新技術(shù)正不斷挑戰(zhàn)車用收音機(jī)方案供應(yīng)商，促使其改善收音機(jī)的接收能力，同時(shí)滿足不同的要求和成本目標(biāo)。讓我們考慮一些上述的挑戰(zhàn)，以及新的IC組件如何協(xié)助收音機(jī)廠商解決這些挑戰(zhàn)。
車用收音機(jī)廠商面臨的挑戰(zhàn)
現(xiàn)代的車用收音機(jī)與十年前比較是截然不同的。天線、顯示器、車聯(lián)網(wǎng)和新的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)的變化，使得車用收音機(jī)更加多樣化，但也為車用收音機(jī)供應(yīng)商帶來了一系列新的挑戰(zhàn)。以下是新一代車輛中最新收音機(jī)系統(tǒng)的一些技術(shù)趨勢(shì)。
收音機(jī)系統(tǒng)的位置
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的整個(gè)收音機(jī)系統(tǒng)是放在駕駛的中控臺(tái)處，專用走線從天線到收音機(jī)，再?gòu)氖找魴C(jī)布線到揚(yáng)聲器放大器。相較之下，許多現(xiàn)代的設(shè)計(jì)使用中控臺(tái)作為控制中心(如圖1所示)，并與放置在其他地方的收音機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊，例如通常放在更接近車用天線位置的車輛后行李箱。更靠近收音機(jī)天線的位置可以降低布線成本和車輛重量，從而有助于提高車輛的行車?yán)锍獭?br>
圖1：傳統(tǒng)收音機(jī)系統(tǒng)位于中控臺(tái)的位置 （來源：Silicon Labs）
車載影音網(wǎng)絡(luò)
越來越多的車型部署了車載影音網(wǎng)絡(luò)，如媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸(MOST)或以太網(wǎng)絡(luò)音頻/視頻橋接(Ethernet AVB)。影音網(wǎng)絡(luò)圍繞車艙內(nèi)運(yùn)行，使得每個(gè)音頻系統(tǒng)能夠被放置在車輛中的最佳位置，如圖2所示。因此，不同音頻系統(tǒng)之間不會(huì)使用專用走線，而是讓每個(gè)音頻系統(tǒng)——例如收音機(jī)或音頻放大器，連接到網(wǎng)絡(luò)，而且可以透過網(wǎng)絡(luò)其他音頻系統(tǒng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
圖2：影音網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在當(dāng)今車輛的整個(gè)車艙內(nèi) （來源：Silicon Labs）
嵌入式收音機(jī)天線
收音機(jī)天線從車?yán)镅由於龅臅r(shí)代已經(jīng)過去了。如今大多數(shù)的汽車都將收音機(jī)天線嵌入車后玻璃、兩側(cè)的后視鏡或放置在車頂上的小鯊魚鰭結(jié)構(gòu)內(nèi)(如圖3所示)。現(xiàn)代化的嵌入式天線能讓車輛的外觀看起來更加簡(jiǎn)約，但是對(duì)于良好的收音機(jī)接收質(zhì)量而言，這些天線具有較低的天線增益，因此也帶來了新的挑戰(zhàn)。
圖3：現(xiàn)代化汽車中的收音機(jī)天線通常嵌在車后玻璃、兩側(cè)的后視鏡或放置在車頂上的小鯊魚鰭結(jié)構(gòu)內(nèi) （來源：Silicon Labs ）
第二天線改善FM接收(天線分集接收)
為了改善FM接收，包括由嵌入式天線引起的接收挑戰(zhàn)，一些車型中配置了第二支收音機(jī)天線。第二支收音機(jī)天線通常放置在不同位置并且指向與主收音機(jī)天線不同的方向，即使當(dāng)主天線接收到的收音機(jī)信號(hào)受到動(dòng)態(tài)行駛條件影響時(shí)，收音機(jī)系統(tǒng)也能持良好的接收。
部署數(shù)字廣播
