理解汽車音頻放大器係統需求——第1部分
發布時間:2021-05-01 責任編輯:wenwei
【導讀】各種型號和價格的汽車正在提供越來越多的娛樂和信息,以提升駕駛和乘車體驗。如今工廠安裝的主機通常將娛樂、多媒體和驅動程序信息集成到一個模塊中;它們提供AM/FM和衛星無線電、音樂和視頻CD/DVD播放、導航係統、數據和多媒體端口(USB、藍牙、線路輸入、線路輸出、視頻輸入)、以及普通車輛狀態信息。
主(zhu)機(ji)確(que)實(shi)是(shi)汽(qi)車(che)音(yin)響(xiang)係(xi)統(tong)的(de)大(da)腦(nao)和(he)核(he)心(xin)。現(xian)代(dai)主(zhu)機(ji)是(shi)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)的(de)汽(qi)車(che)係(xi)統(tong),集(ji)成(cheng)高(gao)速(su)處(chu)理(li)器(qi)和(he)接(jie)口(kou)線(xian)路(lu),非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)的(de)信(xin)號(hao)鏈(lian)模(mo)塊(kuai),高(gao)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)音(yin)頻(pin)和(he)電(dian)源(yuan)元(yuan)件(jian)密(mi)集(ji)集(ji)成(cheng)在(zai)儀(yi)表(biao)板(ban)的(de)中(zhong)央(yang)。
鑒於這種狹小空間的限製,汽車音響主機係統中印刷電路板(PCB)麵積和元件數量的成本高昂。汽車原始設備製造商(OEM)需要做的是增強功能,降低子係統的尺寸,增加差異化。
主機中的音頻
圖1為典型主機係統的簡化方框圖。

圖1:典型主機簡化方框圖(SBD)
從圖中,可以注意到:
● 音頻信號的輸入前端和輸出常常結合到單個編解碼器中,由一個或多個模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DAC)組成。
● 如果音頻處理器或係統級芯片(SoC)已集成DAC,就不需要編解碼器,因為音頻信號鏈的DAC部分已經集成到混合信號SoC中。
● 來自外部源的音頻線路電平輸入由ADC轉換成數字采樣,並傳輸到係統的音頻處理器或SoC。
● 在輸出端,DAC(集成到SoC或編解碼器中)將來自處理器的數字音頻信號轉換為模擬信號。
● 因為來自DAC的信號的電壓和電流較低,需要音頻放大器,提供需要的高電壓和高電流信號,以驅動揚聲器係統的驅動器。
音頻放大器:AB類與D類
汽車係統設計人員在選擇用於汽車音響主機係統的最佳音頻放大器時基本上有兩個選擇:AB類或D類。
AB類音頻放大器是當今汽車音響係統的標準配件。AB類音頻放大器是線性放大器,不產生電磁幹擾(EMI),並且不需要許多外部電子元件。但是,AB類音頻放大器效率很低,需要散熱器和風扇等方式進行大量被動甚至主動的熱管理。
另一方麵,D類音頻放大器是高效的開關放大器,需要非常少的熱管理;然而,D類音頻放大器需要使用輸出電感器,存在EMI問題。
與AB類相比優勢越來越明顯,係統總成本與AB類係統接近,D類音頻放大器變得越來越流行。
效率:揚聲器通道。
隨(sui)著(zhe)信(xin)息(xi)娛(yu)樂(le)係(xi)統(tong)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za),汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)紛(fen)紛(fen)增(zeng)加(jia)揚(yang)聲(sheng)器(qi)通(tong)道(dao)數(shu)以(yi)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)差(cha)異(yi)化(hua)和(he)市(shi)場(chang)吸(xi)引(yin)力(li)。主(zhu)機(ji)音(yin)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)隨(sui)著(zhe)所(suo)需(xu)揚(yang)聲(sheng)器(qi)通(tong)道(dao)數(shu)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia),但(dan)空(kong)間(jian)和(he)散(san)熱(re)將(jiang)主(zhu)機(ji)的(de)功(gong)耗(hao)限(xian)製(zhi)在(zai)幾(ji)瓦(wa)以(yi)內(nei)。
對於基於AB類放大器的主機,可以通過添加外置音頻放大器盒或幹線放大器解決這個問題,但會增加係統的複雜性和成本也很高。
基於Dleifangdaqidezhujidegaoxiaolvshideqinenggoumanzugaotongdaoshuxitongdegonglvxuqiu,wuxuwaijieyinpinfangdaqi。qidigonghaokeyishixianzaizhujizhongzhijieshiyongduogejichengdianlu,tigonggengjuchengbenxiaoyihejiandandejiejuefangan。

圖2:基於D類放大器的主機大大簡化了主機的熱管理。
TI的高效率汽車D類放大器通過去除風扇和昂貴的鋁質散熱片降低熱耗散和係統總成本;與AB類放大器相比,TI TAS5404-Q1等D類放大器可實現更高的通道數,低音炮2Ω的負載,主機輸出功率無需外部放大器。
通過利用小尺寸、低成本、汽車級金屬合金電感器,這些D類放大器實現了尺寸非常小的解決方案,僅為10cm2,在空間受限的主機係統中可以實現六個或更多個通道。
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