車載eCall係統音頻應用解決方案
發布時間:2023-11-01 來源:艾為之家 責任編輯:wenwei
【導讀】eCall(emergency Call,eCall,也常常叫作“緊急救援”)係統是歐洲推動的一項技術開發計劃,旨在為發生碰撞的駕車者提供快速援助的解決方案。eCall使用移動電話和衛星定位功能,在發生交通事故後,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係統還會上報、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,聯合國和俄羅斯ERA-GLONASS也在推行相關政策。歐洲eCall標準規定係統需要維持十餘分鍾的語音通話,之後至少保持60分鍾的網絡連接,以便緊急服務人員給司機回電。
圖1:車載緊急呼叫操作按鈕
圖2:係統框圖
eCall係統音頻應用
圖3:eCall係統簡化框圖
圖3為eCall單元簡化框圖,從圖中我們可以看到:
1.正常的應用係統由車載電平供電,當發生事故且車載電平無法正常工作時,係統將啟用備用電池為係統供電。
2.eCall觸chu發fa可ke以yi是shi司si機ji或huo者zhe乘cheng車che人ren員yuan通tong過guo菜cai單dan形xing式shi進jin行xing主zhu動dong呼hu叫jiao,但dan考kao慮lv到dao車che輛liang意yi外wai情qing況kuang的de不bu確que定ding性xing,係xi統tong還hai可ke以yi自zi動dong識shi別bie車che輛liang損sun壞huai情qing況kuang進jin行xing呼hu叫jiao。
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個模數轉換器 (ADC) 和1個數模轉換器(DAC)。由於音頻信號路徑將通過電話將駕駛員連接到緊急服務,多數係統總共隻需要一個通道(一個麥克風、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,例如當數字麥克風直接連接到微處理器,音頻信號路徑使用數字輸入D類放大器,但這樣成本可能較貴且實現抗噪性難度也將會增大。
對於音頻供放的選擇,eCall汽車係統設計主要有兩種選擇: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,不產生電磁幹擾(EMI)並且不需要許多外部電子設備成分(比如電感電容組成的濾波網絡)。然而,AB類的效率非常低,從而係統設計時需要額外考慮散熱問題,這意味著在eCall 係統中,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係統要求緊急服務人員和司機之間有10-20分鍾的“通話時間”。使用 AB 類放大器的係統將需要額外的電池來滿足此要求,這將導致電池成本的上升。
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的幹擾問題,需要額外的輸出電感器件。
從市場了解得知,現階段D類音頻放大器為主流,接下來將介紹艾為主推用於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,適用於汽車類緊急呼叫 (eCall)、遠程信息處理、儀表板應用場景,可以輕鬆通過CISPR25認證。AW836xxTSR-Q1係列產品在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&22Wdekexuangonglv。qijuyoujiaokuandegongzuodianyafanweiheyouyidexiaolv,shixuyaoqitingzhichihuoshiyongbeiyongdianchiyunxingshidelixiangxuanze。jichengfuzaizhenduangongnengnenggoutongguoI2C報告揚聲器狀態。
主要參數
•應用場景:E-Call係統、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調率
•邊沿調製功能,有效抑製EMI
•擴頻功能SSM(Spread Spectrum Mode)有效抑製EMI
•集成自保護:UVLO、OVP、OCP、OTP、DC-Detect、Load Dump、負載診斷
總結
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。這是由於它們的運作方式,通過迅速開關輸出器件以產生脈衝寬度調變(PWM)信號,以控製音頻輸出。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:由於高效率,D類功放可以設計得非常小巧輕便,這對於汽車音響係統中的安裝和集成很有用。
低熱量生成:相對於傳統的類A和類AB功放,D類功放產生的熱量較少,因此通常無需大型散熱器。這有助於減少音頻係統的散熱需求。
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,這對於驅動車用音響中的喇叭和低音炮非常重要。
輸出質量:D類功放的輸出質量通常很高,能夠提供清晰、動態的音頻,並具有較低的失真水平。然而,輸出質量仍然取決於功放的設計和製造質量。
數字信號處理:許多現代車用D類功放具有內置的數字信號處理功能,可調整音頻輸出以滿足用戶的需求,例如均衡、音量控製和低音效果。
資源需求:D類(lei)功(gong)放(fang)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)電(dian)源(yuan)穩(wen)壓(ya)器(qi),以(yi)確(que)保(bao)它(ta)們(men)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)條(tiao)件(jian)下(xia)仍(reng)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。此(ci)外(wai),它(ta)們(men)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)一(yi)些(xie)額(e)外(wai)的(de)過(guo)濾(lv)電(dian)路(lu),以(yi)減(jian)少(shao)輸(shu)出(chu)中(zhong)的(de)噪(zao)音(yin)。
總的來說,雖然D類音頻放大器是高效開關放大器,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的幹擾問題,需要額外的輸出電感器件。因此如何解決EMI幹擾問題需要另一個專題討論,後續我們將會在另一篇技術帖中做詳細解釋,敬請期待~
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