从旅途到路线图：Rockford Fosgate 扬声器开发流程

“别忘了呼吸。”

这是我在门关上前听到的最后一句话，我忘记了呼吸。我被气压呛得喘不过气来，因位移而迷失了方向，我只记得有人说我右边几英寸处有一个紧急按钮——一个我迫切想砸穿墙壁的大红色按钮。

但我强迫自己吸气，强迫自己呼气，紧紧握住拳头，45 秒的窒息循环之后，门重新打开了。摇摇头，我的思绪开始平静下来，我开始记起我在哪里，我为什么在这里，我听到了什么。

我在亚利桑那州坦佩，在音频解决方案设计商和经销商 Rockford Fosgate 总部的车库里。我刚刚从移动 SoundLab“压力室”中走出来，这是一个专门建造的封闭空间，位于一辆货车的后部，可产生低端冲击力，以展示四个 19 英寸 T3 超低音扬声器、八个 6.5 英寸 Punch Pro 中音低音扬声器、四个 Punch Pro 子弹高音扬声器和 11,000 瓦功率的强大力量。这次远足活动贯穿了我一天的时间，我参观了每个部门和公司部门，了解扬声器和放大器是如何设计来提高性能和刺激肾上腺素的。

产出投入巨大

如果您对汽车音响感兴趣，那么您可能坐过装有 Rockford 音响的汽车。该公司由 Jim Fosgate 于 1980 年创立，他在 1973 年发明了 Punch EQ，使音乐更具冲击力，之后又推出了首款汽车功放，为该品牌奠定了基础。20 世纪 80 年代中期，Punch 推出了低音扬声器，随后是电脑、解码器、源单元、信号处理器。从四个功放到 40 多年，该公司已经生产了数百种用于移动、船舶和赛车运动的组件。所有人都认识到，如果您想让汽车扬声器经久耐用并给人留下深刻印象，就不能只是把它漆成白色，然后安装在船上。

我年轻的时候，有几个朋友喜欢 12V（汽车音响系统的标准电压，也是发烧友的昵称），所以即使我从未把家里的道奇 Caravan 变成业余 SoundLab，我也对这个品牌很熟悉。当他们张贴他们梦寐以求的汽车海报时，Rockford 正在扩建其非常真实、非常广泛的专利墙。但那只是消费者的体验；我来这里是为了探索概念如何在内部和道路上向前发展。我学到的第一件事是，你不能将最终用户和最终产品分开，即使它才刚刚开始。

一整天，我认识的很多人都在践行公司的口号：“狂热者打造，为狂热者服务”。如果他们没有在公司工作 10 年、15 年或 20 年，至少他们之前曾在 Rockford 经销商处工作过。几乎每个人都有一段关于他们做过的定制工作或在他们的汽车、并排式车、摩托车、浮筒车上现场测试的原型车的故事。他们的一些个人低底盘汽车和自行车出现在公司的宣传册上；他们的脸在宣传视频中充满深情。但即使你看不到他们，整个 Rockford 家族的指纹也无处不在。

和许多事情一样，这次参观也是从头开始。这次，新产品开发总监 Wayne Connolly 在 NPD 角落——公司五年路线图的所在地，也是原始设备制造商 (OEM) 和售后产品创意的宝库。Connolly 向我介绍了如何将大楼前面作为指导委员会，列出一份动态清单来跟踪每个类别的增长承诺——无论是定制的哈雷戴维森套件、即插即用的第 5 阶段吉普系统，还是 Power、Punch 和 Prime 工厂升级线，仅举几例。这份清单收集了过着这种生活方式的人对产品研究和修改的建议。无论是在贸易展上与经销商交谈、在斯特吉斯摩托车拉力赛上与粉丝交谈，还是只是在周末骑着 UTV 出去玩或在湖上消磨时光，项目经理都会参与到反馈循环中。

