工程师详解：一种车载无线射频耳机系统的设计

构图

车载无线射频耳机系统内部集成了MCU、功率放大模块、电路选择开关、信号转换器、射频信号发生器、射频耳机、射频发射天线和耳机机座。各模块的各项指标设计要求均满足车规要求。

初始状态下，射频耳机已经与射频模块完成配对过程。同时，为便于维修更换，射频耳机和射频模块都支持重新配对功能。射频模块可以发送音频信号至耳机， 也可以从耳机接收射频通信连接和断开（即耳机取出和放回的状态）信号，车载无线射频耳机系统可利用此信号控制输出音频的去向。车载无线射频耳机系统的音频 输入来自收音机，音频可以被输出至原有扬声器或者通过射频天线以无线形式发送。输出切换控制通过电路选择开关实现，切换时间少于l00 ms。该系统可确保前后扬声器音频输出的同步，同时不产生Pop音。在系统工作时，可保证收音机不会检测到扬声器断路而产生DTC。

电源管理方面，当系统休眠时，其功耗处于较低水平，仅需监控收音机的功耗变化，其他模块都不工作，直至下一次系统启动才可进入工作状态。当车载无线射 频耳机系统检测到收音机打开时，系统在5 s后进入工作状态。当系统启动后，会自动进行一次开机诊断，根据耳机状态调整开关位置。当收音机进入休眠状态时，系统在5 s后进入休眠状态，电路选择开关切换至扬声器，且该连接不受系统工作状态影响。在休眠状态，车载无线射频耳机系统仅需检测收音机功耗，作为系统启动的判定条件。具体设计参见图2。

　　图2 电源管理流程图

对于射频耳机设计方面，系统工作时，若耳机在机座内，音频信号应输出至扬声器；若耳机不在机座内，音频信号应输出至射频天线。耳机机座有充电功能，在Kl.15打开且耳机在机座中时。机座可以对耳机进行充电。

耳机音量可通过收音机上的音量旋钮调整。耳机上不设其他按键，但预留了隐藏触点用来进行更换配对。耳机上带有指示灯，闪烁表示正在充电，常亮表示电池已满，常灭表示不再充电。射频信号发射器与射频耳机进行传输具有完善的加密机制，保证了传输数据的安全。

该系统的电源设计要求，参见表1。

表1 电源设计要求

对于该系统的音频切换模块和射频耳机机座的插座设计，参见图3的PIN脚定义。在实车上的具体布置位置需要根据不同车型进行设计，原则是便于用户操作，提高用户的使用体验。

　　图3 PIN脚定义

3 结束语

文中介绍的车载无线射频耳机系统。是针对车载应用环境为车主提供的一种便利的电话接听方案。从具体使用结果看，完全达到了设计要求，各项指标及实验均合格。文中的设计方案及思路，对于其他汽车电器的设计同样具有借鉴意义。