車載信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計(jì)問答精萃

GPS RF電磁干擾問題的解決辦法  

問：電磁干擾現(xiàn)象表現(xiàn)：尤其是GPS應(yīng)用在PMP這種產(chǎn)品，功能是MP4、MP3、FM調(diào)頻+GPS導(dǎo)航功能的手持車載兩用的GPS終端產(chǎn)品，手持車載兩用的GPS導(dǎo)航終端一定的有一個(gè)內(nèi)置GPS天線，這樣GPS天線與GPS終端產(chǎn)品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很容易產(chǎn)生電磁干擾，致使GPS天線的收星能力下降很多，幾乎沒辦法正常定位。請問是否有有效的辦法解決這樣的電磁干擾？  

答：各功能模塊在PCB上的分布很重要，在PCB分層之前要根據(jù)電流大小，各部分晶體頻率，合理規(guī)劃，然后各部分接地非常重要，此為解決共電源和地的干擾。根據(jù)實(shí)測，主要振蕩源之間的空間距離對輻射影響很大，稍遠(yuǎn)離對干擾有明顯降低，如空間不允許，有必要對其做局部屏蔽，但前提是在PCB同一塊接地區(qū)內(nèi)，然后對電源的出入口去耦，磁珠電容是不錯(cuò)的選擇，藍(lán)牙及GPS可印板電感。電源DC/DC的轉(zhuǎn)換頻率選擇也很重要，不要讓倍頻(多次諧波)與其它電路的頻率(特別是接受)重合，有些DC/DC頻率是固定的，加簡單的濾波電路就可以。同頻抑制是引起GPS接受和遙控接受靈敏度下降的主要原因。還有，接受電路的本振幅度要調(diào)的盡量小，否則會(huì)成為一個(gè)持續(xù)的干擾源。  

對GPS有源天線的開路和短路檢測問題  

問：如何實(shí)現(xiàn)對GPS有源天線的開路和短路檢測？  

答：GPS有源天線的工作電流是有一定范圍的。比如10ma~15ma。在基站設(shè)計(jì)中，需要對該天線的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，便于維護(hù)和維修。  

開路則電流為0，短路電流較大，此時(shí)可切斷電源。相關(guān)電路可參考電流比較電路。  

關(guān)于GPS導(dǎo)航語音提示的音頻轉(zhuǎn)換  

問：GPS導(dǎo)航語音提示聲音太小，我想利用原車的揚(yáng)聲器，但又不能影響源音響的FM或者CD或者AUX功能，例如，兩根音頻輸入同時(shí)接到一個(gè)揚(yáng)聲器，電路監(jiān)視PDA的聲音信號(hào)，如果沒有輸出，就照樣播放來自CD機(jī)的音源，如果有輸出語音導(dǎo)航聲音，就自動(dòng)降低或者關(guān)閉CD聲音。放大并播放語音導(dǎo)航的聲音，是否有這樣的成品芯片？  

答：如果汽車音響無電話輸入功能，那么可以選用音頻檢測電路，但是可能需要改動(dòng)原車電路。不過，目前很多汽車音響都有電話輸入功能，首先將音頻檢測出來并能輸出一個(gè)低電平去控制汽車音響的電話靜音輸入，同時(shí)將聲音直接輸入到汽車音響，這樣就可以了。  

關(guān)于立體倒車后視攝像頭的功能實(shí)現(xiàn)  

問：現(xiàn)在的汽車影音系統(tǒng)一般都有倒車后視功能，在倒車時(shí)可以在屏幕里看車后的情況，但據(jù)大部分司機(jī)反應(yīng)沒有立體感，倒車?yán)走_(dá)又不直觀，一般都還是要回過頭看車后倒車，等于不用此功能，如果有立體功能的攝像頭就很方便。目前市場上有此類產(chǎn)品么?或有什么其他辦法來解決呢?  

答：攝像頭感覺缺乏立體感可能是因?yàn)椋河^測目標(biāo)光線或強(qiáng)或弱；攝像顯示系統(tǒng)畫質(zhì)問題；單獨(dú)的攝像頭工作，缺乏觀察角度對比，難于準(zhǔn)確辨別靜態(tài)�，F(xiàn)在，這個(gè)問題可以通過后端的DSP來做圖像校正和加圖像疊加功能來實(shí)現(xiàn)(即在顯示的畫面上把停車線給畫出來)。目前，日本已經(jīng)研發(fā)出一種可探測景物距離的“立體”攝像頭，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。  

汽車音響的防高壓沖擊問題  

問：在設(shè)計(jì)汽車音響時(shí)，有針對性設(shè)計(jì)電路來防止電源高壓沖擊嗎？一般范圍多少合適？  

答：在測試中發(fā)現(xiàn)電壓有時(shí)會(huì)超過40V，因此系統(tǒng)必須能抗浪涌電壓達(dá)50V，而且電源系統(tǒng)也必須達(dá)到同樣的要求。目前，在后裝市場上銷售的汽車音響，從規(guī)格書上看，基本都沒有標(biāo)明能抗40V的。  

