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

現(xiàn)如今的汽車信息娛樂系統(tǒng)中充分體現(xiàn)了創(chuàng)新、卓越的汽車工程技術，系統(tǒng)已由最初的汽車收音機演變成集視聽娛樂、車載通訊、導航、網(wǎng)絡控制等功能集于一身的綜合性多媒體車載電子系統(tǒng)。而調諧器及音頻數(shù)字信號處理器（DSP）在這一演變過程中發(fā)揮了重要作用。安森美半導體除提供各種針對汽車信息娛樂系統(tǒng)應用的電源方案，還通過整合其在汽車系統(tǒng)、多媒體和通信領域的專業(yè)技能和豐富的知識產(chǎn)權模塊，開發(fā)并提供先進的調諧器及音頻DSP方案支持現(xiàn)在和將來的所有有助于改進駕駛體驗的綜合功能。

　　調諧器分類及安森美半導體調諧器方案

　　汽車調諧器是用來接收FM/AM廣播的車載設備，分為模擬調諧器、數(shù)字調諧器和數(shù)據(jù)調諧器。模擬調諧器是針對基礎機型的傳統(tǒng)系統(tǒng)板載調諧器；數(shù)字調諧器針對中高端機型，適合數(shù)字收音機，信號接收質量更高，使用更加簡便，成為了當前流行趨勢；數(shù)據(jù)調諧器可接收交通信息、無線數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)（RDS）/中國實時交通信息（RTIC），適應所有機型。

　　在實際使用中，如果同樣的FM廣播信號在不同時間到達接收終端，就會產(chǎn)生多通道失真噪聲。安森美半導體的DSP調諧器采用獨有知識產(chǎn)權的連續(xù)模數(shù)算法 （Continues Modulus Algorithm，簡稱CMA） 技術，可大幅降低多通道噪聲。安森美半導體還擁有另一項針對多通道噪聲的知識產(chǎn)權——已經(jīng)成熟的雙調諧器自適應陣列天線（adaptive-array-antenna，簡稱AAA） 技術，計劃推出后續(xù)產(chǎn)品。

　　具體來講，CMA是針對單調諧器的多路噪聲抑制技術。與傳統(tǒng)技術相比，追加反饋型可避免假鬼影的發(fā)生，大幅提高了對應各種條件下多通道噪聲收束速度；評價函數(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側發(fā)散。實際的測試確認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技術的多通道噪聲消除性能與傳統(tǒng)技術單調諧器進行了比較。左邊縱軸是每分鐘脈沖噪聲的發(fā)生次數(shù)，右邊縱軸是噪聲強度，很明顯，安森美半導體的單調諧器技術可以大幅降低多通道噪聲，且雙調諧器AAA技術幾乎可以完全消除多通道噪聲。

　　圖2：CMA及AAA技術與傳統(tǒng)技術的比較

　　此外，由于采用了低中頻技術，與傳統(tǒng)調諧器電路對比 （圖3），安森美半導體的DSP調諧器電路大幅減少了外圍電路。相對傳統(tǒng)模擬調諧器大幅減少了52個外圍元器件，包括VCO線圈、變容二極管、FM調整線圈、陶瓷濾波器、IF調整變壓器、PIN二極管、FM MOSFET、AM j-FET。

　　圖3：DSP調諧器電路比傳統(tǒng)調諧器大幅減小

　　圖4是安森美半導體DSP調諧器的框圖。從圖中可以看出，模擬前端是新設計的新設計LNA和MIX，可低電壓運行，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：安森美半導體DSP調諧器框圖
[!--empirenews.page--]針對中國RTIC標準的安森美半導體調諧器方案

　　RTIC（Real-time Traffic Information of China）是中國獨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)通過出租車反饋的路況信息形成實時的RTIC信息，然后廣播出去。該系統(tǒng)最早在北京2008奧運會期間建立，現(xiàn)已在22個城市得到應用。安森美半導體提供終端部分相應的調諧器及解決方案。

　　安森美半導體音效處理DSP及CD伺服/編解碼DSP

　　這些方案采用DSP執(zhí)行數(shù)字化計算，相比采用分立器件的模擬信號處理，具有無失真、設置簡單的優(yōu)點，缺點是算法相對復雜一些。

　　為了實現(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，增益電路對聲音進行提升 （Boost） 與削弱 （Cut） ；濾波電路可以調節(jié)到需要的頻率響應。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

　　安森美半導體的音效處理DSP可提供各種算法，見表1。

　　表1：安森美半導體音效處理DSP算法

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

　　安森美半導體提供的音頻DSP資源包括24位雙核DSP，處理能力高達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。強大的硬件資源可以實現(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芯各部件的協(xié)調動作，正確讀取光盤上的數(shù)據(jù)，安森美半導體得CD伺服DSP可支持CDDA/MP3/WMA/AAC解碼及電子抗震功能。

　　安森美半導體新開發(fā)的DSP無機芯方案包含各種音頻格式編解碼，可以支持多種外接設備如USB、iPad、iPhone、SD卡和藍牙等。內部算法還包括了音效處理功能；另外，還預留了CD-DSP接口，將CD機芯作為可選配置，實現(xiàn)平臺化設計，目前已有相應產(chǎn)品推出。圖6是安森美半導體的無機芯DSP方案。

　　圖6：安森美半導體無機芯DSP方案

　　結論

　　安森美半導體利用創(chuàng)新及高性能的技術和產(chǎn)品為汽車信息娛樂系統(tǒng)提供功能豐富的調諧器及音頻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的同時，幫助工程師降低了功耗和成本，簡化了設計流程，并加快了產(chǎn)品上市時間。