随着市场的变化，人们越来越重视即插即用，缓解消费者的痛点，提供安装套件，让他们有信心自己解决问题。而团队需要识别车辆的悬架切换何时会引入谐波，数字处理如何进行补偿，如何让小型系统听起来更大，同时保持重量更轻。关键在于确定如何控制体验，如何在不减少选择的情况下减少变量。

一旦制定了商业案例，项目管理就会接管。主管 JD Massad 解释了团队如何协调启动阶段门开发流程，并确保无论事情多么严格，每个人在开始和结束时都能面带微笑。最初的愿景需要得到解决，但一旦投入资金，总会有其他类别的经验教训可供借鉴；人们要负责任；基本的原型设计开始了。在大楼的这一边，有手工制作样品的背景，有对中密度纤维板、邦多、砂纸的热爱。另一边，有扫描仪和 CAD、制造商和 3D 打印机。总之，这是一个完美的组合（并根据产品迭代不断重新调整……）。

旁边是 RTTI，即罗克福德技术培训学院。它最初是一个“壮志凌云”计划，招募全国各地的安装人员，教他们如何更紧密、更清洁地工作，从而为罗克福德经销商带来优势。RTTI 还负责制造演示车辆（如 SoundLab），以在活动中展示品牌。除此之外，RTTI 还与机械工程团队合作开发外壳和线束以及所有其他零件，以形成一个可以回答问题陈述的金发姑娘盒子。或者，正如车辆应用经理 Rick Jones 笑着说的那样，“我们在这里追逐闪亮的物体。”

例如，几年前，一群 RTTI 人员开始着手解决如何在摩托车上降低能耗的问题；在哈雷摩托车上安装低音炮的位置。马鞍包是合乎逻辑的解决方案，但最大的挑战之一是不能强迫骑手永久放弃存储空间。因此，使外壳可拆卸成为主要目标，需要定制零件来管理电线。

RTTI 和 Rockford 之所以能完美应对这一挑战，是因为他们拥有大量机器（包括 SawStop、CNC 和铣床、FDM 和树脂 3D 打印机以及激光切割机），以及部门之间的协同配合。当谈到声音的速度时，快速上市是成功的关键。因此，一旦他们决定使用纤薄的低音扬声器和密封而非带端口的外壳，团队就可以快速拉出袋子的模具，制作一些玻璃纤维模型，然后用泡沫制成。很接近了吗？拿起 Creaform 3D 扫描仪，捕捉粗糙的模型和更精确的车辆尺寸，然后将概念交给机械工程部门，在 CAD 中对其进行清理，以获得精确的几何形状，并确保驾驶员的全程行程不会遇到障碍物——所有这些都是为了确保它符合机械外壳的要求。进行一些热建模。

很快，就到了用 3D 打印粗略模型装配实际驱动器并确保一切都达到声学目标的时候了。然后是安装、紧固、完成……一个带纹理的预生产部件。一个实物，让您知道渲染是否转化为一些鼓舞人心的东西。很简单，是吧？听起来很简单（其实不然）……也许如果目标不不断变化的话（幸运的是，随着事情的进展，项目管理会为他们提供支持）。

你必须灵活才能达到合适的硬度

从安装区，我们漫步到工程部——为快速协作而设置的紧密隔间，中间设置了 FaroArm 扫描仪，作为将原型导入 SolidWorks CAD 并确保图纸与零件匹配的另一种工具。检测、检验、完美。在这里，他们帮助实现零件应如何与车辆集成的愿景，确保每个支架都易于安装，每种材料选择和位置都考虑到气流和热效率，同时与工业设计团队合作，将 Rockford 的视觉风格与机械意图结合起来。

另一边是扬声器工程，其任务是确保精心设计的外壳中的所有东西都能发出好声音，无论音量持续多大或情况多么恶劣，都能保持良好的音质。与双声道家用音响制造商不同，后者可以针对受控环境进行设计，而 Rockford 必须考虑的不仅仅是磁学、电气、热学、声学运动，还包括电机结构、支架、悬架——所有这些部件都可以在户外环境中发挥作用并经受住考验。

