汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)FM/AM調(diào)諧器及音頻DSP創(chuàng)新方案

現(xiàn)如今的汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)中充分體現(xiàn)了創(chuàng)新、卓越的汽車工程技術(shù)，系統(tǒng)已由最初的汽車收音機(jī)演變成集視聽娛樂(lè)、車載通訊、導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)控制等功能集于一身的綜合性多媒體車載電子系統(tǒng)。而調(diào)諧器及音頻數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）在這一演變過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。安森美半導(dǎo)體除提供各種針對(duì)汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)應(yīng)用的電源方案，還通過(guò)整合其在汽車系統(tǒng)、多媒體和通信領(lǐng)域的專業(yè)技能和豐富的知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊，開發(fā)并提供先進(jìn)的調(diào)諧器及音頻DSP方案支持現(xiàn)在和將來(lái)的所有有助于改進(jìn)駕駛體驗(yàn)的綜合功能。

　　調(diào)諧器分類及安森美半導(dǎo)體調(diào)諧器方案

　　汽車調(diào)諧器是用來(lái)接收FM/AM廣播的車載設(shè)備，分為模擬調(diào)諧器、數(shù)字調(diào)諧器和數(shù)據(jù)調(diào)諧器。模擬調(diào)諧器是針對(duì)基礎(chǔ)機(jī)型的傳統(tǒng)系統(tǒng)板載調(diào)諧器；數(shù)字調(diào)諧器針對(duì)中高端機(jī)型，適合數(shù)字收音機(jī)，信號(hào)接收質(zhì)量更高，使用更加簡(jiǎn)便，成為了當(dāng)前流行趨勢(shì)；數(shù)據(jù)調(diào)諧器可接收交通信息、無(wú)線數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)（RDS）/中國(guó)實(shí)時(shí)交通信息（RTIC），適應(yīng)所有機(jī)型。

　　在實(shí)際使用中，如果同樣的FM廣播信號(hào)在不同時(shí)間到達(dá)接收終端，就會(huì)產(chǎn)生多通道失真噪聲。安森美半導(dǎo)體的DSP調(diào)諧器采用獨(dú)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)模數(shù)算法 （Continues Modulus Algorithm，簡(jiǎn)稱CMA） 技術(shù)，可大幅降低多通道噪聲。安森美半導(dǎo)體還擁有另一項(xiàng)針對(duì)多通道噪聲的知識(shí)產(chǎn)權(quán)——已經(jīng)成熟的雙調(diào)諧器自適應(yīng)陣列天線（adaptive-array-antenna，簡(jiǎn)稱AAA） 技術(shù)，計(jì)劃推出后續(xù)產(chǎn)品。

　　具體來(lái)講，CMA是針對(duì)單調(diào)諧器的多路噪聲抑制技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，追加反饋型可避免假鬼影的發(fā)生，大幅提高了對(duì)應(yīng)各種條件下多通道噪聲收束速度；評(píng)價(jià)函數(shù)/系數(shù)更新公式的變更使收束速度大幅提高，有效防止FB側(cè)發(fā)散。實(shí)際的測(cè)試確認(rèn)了提升抗噪性能的效果。

　　圖1：CMA提升了抗噪性能

　　圖2將CMA及AAA技術(shù)的多通道噪聲消除性能與傳統(tǒng)技術(shù)單調(diào)諧器進(jìn)行了比較。左邊縱軸是每分鐘脈沖噪聲的發(fā)生次數(shù)，右邊縱軸是噪聲強(qiáng)度，很明顯，安森美半導(dǎo)體的單調(diào)諧器技術(shù)可以大幅降低多通道噪聲，且雙調(diào)諧器AAA技術(shù)幾乎可以完全消除多通道噪聲。

　　圖2：CMA及AAA技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的比較

　　此外，由于采用了低中頻技術(shù)，與傳統(tǒng)調(diào)諧器電路對(duì)比 （圖3），安森美半導(dǎo)體的DSP調(diào)諧器電路大幅減少了外圍電路。相對(duì)傳統(tǒng)模擬調(diào)諧器大幅減少了52個(gè)外圍元器件，包括VCO線圈、變?nèi)荻O管、FM調(diào)整線圈、陶瓷濾波器、IF調(diào)整變壓器、PIN二極管、FM MOSFET、AM j-FET。

　　圖3：DSP調(diào)諧器電路比傳統(tǒng)調(diào)諧器大幅減小

　　圖4是安森美半導(dǎo)體DSP調(diào)諧器的框圖。從圖中可以看出，模擬前端是新設(shè)計(jì)的新設(shè)計(jì)LNA和MIX，可低電壓運(yùn)行，只需5 V供電；數(shù)字后端可以支持廣播接口。DSP采用CMA算法，具有HD混音功能。

