单片机的采用32位MCU作为核心处理器，电源模块输出的3.3V作为核心处理器的电源；优选采用ESP-32S。进一步的，所述电源模块输入24-100V电压，输出3.3V和20V电压。进一步的，所述壳体音色按钮和音量控制按钮与内置电路板上的LED及按钮接口连接；所述音量控制按钮包括音量“+”按钮和音量“-”按钮。进一步的，所述壳体后端为导线通孔供电源线、开启信号线和电门信号线连接，壳体主体中间和两端分别安装LED光源和安装夹持座。本发明的另一目的在于，提供一种电动车引擎声仿真合成器的引擎声仿真合成方法，包括：引擎声仿真合成器安装于电动车，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线和电源正负极连接输入开启电压信号、电门电压信号和接通电源；DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块内采样率为44.1kHz16位的多个PCM音效素材；通过DSP处理单片机算法衔接处理后，输出两路不同速率立体声音频I2S信号分别接到两个DAC转为模拟信号；再由数字功放模块混合从而实现两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。进一步的，所述DSP处理单片机根据开启电压信号和电门电压信号读取多个PCM音效素材，根据不同运行状态下的电门电压信号读取对应的多个PCM音效素材，自动切换音频播放仿真发动机声。本发明的另一目的在于，提供一种电动车或新能源电动汽车，其特征在于：所述电动车或新能源电动汽车上安装上述引擎声仿真合成器。本发明的另一目的在于，提供一种电动车引擎声仿真合成器在电动玩具车、电动碰撞车上的应用。本发明的有益效果：本发明的电动车引擎声仿真合成器及方法，包括壳体及内置电路板，所述壳体上安装音色按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声；双路DAC和单DAC比的好处是，MCU运算处理的数据量更小，音频的的细节还原更好，可同时输出不同采样速率音频，不必在用MCU进行音频重采样；合成音频仿真度高平划流畅，能同时听到发动机声、排气声、齿轮转动声等多种细节音效，由开启电压信号和电门电压信号控制引擎声仿真合成，自动适应电门行程，能通过声音反应电动车的真实行驶状态；并具备成本相对较低、引擎声合成稳定性和真实性还原较高，适合推广应用。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例所述电动车引擎声仿真合成器的结构示意图；图2为本发明实施例所述内置电路板的元件布局图；图3为本发明实施例所述内置电路板的实物图；图4为本发明实施例所述电源模块的电路原理图；图5为本发明实施例所述电源模块的继电器电路原理图；图6为本发明实施例所述电源模块的电路原理图；图7为本发明实施例所述DSP处理单片机的电路原理图；图8为本发明实施例所述DSP处理单片机及接线的电路原理图；图9为本发明实施例所述DSP处理单片机及接线的电路原理图；图10为本发明实施例所述DSP处理单片机及接线的电路原理图；图11为本发明实施例所述DSP处理单片机及接线的电路原理图；图12为本发明实施例所述双路DAC模块中一个DAC的电路原理图；图13为本发明实施例所述双路DAC模块中另一DAC的电路原理图；图14为本发明实施例所述双路DAC模块的DAC的连接电路原理图；图15为本发明实施例所述数字功放模块的电路原理图；图16为本发明实施例所述数字功放模块的电路原理图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-壳体，2-音色按钮，3-音量控制按钮，4-导线通孔，5-LED光源，6-安装夹持座。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-16所示一种电动车引擎声仿真合成器，包括壳体1及内置电路板，所述壳体1上安装音色按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；所述输入接口与电源正负极连接为电源模块提供电源，输入接口端通过信号线输入开启电压信号和电门电压信号；所述DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。所述电源模块为内置电路板上的元件供电，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线连接，并向DSP处理单片机输入开启电压信号和电门电压信号。所述电源模块输入24-100V电压，输出3.3V和20V电压。所述DSP处理单片机的采用32位MCUESP-32S作为核心处理器，电源模块输出的3.3V作为核心处理器的电源。所述壳体1的音色按钮2和音量控制按钮3与内置电路板上的LED及按钮接口连接；所述音量控制按钮3包括音量“+”按钮和音量“-”按钮。所述壳体1后端为导线通孔4供电源线、开启信号线和电门信号线连接，壳体1主体中间和两端分别安装LED光源5和安装夹持座6。下面结合具体实施例对本发明进行具体说明：实施例1一种电动车引擎声仿真合成器的引擎声仿真合成方法，包括：引擎声仿真合成器安装于电动车，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线和电源正负极连接输入开启电压信号、电门电压信号和接通电源；电源模块及电路原理图如图4-6所示；双路DAC模块如图12-14所示；DSP处理单片机预先编程，其具体的实施方式为：转速模拟进程：电动车电门控制信号为线性霍尔输出的0-5V电压信号通过MCUADC接号对该信号采样，通过采样后的数值变化大小来模拟加减速过程，比如5V时为5000转1V时为1000转；第一轨音频合成进程通过读取1000、3000、5000转PCM音频采样数据进行合成；PCM音频采样数据读入到MCU中的一个环形缓冲区后对首尾1024位数据进行淡入淡出处理；然后将环形缓冲区PCM音频循环通过I2S接口以PCM音频采样速率x当前模拟转PCM音频数据采样时转速的速率播放，同时跟据音量＝当前音量x1-abs当前模拟转速-PCM音频采样时转速1000调整播放音量；第二轨音频合成进程通过读取2000、4000转PCM音频采样数据进行合成；PCM音频采样数据读入到MCU中的一个环形缓冲区后对首尾1024位数据进行淡入淡出处理；然后将环形缓冲区PCM音频循环通过I2S接口以PCM音频采样速率x当前模拟转PCM音频数据采样时转速的速率播放，同时跟据音量＝当前音量x1-abs当前模拟转速-PCM音频采样时转速1000调整播放音量。