声学工程总监 Frank Barone 和声学设计工程师 Ada Puyot 向我介绍了电机几何建模软件。通过模拟，团队可以看到一些典型的东西，比如效率、播放的音量大小、电机力、在不失真的情况下可以移动多少等等。任何变化（例如音圈长度、对电机磁场作出反应并移动扬声器的细线）都会实时反映出来，显示决策将如何影响声音特征。按下按钮可以改变扬声器的形状和环绕声，调出任何旧组件以查看可以调整的内容。

经过广泛的模拟后，我们得到了更为精细的有限元磁建模，可以进行微调，在实际投入资金之前，了解对材料的任何调整将如何影响响​​应。了解如何避免饱和可以改善设计，同时解决成本问题。能够改变蜘蛛几何形状或波纹高度有助于设计 UTV 的车顶，而不是标准汽车支架。程序会告知哪些单个部件值得订购进行测试，以查看在成品过程中预测与实际测量之间的吻合程度。一面墙上挂着代号为概念的扬声器，显示了在生产前需要经过多少个前期工作。确实是专门设计的。

当然，如果数学不通过，世界上所有的建模都毫无意义，这就是测试和验证部门的作用所在。一旦决定值得调用硬件进行原型设计，它就会交给扬声器技术员 Tom Dubeck 和 Klippel 诊断系统。在测试挡板中测量，结合使用激光位移传感器来计算效率，麦克风来获取声学数据，可以分析材料参数，例如将锥体移动 5 或 10 毫米需要多大的力，从而帮助确定所需的刚度和阻尼。收集这些参数可以为扬声器在不同盒子和情况下的表现建模提供信息。

获得远场测量和捕捉曲线是非常有价值的。但是，不测量输出响应的人不会听到从低频到高频快速流动的扫频音。因此，在房间的另一边是两个正在开发的带罩扬声器阵列。略有变化的版本（电机结构、高音扬声器材料、分频器等）平行设置在声学透明织物后面，两侧是生产中的 Rockford 驱动器以及竞争对手的换能器。大楼周围的人们进来进行一些分区聆听并做笔记。

然而，他们不会去听的地方是我们的下一个目的地。它被称为 Boom Room，是与主楼分开的拖车，Dubeck 在那里对受测设备进行严密的测试，让它们连续几天以最大音量播放 - 首先看看它们是否能维持在某个电压，然后将其推到故障点。Boom Room 控制室中的 Klippel 系统一次监控多达八个扬声器的测试，产生发送到 1600W 放大器的信号，该信号被发送回 Klippel 并输出到驱动器。带端口和密封的低音炮可以放置在永久外壳中，而全频扬声器则悬挂在天花板上。它闻起来有撕裂的环绕声、烧毁的音圈和胜利的味道。如果需要在热室中评估组件，还有一个用于模拟高环境温度的装置。最后，扬声器返回控制室，在那里进行解剖并确认故障点。

最终，原型逐渐进入生产阶段，这时 Klippel 系统将最后一次发挥作用。装配线配备了特殊的 QC 外壳，每个出厂的扬声器都会经过非线性参数的简短公差测试，以确保始终没有失真，阻抗也保持在应有的水平。

于是，一款新扬声器诞生了。但它仍然需要帮助来找到自己的声音。这项工作在调音室进行——这个房间足够容纳一辆汽车、一辆多功能车或几辆哈雷摩托车，当我在那里遇到声学系统工程师乔·梅里特时，我听到了如何使用放大器的 DSP 对声音特征进行最后的润色。

就 HD CVO 平台而言，它配备了特定型号的扬声器和功放套件，Rockford 在座椅上内置了定制的六麦克风装置，因此位置非常完美。麦克风位于不同的高度，以模拟平均骑手身高范围并反映他们所听到的声音。房间还可以让发动机运转，并让自行车误以为它在高速行驶，因此动态均衡器会做出相应的反应。另外，还有一个 PA 可以播放风噪/路噪。麦克风将读数传送到计算机声卡，实时分析仪根据目标设置平均曲线 - 上升响应，自然中音，周围环绕着充满活力的低音和高音，以补偿户外应用。然后对 DSP 芯片进行调整以实现所需结果 - 这是一家公司生产所有套件组件的优势之一。

