新技術(shù)正不斷挑戰車(chē)用收音機方案供應商，促使其改善收音機的接收能力，同時(shí)滿(mǎn)足不同的要求和成本目標。讓我們考慮一些上述的挑戰，以及新的IC組件如何協(xié)助收音機廠(chǎng)商解決這些挑戰。

車(chē)用收音機廠(chǎng)商面臨的挑戰

現代的車(chē)用收音機與十年前比較是截然不同的。天線(xiàn)、顯示器、車(chē)聯(lián)網(wǎng)和新的數字廣播標準的變化，使得車(chē)用收音機更加多樣化，但也為車(chē)用收音機供應商帶來(lái)了一系列新的挑戰。以下是新一代車(chē)輛中最新收音機系統的一些技術(shù)趨勢。

收音機系統的位置

傳統設計中的整個(gè)收音機系統是放在駕駛的中控臺處，專(zhuān)用走線(xiàn)從天線(xiàn)到收音機，再從收音機布線(xiàn)到揚聲器放大器。相較之下，許多現代的設計使用中控臺作為控制中心(如圖1所示)，并與放置在其他地方的收音機系統進(jìn)行通訊，例如通常放在更接近車(chē)用天線(xiàn)位置的車(chē)輛后行李箱。更靠近收音機天線(xiàn)的位置可以降低布線(xiàn)成本和車(chē)輛重量，從而有助于提高車(chē)輛的行車(chē)里程。

圖1：傳統收音機系統位于中控臺的位置 （來(lái)源：Silicon Labs）

車(chē)載影音網(wǎng)絡(luò )

越來(lái)越多的車(chē)型部署了車(chē)載影音網(wǎng)絡(luò )，如媒體導向系統傳輸(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(chē)艙內運行，使得每個(gè)音頻系統能夠被放置在車(chē)輛中的最佳位置，如圖2所示。因此，不同音頻系統之間不會(huì )使用專(zhuān)用走線(xiàn)，而是讓每個(gè)音頻系統——例如收音機或音頻放大器，連接到網(wǎng)絡(luò )，而且可以透過(guò)網(wǎng)絡(luò )其他音頻系統發(fā)送或接收數據。

圖2：影音網(wǎng)絡(luò )運行在當今車(chē)輛的整個(gè)車(chē)艙內 （來(lái)源：Silicon Labs）

嵌入式收音機天線(xiàn)

收音機天線(xiàn)從車(chē)里延伸而出的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了。如今大多數的汽車(chē)都將收音機天線(xiàn)嵌入車(chē)后玻璃、兩側的后視鏡或放置在車(chē)頂上的小鯊魚(yú)鰭結構內(如圖3所示)�，F代化的嵌入式天線(xiàn)能讓車(chē)輛的外觀(guān)看起來(lái)更加簡(jiǎn)約，但是對于良好的收音機接收質(zhì)量而言，這些天線(xiàn)具有較低的天線(xiàn)增益，因此也帶來(lái)了新的挑戰。

圖3：現代化汽車(chē)中的收音機天線(xiàn)通常嵌在車(chē)后玻璃、兩側的后視鏡或放置在車(chē)頂上的小鯊魚(yú)鰭結構內 （來(lái)源：Silicon Labs ）

第二天線(xiàn)改善FM接收(天線(xiàn)分集接收)

為了改善FM接收，包括由嵌入式天線(xiàn)引起的接收挑戰，一些車(chē)型中配置了第二支收音機天線(xiàn)。第二支收音機天線(xiàn)通常放置在不同位置并且指向與主收音機天線(xiàn)不同的方向，即使當主天線(xiàn)接收到的收音機信號受到動(dòng)態(tài)行駛條件影響時(shí)，收音機系統也能持良好的接收。

部署數字廣播

除了傳統的模擬收音機(AM和FM)之外，數字廣播現已在許多國家推出了。不同的國家和地區采用了不同的數字廣播標準。例如，北美部署了HDRadio、歐洲采用DAB、印度使用DRM，中國則剛開(kāi)始部署CDR。

數字廣播電臺以數字格式發(fā)送無(wú)線(xiàn)電波，提供了更好的音頻質(zhì)量，并且為駕駛人提供更多的信息(例如歌曲名稱(chēng)、歌手姓名等)。通常，音樂(lè )可同時(shí)在數字電臺與模擬電臺播放，因此，當車(chē)子開(kāi)始超出接收數字電臺信號的范圍時(shí)，收音機可以無(wú)縫地切換到模擬電臺上的相同內容，以保持車(chē)內不間斷的音頻。

數字音頻傳輸(DAB)和數字版權管理(DRM)傳送時(shí)所采用的頻率并不同于模擬AM/FM，因而需要額外的調諧器，以及針對數字電臺頻率范圍優(yōu)化的第二支天線(xiàn)。數字收音機可提供不同的功能，例如天線(xiàn)分集接收(如同改善模擬廣播接收一樣，也用于改善數字廣播的接收)或數字廣播頻段的持續掃瞄，以便為駕駛人建立和呈現可用的電臺清單。

目前數字收音機裝置已經(jīng)部署于一部份(但非全部)的汽車(chē)中，使得收音機供應商必須同時(shí)開(kāi)發(fā)可支持和不支持數字廣播的收音機。隨著(zhù)數字廣播的出現及其不同的功能需求，系統的變化使得收音機供應商的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和供應更加復雜化。

