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車載eCall系統(tǒng)音頻應(yīng)用解決方案

發(fā)布時間:2023-11-01 來源:艾為之家 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】eCall(emergency Call,eCall,也常常叫作“緊急救援”)系統(tǒng)是歐洲推動的一項技術(shù)開發(fā)計劃,旨在為發(fā)生碰撞的駕車者提供快速援助的解決方案。eCall使用移動電話和衛(wèi)星定位功能,在發(fā)生交通事故后,將與最近的救援中心(如中國的122、歐盟的112)建立電話連接,除語音連接之外,車載eCall系統(tǒng)還會上報、傳輸事故地點、事故類型和車輛信息等。


2018年4月,歐洲議會通過立法,要求所有新車配備eCall,聯(lián)合國和俄羅斯ERA-GLONASS也在推行相關(guān)政策。歐洲eCall標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定系統(tǒng)需要維持十余分鐘的語音通話,之后至少保持60分鐘的網(wǎng)絡(luò)連接,以便緊急服務(wù)人員給司機回電。


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圖1:車載緊急呼叫操作按鈕


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圖2:系統(tǒng)框圖

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eCall系統(tǒng)音頻應(yīng)用


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圖3:eCall系統(tǒng)簡化框圖


圖3為eCall單元簡化框圖,從圖中我們可以看到:


 1.正常的應(yīng)用系統(tǒng)由車載電平供電,當(dāng)發(fā)生事故且車載電平無法正常工作時,系統(tǒng)將啟用備用電池為系統(tǒng)供電。


 2.eCall觸發(fā)可以是司機或者乘車人員通過菜單形式進行主動呼叫,但考慮到車輛意外情況的不確定性,系統(tǒng)還可以自動識別車輛損壞情況進行呼叫。


 3.音頻信號的采集端和輸出端通常組合成單個編解碼器,包括1個模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和1個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。由于音頻信號路徑將通過電話將駕駛員連接到緊急服務(wù),多數(shù)系統(tǒng)總共只需要一個通道(一個麥克風(fēng)、一個ADC、一個DAC、一個放大器和一個揚聲器)。


 4.在某些情況下可能不需要編解碼器,例如當(dāng)數(shù)字麥克風(fēng)直接連接到微處理器,音頻信號路徑使用數(shù)字輸入D類放大器,但這樣成本可能較貴且實現(xiàn)抗噪性難度也將會增大。


對于音頻供放的選擇,eCall汽車系統(tǒng)設(shè)計主要有兩種選擇:AB類或D類,分別敘述如下:


1.  AB類音頻放大器 


AB類音頻放大器是線性放大器,不產(chǎn)生電磁干擾(EMI)并且不需要許多外部電子設(shè)備成分(比如電感電容組成的濾波網(wǎng)絡(luò))。然而,AB類的效率非常低,從而系統(tǒng)設(shè)計時需要額外考慮散熱問題,這意味著在eCall 系統(tǒng)中,備用電池的充電大部分會作為熱量被浪費掉。這種低效率的代價是非常高的成本,因為許多eCall系統(tǒng)要求緊急服務(wù)人員和司機之間有10-20分鐘的“通話時間”。使用 AB 類放大器的系統(tǒng)將需要額外的電池來滿足此要求,這將導(dǎo)致電池成本的上升。


2.  D類音頻放大器


對比AB類音頻放大器,D類音頻放大器是高效開關(guān)放大器,具備良好的效率可以更好滿足“通話時間”,散熱性能相對好很多,但不能免除EMI的干擾問題,需要額外的輸出電感器件。


從市場了解得知,現(xiàn)階段D類音頻放大器為主流,接下來將介紹艾為主推用于eCall方案的D類音頻放大器。


AW836xxTSR-Q1

艾為音頻功放推薦


AW836xxTSR-Q1是單聲道模擬輸入D類音頻放大器,適用于汽車類緊急呼叫 (eCall)、遠程信息處理、儀表板應(yīng)用場景,可以輕松通過CISPR25認證。AW836xxTSR-Q1系列產(chǎn)品在14.4VDC電池供電負載為4Ω且THD+N不超過10%的情況下,能提供高達10W&22W的可選功率。其具有較寬的工作電壓范圍和優(yōu)異的效率,是需要起停支持或使用備用電池運行時的理想選擇。集成負載診斷功能能夠通過I2C報告揚聲器狀態(tài)。


主要參數(shù)


?應(yīng)用場景:E-Call系統(tǒng)、AVAS、儀表盤

?PO:10W @4Ω,22W@4Ω

?供電電源:4.5V~18V

?Iq:16mA@PVCC=14.4V

?Isd:20uA

?底噪:65uV@20dB

?效率:87%

?THD+N:0.05%@1W

?PSRR:75dB


其他功能


?支持400k、500k、2.1MHz調(diào)率 

?邊沿調(diào)制功能,有效抑制EMI

?擴頻功能SSM(Spread Spectrum Mode)有效抑制EMI

?集成自保護:UVLO、OVP、OCP、OTP、DC-Detect、Load Dump、負載診斷

 

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總結(jié)


車載用音頻供放需要滿足下列需求:


效率高:D類功放以其高效能而聞名。這是由于它們的運作方式,通過迅速開關(guān)輸出器件以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變(PWM)信號,以控制音頻輸出。這種方式使得D類功放能夠在較低的電能損失下提供高功率輸出。


輕巧小型:由于高效率,D類功放可以設(shè)計得非常小巧輕便,這對于汽車音響系統(tǒng)中的安裝和集成很有用。


低熱量生成:相對于傳統(tǒng)的類A和類AB功放,D類功放產(chǎn)生的熱量較少,因此通常無需大型散熱器。這有助于減少音頻系統(tǒng)的散熱需求。


高功率輸出:雖然它們體積小巧,但D類功放可以提供相對高功率的音頻輸出,這對于驅(qū)動車用音響中的喇叭和低音炮非常重要。


輸出質(zhì)量:D類功放的輸出質(zhì)量通常很高,能夠提供清晰、動態(tài)的音頻,并具有較低的失真水平。然而,輸出質(zhì)量仍然取決于功放的設(shè)計和制造質(zhì)量。


數(shù)字信號處理:許多現(xiàn)代車用D類功放具有內(nèi)置的數(shù)字信號處理功能,可調(diào)整音頻輸出以滿足用戶的需求,例如均衡、音量控制和低音效果。


資源需求:D類功放通常需要電源穩(wěn)壓器,以確保它們在不同的電壓條件下仍能正常工作。此外,它們可能需要一些額外的過濾電路,以減少輸出中的噪音。


總的來說,雖然D類音頻放大器是高效開關(guān)放大器,具備良好的效率可以更好滿足“通話時間”,散熱性能相對好很多,但不能免除EMI的干擾問題,需要額外的輸出電感器件。因此如何解決EMI干擾問題需要另一個專題討論,后續(xù)我們將會在另一篇技術(shù)帖中做詳細解釋,敬請期待~



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