車載無線系統(tǒng)的音頻電路設(shè)計(jì)問題  

問：在車載無線系統(tǒng)中，最難應(yīng)對的就是音頻電路的設(shè)計(jì)。由于成本的敏感性，沒有類似其它無線系統(tǒng)那樣的成本優(yōu)勢，嚴(yán)重受限于PCB空間、CPU工作方式、濾波電路，甚至專用音頻IC。也不可能象手機(jī)那樣進(jìn)行非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)，只能刪繁取精，在現(xiàn)有成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)盡可能高的性能。然而，使用的環(huán)境場合又相對惡劣，問題的確比較棘手。那么如何應(yīng)對這些難題呢？  

答：音頻IC的供電——多數(shù)情況下，電源噪聲是導(dǎo)致音頻性能變差的根本原因。 如有可能，采用獨(dú)立穩(wěn)壓塊為音頻部分單獨(dú)供電，以保證電源質(zhì)量。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等大電流沖擊都應(yīng)考慮在內(nèi)。此外，該電源還需去耦。采用低ESR的電容，置于音頻IC的電源引腳附近，目的是衰減交流噪聲，降低電源紋波。  

PCB設(shè)計(jì)——在PCB設(shè)計(jì)中仔細(xì)分開模擬地(層)和數(shù)字地(層)，并盡量使音頻模擬信號(hào)的走線遠(yuǎn)離數(shù)字電路、功率開關(guān)電路及射頻電路的走線。布局合理、平行走線、線短而粗等都是音頻設(shè)計(jì)的常識(shí)，但實(shí)現(xiàn)起來并非易事。  

功放的信號(hào)輸入——音頻放大電路的信號(hào)輸入不能是直流信號(hào)，如果以直流方式將音聘信號(hào)耦合到MIC的前置放大器，有可能損壞前置放大器。串入合適的隔直電容，可削弱低頻噪聲。這可以防止由于放大器輸出飽和產(chǎn)生的噪聲并減少對后續(xù)的濾波要求。  

音頻放大電路的增益——鑒于車內(nèi)的環(huán)境噪音較大，理應(yīng)選擇較高的放大電壓增益，然而高增益也就伴隨著高噪聲，甚至損壞揚(yáng)聲器。這樣將增加設(shè)計(jì)難度及無源器件成本，所以應(yīng)權(quán)衡折衷，適用為佳。最近發(fā)現(xiàn) maiam 推出的一款高集成度音頻放大器max9756整合了一個(gè)具有自動(dòng)電平控制功能的 2W 功放、一個(gè)DirectDrive 耳機(jī)放大器和一個(gè) LDO，是一個(gè)非常不錯(cuò)的思路，值得一試。  

功放的信號(hào)輸出——推薦以差分方式連接 MIC，從而消除噪聲源在攜帶 MIC 信號(hào)的電路板走線中感應(yīng)出的電氣噪聲。這種方法在正負(fù)信號(hào)走線對稱布置并相互接近時(shí)效果最好，此時(shí)每條走線中感應(yīng)出的噪聲相同。適合于電容式麥克風(fēng)，它輸出幅度低，對給定量的噪聲信噪比偏小。不要從電源直接向電容式麥克風(fēng)提供偏置電壓，因?yàn)槠�置電壓中的噪聲在麥克風(fēng)的前置放大器中被放大，它比在下游電路中產(chǎn)生的熱噪聲更加有害。相反，應(yīng)使用專用偏置電壓或低通濾波模擬電源。  

音頻接口及引出線——應(yīng)采用低損耗、高品質(zhì)的屏蔽線，還應(yīng)小心選擇接口部分的接插件，確保接觸良好，以充分滿足汽車環(huán)境要求，在防震、防水、防塵、防腐等方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。  

射頻干擾——無線系統(tǒng)的射頻收發(fā)，對音頻造成干擾也比較常見。因此還需增加高通濾波電路，對射頻發(fā)射/接收頻點(diǎn)附近的頻率進(jìn)行預(yù)防，也會(huì)收到預(yù)期效果。例如，GSM 工作于三種頻率，800MHz/900MHz/1800MHz，因此應(yīng)在音頻放大電路的信號(hào)輸入端增加適當(dāng)?shù)母咄�濾波電路，建議電容選用容值為 18PF/27PF 的電容，分別連接到音頻電源地。也就是說，除了低通濾波之外，還應(yīng)包括有高通濾波。  

其它——低 ESR、較高的額定電壓和寬環(huán)境溫度的固態(tài)電容(首選鉭電容)；寬范圍的電源穩(wěn)壓塊；帶屏蔽殼的扼流圈(防止電流突變)，等等，這些都會(huì)收到良好的效果，但隨之而來的則是成本攀升，要權(quán)衡利弊。