基于CMOS技術(shù)的AM/FM車載收音機設(shè)計

      車載信息娛樂系統(tǒng)是時下汽車世界中的熱門話題。而處于復(fù)雜汽車信息娛樂平臺核心的是高性能汽車收音機調(diào)楷器，一個為駕駛者和乘客提供高 級廣播收聽體驗的必備組件。汽車收音機市場相當(dāng)大，并且還在隨著汽車生產(chǎn)量增加而持續(xù)增長。

      汽車收音機調(diào)諧器運行中所面臨的挑戰(zhàn)性環(huán)境需要一系列高要求的核心性能參數(shù)和特性。這些參數(shù)包括：

1）極 佳的靈敏度：幫助接收弱信號

      靈敏度是指調(diào)諧器接收電臺弱信號的能力。如果你居住在遠(yuǎn)離大多數(shù)無線電臺發(fā)射器的農(nóng)村地區(qū)，調(diào)諧器的靈敏度是十分重要的。我司研發(fā)的PS4754B收音模塊，所用到的是SKYWORKS SI475X汽車收音機調(diào)諧器，具有-3.5dBuV靈敏度的調(diào)諧器能夠捕獲小到0.7uV的信號，這樣即使調(diào)諧器遠(yuǎn)離發(fā)射塔100英里它都有可能收到該發(fā)射塔發(fā)出的信號。

2）卓 越的選擇性和動態(tài)帶寬控制：有利接收強電臺之間的弱信號

      選擇性是指在小頻率偏移量處存在強信號電臺時調(diào)諧器接收弱信號電臺的能力和對接收當(dāng)前電臺時對左右鄰臺干擾的抑制程度，如圖1所示。在FM頻譜擁擠的城市環(huán)境中，這特性對于接收器尤其重要。鄰道選擇性是指信號對在FM廣播頻率±100kHz處鄰道信號的抑制能力，這在歐洲市場特別重要，因為在邊界地區(qū)FM廣播的鄰道干擾接近±100kHz處。SKYWORKS Si475x汽車收音機調(diào)諧器在±100kHz處干擾下應(yīng)該至少有65dB的選擇性。一些調(diào)諧器能夠通過強大的先進(jìn)無線電DSP算法獲得這種選擇性，可以通過測量多個信號參數(shù)（包括相鄰和相間信道條件）動態(tài)優(yōu)化預(yù)期的信道帶寬，在強干擾存在下收窄帶寬。

3）優(yōu)異的IP3性能：優(yōu)化兩強信號三階互調(diào)失真

      IP3性度的一項重要的品質(zhì)因素。更高的IP3意味著調(diào)諧器有更好線性度和更小失真。*嚴(yán)竣的挑戰(zhàn)來自于兩個靠近的阻塞信號產(chǎn)生的和預(yù)設(shè)接收信號同頻的三階互調(diào)產(chǎn)物IMD3。在常見的城市環(huán)境擁擠的FM頻譜中，預(yù)設(shè)信號太過于接近阻塞信號從而很容易丟失掉。為了*小化三階失真產(chǎn)物，必須提高提升IP3性能。低IP3性能的調(diào)諧器需要昂貴的高Q值跟蹤濾波器來避免IMD3介入，導(dǎo)致非常令人討厭的聽覺體驗。如圖2所示，低性度導(dǎo)致兩個大功率電臺信號干擾了預(yù)設(shè)的信號。

      SKYWORKS Si475x汽車收音機調(diào)諧器在*大增益時保證-3.5dBuV靈敏度的同時提供了117dBuV的IP3性能。這樣的靈敏度和IP3性能使Si475x  IMD動態(tài)范圍達(dá)到79dB。這是業(yè)界*好的性能，它在沒有外部濾波器的條件下對IMD3提供了極大地保護(hù)。

      如圖3所示，替換頻道檢查是一個選項當(dāng)汽車遠(yuǎn)離原來電臺使用信號變?nèi)鯐r調(diào)諧到另外一個相同節(jié)目的電臺頻率上。這個功能通過無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)RDS技術(shù)功能實現(xiàn)，在歐洲的汽車上收音機上使用十分的廣泛（替換頻道列表通過RDS發(fā)送到收音機）。高 端汽車上采用一個專用的協(xié)調(diào)諧器來負(fù)責(zé)AF電臺列表的掃描，提供相關(guān)的信號質(zhì)量數(shù)據(jù)給主控芯片來決定什么時候切換頻道在主調(diào)諧妥協(xié)之后。但是在成本敏感的收音機里采用一個調(diào)諧器來替代兩個調(diào)諧器，在不產(chǎn)生明顯的聲音變化情況下，快速調(diào)諧到替換頻道獲取它的信號質(zhì)量并返原來頻道。替換頻道檢查AF Check的*大可接受時間小于10ms。現(xiàn)在大多數(shù)的調(diào)諧器只能獲取替換頻道的信號強度RSSI信息。SKYWORKS Si475x汽車收音機調(diào)諧器能在8ms內(nèi)完成替換頻道檢查并獲取到信號強度RSSI、FM信號信噪比SNR、頻偏和多徑干擾等4個參數(shù)來決定如何操作。

4）FM多徑處理與信道均衡

      擾一直以來困擾著移動環(huán)境中FM信號的接收，特別是在高速條件下。多徑失真是由于周圍各種不同物體對同一個信號的反射導(dǎo)致2條或者多條具有不同到達(dá)時延、不同相位和不同衰落強度的信號接收造成的（如圖4所示）。在到達(dá)接收機之前，由兩種不同衰落方式造成了信號在幅度和相位上變化：平坦性衰落和頻率選擇性衰落。在城市環(huán)境中，來自鄰近的大樓等物體的反射造成了低延時型多徑衰落，導(dǎo)致一種寬頻的深度衰落。這種情形下，信號中所有頻譜分量同時發(fā)生衰落（平坦型衰落）將會導(dǎo)致嚴(yán)重地POP音和音頻跌落。另外一種情形，由幾公里之外的山丘或者大樓等物體的反射則導(dǎo)致了長延時多徑衰落（頻率選擇性衰落）。在這種情形下，某些頻譜分量會發(fā)生衰減，造成信道出現(xiàn)陷波導(dǎo)致音頻失真。

      傳統(tǒng)的多徑失真改善方法有：在由嚴(yán)重的多徑引發(fā)刺耳的POP音時將立體聲調(diào)回單聲道、多相低通濾波器（Hi-Cut,Hi-Blnd）、降低輸出電平，直到使用軟件靜音。所有的這些改善機制在Si475x中獨立的運行著，它們將根據(jù)不間斷監(jiān)測信號質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)來激活。

      Si475x內(nèi)部集成了信道均衡器來減輕頻率選擇性衰落，從而把失真影響*大限度的降低。信道均衡器將不停地嘗試恢復(fù)由頻率選擇性衰落帶來的頻譜分量，從而達(dá)到汽車在多徑衰落條件下信號恢復(fù)。這將減小音頻失真并降低在聲音妥協(xié)措施—立體聲/單聲道混合、Hi-Cut、Hi-Blend的水平。

      今天的消費者希望從他們汽車上體檢到CD級音質(zhì)。而汽車廠商以及他們的一 級供應(yīng)商也理解這樣一個趨勢，并且也正在設(shè)計復(fù)雜的信息娛樂系統(tǒng)來滿足消費者期望。這些系統(tǒng)將支持多天線相位分集接收、RDS交通信號接收等。如今具有挑戰(zhàn)性的廣播性能需求要求我們采用新一代汽車級接收器來滿足卓 越的車載音頻體驗。