除了傳統(tǒng)的模擬收音機(jī)(AM和FM)之外，數(shù)字廣播現(xiàn)已在許多國(guó)家推出了。不同的國(guó)家和地區(qū)采用了不同的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)。例如，北美部署了HDRadio、歐洲采用DAB、印度使用DRM，中國(guó)則剛開始部署CDR。
數(shù)字廣播電臺(tái)以數(shù)字格式發(fā)送無線電波，提供了更好的音頻質(zhì)量，并且為駕駛?cè)颂峁└嗟男畔?例如歌曲名稱、歌手姓名等)。通常，音樂可同時(shí)在數(shù)字電臺(tái)與模擬電臺(tái)播放，因此，當(dāng)車子開始超出接收數(shù)字電臺(tái)信號(hào)的范圍時(shí)，收音機(jī)可以無縫地切換到模擬電臺(tái)上的相同內(nèi)容，以保持車內(nèi)不間斷的音頻。
數(shù)字音頻傳輸(DAB)和數(shù)字版權(quán)管理(DRM)傳送時(shí)所采用的頻率并不同于模擬AM/FM，因而需要額外的調(diào)諧器，以及針對(duì)數(shù)字電臺(tái)頻率范圍優(yōu)化的第二支天線。數(shù)字收音機(jī)可提供不同的功能，例如天線分集接收(如同改善模擬廣播接收一樣，也用于改善數(shù)字廣播的接收)或數(shù)字廣播頻段的持續(xù)掃瞄，以便為駕駛?cè)私⒑统尸F(xiàn)可用的電臺(tái)清單。
目前數(shù)字收音機(jī)裝置已經(jīng)部署于一部份(但非全部)的汽車中，使得收音機(jī)供應(yīng)商必須同時(shí)開發(fā)可支持和不支持?jǐn)?shù)字廣播的收音機(jī)。隨著數(shù)字廣播的出現(xiàn)及其不同的功能需求，系統(tǒng)的變化使得收音機(jī)供應(yīng)商的產(chǎn)品開發(fā)和供應(yīng)更加復(fù)雜化。
改善/增強(qiáng)車艙內(nèi)的音響效果
新的和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可用于改善車載音頻體驗(yàn)，豐富車子的音頻以及減少來自引擎或道路的噪音。
車用收音機(jī)分級(jí)和價(jià)格壓力
車輛中部署的收音機(jī)系統(tǒng)按價(jià)格可分為高級(jí)、中級(jí)和入門級(jí)。即使是相同的車型中，通常也會(huì)有多種級(jí)別的收音機(jī)產(chǎn)品。此外，收音機(jī)廠商必須支持不同的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，也進(jìn)一步使收音機(jī)產(chǎn)品復(fù)雜化。這些市場(chǎng)趨勢(shì)使得收音機(jī)廠商面臨著開發(fā)不同收音機(jī)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)性任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)良好的信號(hào)接收，同時(shí)滿足汽車廠商的成本目標(biāo)。
收音機(jī)供應(yīng)商的研發(fā)預(yù)算有限，必須妥善管理，才能開發(fā)出盡可能在最多車型中獲利的收音機(jī)系統(tǒng)。沒有一家收音機(jī)供應(yīng)商有足夠的資源來因應(yīng)汽車收音機(jī)系統(tǒng)的所有細(xì)分市場(chǎng)要求。因此，收音機(jī)廠商一直在尋找縮短收音機(jī)開發(fā)周期的方法，以及盡可能重復(fù)利用其研發(fā)投入以滿足最多的車型。軟件開發(fā)占用越來越多的收音機(jī)開發(fā)周期，因此硬件和軟件開發(fā)的重復(fù)使用至關(guān)重要。
不同的收音機(jī)系統(tǒng)范例
- 單個(gè)AM/FM接收器(入門級(jí)系統(tǒng))。如圖4所示，該收音機(jī)系統(tǒng)位于中央控制面板的音響主機(jī)(head unit)中，并由微控制器控制，將音頻發(fā)送到放大器。
圖4：入門級(jí)收音機(jī)系統(tǒng)位于中控臺(tái)的音響主機(jī)中 （來源：Silicon Labs）