改善/增強車(chē)艙內的音響效果

新的和先進(jìn)的數字信號處理技術(shù)可用于改善車(chē)載音頻體驗，豐富車(chē)子的音頻以及減少來(lái)自引擎或道路的噪音。

車(chē)用收音機分級和價(jià)格壓力

車(chē)輛中部署的收音機系統按價(jià)格可分為高級、中級和入門(mén)級。即使是相同的車(chē)型中，通常也會(huì )有多種級別的收音機產(chǎn)品。此外，收音機廠(chǎng)商必須支持不同的數字廣播標準，也進(jìn)一步使收音機產(chǎn)品復雜化。這些市場(chǎng)趨勢使得收音機廠(chǎng)商面臨著(zhù)開(kāi)發(fā)不同收音機系統的挑戰性任務(wù)，以實(shí)現良好的信號接收，同時(shí)滿(mǎn)足汽車(chē)廠(chǎng)商的成本目標。

收音機供應商的研發(fā)預算有限，必須妥善管理，才能開(kāi)發(fā)出盡可能在最多車(chē)型中獲利的收音機系統。沒(méi)有一家收音機供應商有足夠的資源來(lái)因應汽車(chē)收音機系統的所有細分市場(chǎng)要求。因此，收音機廠(chǎng)商一直在尋找縮短收音機開(kāi)發(fā)周期的方法，以及盡可能重復利用其研發(fā)投入以滿(mǎn)足最多的車(chē)型。軟件開(kāi)發(fā)占用越來(lái)越多的收音機開(kāi)發(fā)周期，因此硬件和軟件開(kāi)發(fā)的重復使用至關(guān)重要。

不同的收音機系統范例

• 單個(gè)AM/FM接收器(入門(mén)級系統)。如圖4所示，該收音機系統位于中央控制面板的音響主機(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(mén)級收音機系統位于中控臺的音響主機中 （來(lái)源：Silicon Labs）

• 具有FM相位分集接收和音頻后處理的兩個(gè)收音機接收器。如圖5所示，該收音機系統位于中央控制面板的音響主機中。音頻系統可以包括專(zhuān)用的音頻數字信號處理器(DSP)，用于先進(jìn)的音頻后處理功能，例如車(chē)艙內的音響等化和環(huán)繞音效。

圖5：具有兩個(gè)收音機接收器的系統位于中控臺的音響主機中 （來(lái)源：Silicon Labs）

• 遠程收音機系統擁有兩個(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(用于歐洲的數字廣播接收)。兩支天線(xiàn)接收模擬和數字電臺，并為模擬和數字接收提供天線(xiàn)分集接收。當數字電臺信號變得太弱時(shí)，系統即無(wú)縫地連接數字電臺和模擬電臺。這種收音機系統包括用于先進(jìn)音頻后處理功能的音頻DSP，例如車(chē)艙等化和環(huán)繞音效，同時(shí)還可減輕引擎的噪音。收音機系統可能位于后行李箱或中控臺外的另一位置，通常以汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )(使用微控制器)或專(zhuān)用纜線(xiàn)連接音頻。

圖6：多個(gè)接收器的遠程收音機系統位于汽車(chē)后行李箱或中控臺外的另一個(gè)位置 （來(lái)源：Silicon Labs）

現代收音機設計的新組件方案

新的收音機接收器IC可協(xié)助收音機供應商實(shí)現優(yōu)化的信號接收，同時(shí)在多個(gè)產(chǎn)品在線(xiàn)重復使用其硬件和軟件開(kāi)發(fā)。例如，芯科科技(Silicon Labs)接腳兼容的全新Global Eagle和Dual Eagle收音機接收器系列，有助于車(chē)用收音機廠(chǎng)商設計出一種以盡可能低的系統成本涵蓋許多不同收音機系統配置的收音機系統。收音機接收器產(chǎn)品包括支持一個(gè)或兩個(gè)收音機接收器的封裝和接腳兼容IC，使開(kāi)發(fā)人員能夠在任何指定的配置中擴展具有不同選項的收音機系統。此外，Global Eagle和Dual Eagle系列中的所有IC都具有相同的應用編程界面(API)，從而使收音機供應商能夠在許多收音機系統中重復使用軟件。

這些組件還包括一款強大的音頻DSP，用于執行音頻控制功能，例如音量控制、低重音控制、艙內等化、環(huán)繞音效以及減輕噪音。同時(shí)提供整合型模擬數字轉換器(ADC)和數字模擬轉換器(DAC)，而無(wú)需使用外部編譯碼器(CODEC)。

總結

汽車(chē)的發(fā)展在許多方面正發(fā)生著(zhù)巨大的技術(shù)革命，這種趨勢延伸到車(chē)艙內的收音機接收和音頻/噪音處理。車(chē)用收音機廠(chǎng)商必須處理許多新技術(shù)和汽車(chē)原廠(chǎng)的不同需求，同時(shí)滿(mǎn)足更嚴苛的成本目標以及緊湊的開(kāi)發(fā)時(shí)間表。新的IC解決方案使收音機供應商能夠開(kāi)發(fā)提供良好接收能力的收音機系統，并能以盡可能最低的成本從入門(mén)級系統擴展到高階系統�，F代汽車(chē)收音機系統遠遠超過(guò)了十年前使用在汽車(chē)上的任何收音機系統，并且有跡象顯示這一趨勢將持續至未來(lái)十年。