持久力

现在到了巡演的最后一站，也是公司的起点：放大器。Rockford 最初生产大功率、高瓦特/美元、全系列 A/B 类放大器。但车辆变得越来越小，尤其是摩托车和船舶，公司也随之适应，转向更紧凑、更高效的 D 类放大器。同样，在 1993 年，该公司推出了一种名为 Symmetry 的产品，这是一种模块化、基于卡片的汽车机架计算机——DSP 尚未普及。从那时起，出现了信息娱乐系统和其他集成件。Rockford 一直在不断发展，同时保持一种从头到尾控制信号路径的方法，以实现最大可靠性。

高级工程总监 Erik Gundersen 向我介绍了焊料和正弦波。与所有部门一样，这里采用真正的白板到沥青路面的方法，通过模拟，团队可以在屏幕上调整电路，然后才能进行 PCB 布局和实物样品。此外，还有许多内部和外部挑战，从设计能够在不同阻抗负载下保持更均匀功率的放大器，到处理射频挑战和蓝牙、WiFi、USB、DSP 时代的电磁兼容性。尤其是哈雷摩托车等体积有限的摩托车，更难确保紧密定向的电路不会产生干扰，并且多余的能量有地方消散。船用产品必须在完全不同的恶劣条件下运行。此外，一切都需要与 RF Connect 配合良好，RF Connect 是一款专有的智能手机应用程序，可通过蓝牙配对，允许用户设置、控制、调整和更新产品。同时，如果电池中的电流被打开，电动汽车将开辟新的可能性。

Rockford 保证其放大器性能（通常超乎预期）的方法之一是通过另一项自主研发的创新技术：RATS，即 Rockford 自动测试系统。高级生产验证经理 Jason Gerlitz 解释说，所有海外生产设施都配备了这种定制的硬件软件组合，当设备接受信噪比、老化等测试时，结果会发送到云端，以便总部进行分析并发现任何问题。只有通过所有测试的设备才能获得“出生证明”和序列号，从而允许它们发货。

发货后呢？好吧，Rockford 甚至拍摄了自己的安装视频——提供视觉参考、预计所需时间和预期难度。他们还有一个播客工作室，为经销商和 OEM 合作伙伴制作宣传资料，以保持品牌的声音。负责所有这些输出以推广当前产品的同一营销团队一直在收集来自展会和社交媒体的意见，以反馈给指导委员会和产品开发。知道他们没有捕捉到什么吗？谢天谢地？我在 SoundLab 和之后的时间。但这并不意味着我已经完成了 Rockford 的演示车辆。

为了结束这一天，我们从坦佩东北部出发前往萨瓜罗湖。首先，我们驾驶一辆 Polaris Ranger 驶上布彻湖越野车小径。SxS 配备了 Rockford “Element Ready” 一体化概念，包括一个带有八个 8 英寸扬声器、两个 10 英寸低音炮、一个 1500 瓦功放和一个 2.7 英寸源单元的音响顶棚，以及一个后座下带有四个 8 英寸扬声器和 800 瓦 10 英寸低音炮的后音响盖。有人告诉我，尽管如此，该系统可以在一小时内轻松安装，为小径、沙丘、泥地和篝火做好准备。我们走的岩石环路让我的骨头嘎嘎作响，但即使我们静止不动，价值 10,000 美元的闭环音响概念也会让我震惊不已。

最后，我们前往湖边，登上一艘配备了该公司 Marine Audio 组件的增压浮桥。这是一个不同的环境，但体验却是一样的。我们接受请求，虽然我可能不喜欢 Steely Dan 或 Dave Matthews Band，但我可以欣赏这些闪亮物体带来的露天清晰度。当我回想起 Rockford Fosgate 从头开始​​致力于工程设计时，即使地面是这条蓝色的大水路，我也不会忘记放松和呼吸。