- 具有FM相位分集接收和音頻后處理的兩個(gè)收音機(jī)接收器。如圖5所示，該收音機(jī)系統(tǒng)位于中央控制面板的音響主機(jī)中。音頻系統(tǒng)可以包括專用的音頻數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，用于先進(jìn)的音頻后處理功能，例如車艙內(nèi)的音響等化和環(huán)繞音效。
圖5：具有兩個(gè)收音機(jī)接收器的系統(tǒng)位于中控臺(tái)的音響主機(jī)中 （來源：Silicon Labs）
- 遠(yuǎn)程收音機(jī)系統(tǒng)擁有兩個(gè)帶有FM相位分集接收的模擬接收器，以及兩個(gè)DAB接收器(用于歐洲的數(shù)字廣播接收)。兩支天線接收模擬和數(shù)字電臺(tái)，并為模擬和數(shù)字接收提供天線分集接收。當(dāng)數(shù)字電臺(tái)信號(hào)變得太弱時(shí)，系統(tǒng)即無縫地連接數(shù)字電臺(tái)和模擬電臺(tái)。這種收音機(jī)系統(tǒng)包括用于先進(jìn)音頻后處理功能的音頻DSP，例如車艙等化和環(huán)繞音效，同時(shí)還可減輕引擎的噪音。收音機(jī)系統(tǒng)可能位于后行李箱或中控臺(tái)外的另一位置，通常以汽車網(wǎng)絡(luò)(使用微控制器)或?qū)Ｓ美|線連接音頻。
圖6：多個(gè)接收器的遠(yuǎn)程收音機(jī)系統(tǒng)位于汽車后行李箱或中控臺(tái)外的另一個(gè)位置 （來源：Silicon Labs）
現(xiàn)代收音機(jī)設(shè)計(jì)的新組件方案
新的收音機(jī)接收器IC可協(xié)助收音機(jī)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的信號(hào)接收，同時(shí)在多個(gè)產(chǎn)品在線重復(fù)使用其硬件和軟件開發(fā)。例如，芯科科技(Silicon Labs)接腳兼容的全新Global Eagle和Dual Eagle收音機(jī)接收器系列，有助于車用收音機(jī)廠商設(shè)計(jì)出一種以盡可能低的系統(tǒng)成本涵蓋許多不同收音機(jī)系統(tǒng)配置的收音機(jī)系統(tǒng)。收音機(jī)接收器產(chǎn)品包括支持一個(gè)或兩個(gè)收音機(jī)接收器的封裝和接腳兼容IC，使開發(fā)人員能夠在任何指定的配置中擴(kuò)展具有不同選項(xiàng)的收音機(jī)系統(tǒng)。此外，Global Eagle和Dual Eagle系列中的所有IC都具有相同的應(yīng)用編程界面(API)，從而使收音機(jī)供應(yīng)商能夠在許多收音機(jī)系統(tǒng)中重復(fù)使用軟件。
這些組件還包括一款強(qiáng)大的音頻DSP，用于執(zhí)行音頻控制功能，例如音量控制、低重音控制、艙內(nèi)等化、環(huán)繞音效以及減輕噪音。同時(shí)提供整合型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，而無需使用外部編譯碼器(CODEC)。
總結(jié)
汽車的發(fā)展在許多方面正發(fā)生著巨大的技術(shù)革命，這種趨勢(shì)延伸到車艙內(nèi)的收音機(jī)接收和音頻/噪音處理。車用收音機(jī)廠商必須處理許多新技術(shù)和汽車原廠的不同需求，同時(shí)滿足更嚴(yán)苛的成本目標(biāo)以及緊湊的開發(fā)時(shí)間表。新的IC解決方案使收音機(jī)供應(yīng)商能夠開發(fā)提供良好接收能力的收音機(jī)系統(tǒng)，并能以盡可能最低的成本從入門級(jí)系統(tǒng)擴(kuò)展到高階系統(tǒng)�，F(xiàn)代汽車收音機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了十年前使用在汽車上的任何收音機(jī)系統(tǒng)，并且有跡象顯示這一趨勢(shì)將持續(xù)至未來十年。 |
