在車載無線系統(tǒng)中，感覺最難應(yīng)對的就是音頻電路的設(shè)計。
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的選型。也不可能像手機(jī)那樣進(jìn)行復(fù)雜而全面的設(shè)計，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。
經(jīng)過長時間的摸索試驗(yàn)，反復(fù)測試，并結(jié)合他人的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)如下：
1、音頻 IC 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。開關(guān)汽車引擎、開關(guān)空調(diào)等情形產(chǎn)生的大電流沖擊都應(yīng)考慮在內(nèi)。此外，該電源還需有效去耦。根據(jù)工作電流的大小，選擇合適容值（最低應(yīng)為 10uF）的低 ESR 的鉭或鋁電解電容，置于音頻 IC 的電源引腳附近，衰減交流噪聲，降低電源紋波。為對模擬電源進(jìn)一步濾波，在模擬電源輸入端的電源層和退藕電容之間串入一個磁珠。比較合適的表面安裝磁珠規(guī)格是電感量為 10nH，500mA，直流阻抗為 0.3Ω，封裝為 0603。
2、PCB 設(shè)計
在 PCB 設(shè)計中仔細(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)計的常識，但實(shí)現(xiàn)起來并非易事。音頻放大一般具有片外的負(fù)反饋放大電路，該電路應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離輸入/輸出。輸入/輸出的地應(yīng)區(qū)別開，不宜直接共地。
3、 音頻放大電路的信號輸入
音頻放大電路的信號輸入不能是直流信號，如果以直流方式將音頻信號耦合到 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。
4、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)計難度及無源器件成本，所以應(yīng)權(quán)衡折衷，適用為佳。我司推出一系列帶防破音的音頻功放產(chǎn)品，能完美的解決這個問題。資料請查閱：http://www.tuangou168.com/product_1026.htm
5、音頻放大電路的信號輸出
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)信號走線對稱布置并相互接近時效果最好，此時每條走線中感應(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)槠秒妷褐械脑肼曉邴溈孙L(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。
6、音頻引出線
應(yīng)選用低損耗、高品質(zhì)的屏蔽線，還應(yīng)仔細(xì)選擇連接的接插件，確保接觸良好，以適應(yīng)汽車的環(huán)境，在防震、防水、防塵、防腐等方面達(dá)到設(shè)計要求。有資料介紹，CAT5（5 類）線纜具有低成本和長距離驅(qū)動能力，使它成為除以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包傳輸以外，可用于音頻數(shù)據(jù)格式的一種很具吸收力的選擇。不過筆者并未測試過。
7、音頻輸出控制
音頻在需要時方可允許輸出，這應(yīng)為共識。有些音頻 IC 有一個 SHUTDOWN 或者 MUTE 引腳，可以實(shí)現(xiàn)該控制功能。可是大多數(shù)并沒有這一引腳，所以需要增加額外的電平開關(guān)電路，控制音頻信號。程序設(shè)計時有一個使能的時機(jī)問題，上電時應(yīng)適當(dāng)延遲后再打開，以避免串入音頻電路的令人討厭的電源噪聲，一般延遲 100ms 左右。一旦音頻輸出完畢，應(yīng)延遲 100-500ms 后關(guān)閉（屏蔽）輸出，不只節(jié)省了不必要的消耗電流（因?yàn)榇蠖鄶?shù)的音頻 IC 的工作電流較大，發(fā)熱較高），而且還有效降低了噪聲干擾。
8、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，也會收到預(yù)期效果。例如，GSM 可工作于三種頻率，800MHz/900MHz/1800MHz，因此應(yīng)在音頻放大電路的信號輸入端增加適當(dāng)?shù)母咄V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。
9、其它方面
低 ESR、較高的額定工作電壓和寬環(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，這些都會收到良好的效果。 |