　　圖4：安森美半導(dǎo)體DSP調(diào)諧器框圖
[!--empirenews.page--]針對(duì)中國(guó)RTIC標(biāo)準(zhǔn)的安森美半導(dǎo)體調(diào)諧器方案

　　RTIC（Real-time Traffic Information of China）是中國(guó)獨(dú)有的出租車行車管理及道路信息采集系統(tǒng) ，包括交通信息中心、道路信息反饋系統(tǒng)及道路信息廣播系統(tǒng)。道路信息反饋系統(tǒng)通過(guò)出租車反饋的路況信息形成實(shí)時(shí)的RTIC信息，然后廣播出去。該系統(tǒng)最早在北京2008奧運(yùn)會(huì)期間建立，現(xiàn)已在22個(gè)城市得到應(yīng)用。安森美半導(dǎo)體提供終端部分相應(yīng)的調(diào)諧器及解決方案。

　　安森美半導(dǎo)體音效處理DSP及CD伺服/編解碼DSP

　　這些方案采用DSP執(zhí)行數(shù)字化計(jì)算，相比采用分立器件的模擬信號(hào)處理，具有無(wú)失真、設(shè)置簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是算法相對(duì)復(fù)雜一些。

　　為了實(shí)現(xiàn)音效處理，有必要了解一下音頻DSP均衡器 （EQ） 的作用。均衡器具有增益及濾波的電路，增益電路對(duì)聲音進(jìn)行提升 （Boost） 與削弱 （Cut） ；濾波電路可以調(diào)節(jié)到需要的頻率響應(yīng)。普通模擬音效處理IC一般可以提供2頻帶 （Bass/Treble） 或者3頻帶 （Bass/Middle/Treble），而數(shù)字音效處理IC可以提供多個(gè)頻帶，比如7頻帶，甚至更多。圖5是3頻帶EQ的曲線。

　　圖5：3頻帶EQ的曲線

　　安森美半導(dǎo)體的音效處理DSP可提供各種算法，見(jiàn)表1。

　　表1：安森美半導(dǎo)體音效處理DSP算法

　　左邊表中是一些基本功能，其中S3S、AViSS、New S-Live是安森美半導(dǎo)體自己的算法，可免費(fèi)提供給客戶；右邊是可供選擇的算法，需要使用授權(quán)，或更改時(shí)需要研發(fā)費(fèi)用，其中包括業(yè)界知名的SRS CS Auto及Dolby DAEP算法，而Bongiovi DPS是最先進(jìn)的音效處理技術(shù)。安森美半導(dǎo)體目前是該技術(shù)唯一的IC合作伙伴。

　　安森美半導(dǎo)體提供的音頻DSP資源包括24位雙核DSP，處理能力高達(dá)220MIPS，采用24位ADC/DAC和760 k閃存，有8路模擬輸入、5路數(shù)字輸入，以及6路模擬輸出和6路數(shù)字輸出。強(qiáng)大的硬件資源可以實(shí)現(xiàn)更完美的音效處理及真正的5.1聲道。
[!--empirenews.page--]CD DSP的重要功能是控制機(jī)芯各部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作，正確讀取光盤上的數(shù)據(jù)，安森美半導(dǎo)體得CD伺服DSP可支持CDDA/MP3/WMA/AAC解碼及電子抗震功能。

　　安森美半導(dǎo)體新開發(fā)的DSP無(wú)機(jī)芯方案包含各種音頻格式編解碼，可以支持多種外接設(shè)備如USB、iPad、iPhone、SD卡和藍(lán)牙等。內(nèi)部算法還包括了音效處理功能；另外，還預(yù)留了CD-DSP接口，將CD機(jī)芯作為可選配置，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化設(shè)計(jì)，目前已有相應(yīng)產(chǎn)品推出。圖6是安森美半導(dǎo)體的無(wú)機(jī)芯DSP方案。

　　圖6：安森美半導(dǎo)體無(wú)機(jī)芯DSP方案

　　結(jié)論

　　安森美半導(dǎo)體利用創(chuàng)新及高性能的技術(shù)和產(chǎn)品為汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)提供功能豐富的調(diào)諧器及音頻DSP產(chǎn)品，也提供高能效的電源解決方案，在滿足高性能和更好用戶體驗(yàn)的同時(shí)，幫助工程師降低了功耗和成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，并加快了產(chǎn)品上市時(shí)間。