安森美半导体汽车信息娱乐系统FM/AM调谐器及音频DSP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。