汽车信息娱乐系统FM/AM调谐器及音频DSP创新方案

现如今的汽车信息娱乐系统中充分体现了创新、卓越的汽车工程技术，系统已由最初的汽车收音机演变成集视听娱乐、车载通讯、导航、网络控制等功能集于一身的综合性多媒体车载电子系统。而调谐器及音频数字信号处理器（DSP）在这一演变过程中发挥了重要作用。安森美半导体除提供各种针对汽车信息娱乐系统应用的电源方案，还通过整合其在汽车系统、多媒体和通信领域的专业技能和丰富的知识产权模块，开发并提供先进的调谐器及音频DSP方案支持现在和将来的所有有助于改进驾驶体验的综合功能。

　　调谐器分类及安森美半导体调谐器方案

　　汽车调谐器是用来接收FM/AM广播的车载设备，分为模拟调谐器、数字调谐器和数据调谐器。模拟调谐器是针对基础机型的传统系统板载调谐器；数字调谐器针对中高端机型，适合数字收音机，信号接收质量更高，使用更加简便，成为了当前流行趋势；数据调谐器可接收交通信息、无线数据广播系统（RDS）/中国实时交通信息（RTIC），适应所有机型。

　　在实际使用中，如果同样的FM广播信号在不同时间到达接收终端，就会产生多通道失真噪声。安森美半导体的DSP调谐器采用独有知识产权的连续模数算法 （Continues Modulus Algorithm，简称CMA） 技术，可大幅降低多通道噪声。安森美半导体还拥有另一项针对多通道噪声的知识产权——已经成熟的双调谐器自适应阵列天线（adaptive-array-antenna，简称AAA） 技术，计划推出后续产品。

　　具体来讲，CMA是针对单调谐器的多路噪声抑制技术。与传统技术相比，追加反馈型可避免假鬼影的发生，大幅提高了对应各种条件下多通道噪声收束速度；评价函数/系数更新公式的变更使收束速度大幅提高，有效防止FB侧发散。实际的测试确认了提升抗噪性能的效果。

　　图1：CMA提升了抗噪性能

　　图2将CMA及AAA技术的多通道噪声消除性能与传统技术单调谐器进行了比较。左边纵轴是每分钟脉冲噪声的发生次数，右边纵轴是噪声强度，很明显，安森美半导体的单调谐器技术可以大幅降低多通道噪声，且双调谐器AAA技术几乎可以完全消除多通道噪声。

　　图2：CMA及AAA技术与传统技术的比较

　　此外，由于采用了低中频技术，与传统调谐器电路对比 （图3），安森美半导体的DSP调谐器电路大幅减少了外围电路。相对传统模拟调谐器大幅减少了52个外围元器件，包括VCO线圈、变容二极管、FM调整线圈、陶瓷滤波器、IF调整变压器、PIN二极管、FM MOSFET、AM j-FET。

　　图3：DSP调谐器电路比传统调谐器大幅减小

　　图4是安森美半导体DSP调谐器的框图。从图中可以看出，模拟前端是新设计的新设计LNA和MIX，可低电压运行，只需5 V供电；数字后端可以支持广播接口。DSP采用CMA算法，具有HD混音功能。

　　图4：安森美半导体DSP调谐器框图
针对中国RTIC标准的安森美半导体调谐器方案

　　RTIC（Real-time Traffic Information of China）是中国独有的出租车行车管理及道路信息采集系统 ，包括交通信息中心、道路信息反馈系统及道路信息广播系统。道路信息反馈系统通过出租车反馈的路况信息形成实时的RTIC信息，然后广播出去。该系统最早在北京2008奥运会期间建立，现已在22个城市得到应用。安森美半导体提供终端部分相应的调谐器及解决方案。

　　安森美半导体音效处理DSP及CD伺服/编解码DSP

　　这些方案采用DSP执行数字化计算，相比采用分立器件的模拟信号处理，具有无失真、设置简单的优点，缺点是算法相对复杂一些。

　　为了实现音效处理，有必要了解一下音频DSP均衡器 （EQ） 的作用。均衡器具有增益及滤波的电路，增益电路对声音进行提升 （Boost） 与削弱 （Cut） ；滤波电路可以调节到需要的频率响应。普通模拟音效处理IC一般可以提供2频带 （Bass/Treble） 或者3频带 （Bass/Middle/Treble），而数字音效处理IC可以提供多个频带，比如7频带，甚至更多。图5是3频带EQ的曲线。

　　图5：3频带EQ的曲线

　　安森美半导体的音效处理DSP可提供各种算法，见表1。

　　表1：安森美半导体音效处理DSP算法

　　左边表中是一些基本功能，其中S3S、AViSS、New S-Live是安森美半导体自己的算法，可免费提供给客户；右边是可供选择的算法，需要使用授权，或更改时需要研发费用，其中包括业界知名的SRS CS Auto及Dolby DAEP算法，而Bongiovi DPS是最先进的音效处理技术。安森美半导体目前是该技术唯一的IC合作伙伴。

　　安森美半导体提供的音频DSP资源包括24位双核DSP，处理能力高达220MIPS，采用24位ADC/DAC和760 k闪存，有8路模拟输入、5路数字输入，以及6路模拟输出和6路数字输出。强大的硬件资源可以实现更完美的音效处理及真正的5.1声道。
CD DSP的重要功能是控制机芯各部件的协调动作，正确读取光盘上的数据，安森美半导体得CD伺服DSP可支持CDDA/MP3/WMA/AAC解码及电子抗震功能。

　　安森美半导体新开发的DSP无机芯方案包含各种音频格式编解码，可以支持多种外接设备如USB、iPad、iPhone、SD卡和蓝牙等。内部算法还包括了音效处理功能；另外，还预留了CD-DSP接口，将CD机芯作为可选配置，实现平台化设计，目前已有相应产品推出。图6是安森美半导体的无机芯DSP方案。

　　图6：安森美半导体无机芯DSP方案

　　结论

　　安森美半导体利用创新及高性能的技术和产品为汽车信息娱乐系统提供功能丰富的调谐器及音频DSP产品，也提供高能效的电源解决方案，在满足高性能和更好用户体验的同时，帮助工程师降低了功耗和成本，简化了设计流程，并加快了产品上市时间。