合成方式：假设转速为800转时，第一轨音频合成进程读取1000转时音频采样数据以441000x8001000的速率通过DAC1进行播放。我们得到的音效就是接近800转时的发动机产生的音效，第一轨音频合成音量大小为100％，第二轨音频合成音量大小为0％。假设转速为1500转时，第一轨音频合成进程读取1000转时音频采样数据以441000x15001000的速率通过DAC1进行播放,音量大小为50％；第二轨音频合成进程读取2000转时音频采样数据以441000x15002000的速率通过DAC2进行播放，音量大小为50％。实施例2如图1-16所示，如实施例1所述合成的第一、二轨音频合成后，经两路DAC产生模拟音频再由运放合并放大，实现高仿真度的发动声合成；双路DAC和单DAC比的好处是，MCU运算处理的数据量更小，音频的的细节还原更好，可同时输出不同采样速率音频，不必在用MCU进行音频重采样；合成音频仿真度高平划流畅，能同时听到发动机声、排气声、齿轮转动声等多种细节音效，由开启电压信号和电门电压信号控制引擎声仿真合成，自动适应电门行程，能通过声音反应电动车的真实行驶状态。实施例3一种电动车或新能源电动汽车，所述电动车或新能源电动汽车上安装上述引擎声仿真合成器；基于本申请的技术方案及上述实施例的描述，电源模块输入24-100V电压，可适用于现有的电动车或新能源电动汽车上安装使用，并且可将数字功放模块与自带的音响系统连接实现提醒自己、行人及其他车辆。实施例4一种电动车引擎声仿真合成器在电动玩具车、电动碰撞车上的应用。基于本申请的技术方案及上述实施例的描述，电源模块输入24-100V电压，可安装于电动车、娱乐车辆上使用，增加听觉效果。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

权利要求：1.一种电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：包括壳体及内置电路板，所述壳体上安装音色按钮和音量控制按钮与内置电路板连接，所述内置电路板包括电源模块、DSP处理单片机、双路DAC模块、数字功放模块、存储模块、输入接口和LED及按钮接口；所述输入接口与电源正负极连接为电源模块提供电源，输入接口端通过信号线输入开启电压信号和电门电压信号；所述DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块的音效素材，由DSP处理单片机算法衔接处理，输出两路不同速率立体声音频信号分别接到双路DAC模块转为模拟信号，双路DAC模块连接数字功放模块，通过数字功放模块混合模拟信号将两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。2.如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述电源模块为内置电路板上的元件供电，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线连接，并向DSP处理单片机输入开启电压信号和电门电压信号。3.如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述电源模块输入24-100V电压，输出3.3V和20V电压。4.如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述DSP处理单片机的采用32位MCU作为核心处理器，电源模块输出的3.3V作为核心处理器的电源。5.如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述壳体音色按钮和音量控制按钮与内置电路板上的LED及按钮接口连接；所述音量控制按钮包括音量“+”按钮和音量“-”按钮。6.如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述壳体后端为导线通孔供电源线、开启信号线和电门信号线连接，壳体主体中间和两端分别安装LED光源和安装夹持座。7.如权利要求1-6任意一项所述的电动车引擎声仿真合成器的引擎声仿真合成方法，其特征在于：引擎声仿真合成器安装于电动车，输入接口通过导线分别与电动车的开启信号线、电门信号线和电源正负极连接输入开启电压信号、电门电压信号和接通电源；DSP处理单片机与存储模块和双路DAC模块连接，根据开启电压信号和电门电压信号读取存储模块内采样率为44.1kHz16位的多个PCM音效素材；通过DSP处理单片机算法衔接处理后，输出两路不同速率立体声音频I2S信号分别接到两个DAC转为模拟信号；再由数字功放模块混合从而实现两轨不同速率立体声音频线性合成为仿真发动机声。8.如权利要求7所述的电动车引擎声仿真合成器，其特征在于：所述DSP处理单片机根据开启电压信号和电门电压信号读取多个PCM音效素材，根据不同运行状态下的电门电压信号读取对应的多个PCM音效素材，自动切换音频播放仿真发动机声。9.一种如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器在电动车或新能源电动汽车上的应用。10.一种如权利要求1所述的电动车引擎声仿真合成器在电动玩具车、电动碰撞车上的应用。

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