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车载eCall系统音频应用解决方案

2023-10-09

eCall系统简介

eCall(emergency Call,eCall,也常常叫作“紧急救援”)系统是欧洲推动的一项技术开发计划,旨在为发生碰撞的驾车者提供快速援助的解决方案。eCall使用移动电话和卫星定位功能,在发生交通事故后,将与最近的救援中心(如中国的122、欧盟的112)建立电话连接,除语音连接之外,车载eCall系统还会上报、传输事故地点、事故类型和车辆信息等。

2018年4月,欧洲议会通过立法,要求所有新车配备eCall,联合国和俄罗斯ERA-GLONASS也在推行相关政策。欧洲eCall标准规定系统需要维持十余分钟的语音通话,之后至少保持60分钟的网络连接,以便紧急服务人员给司机回电。


图1:车载紧急呼叫操作按钮


图2:系统框图


eCall系统音频应用



图3:eCall系统简化框图

图3为eCall单元简化框图,从图中九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌可以看到:
 1. 正常的应用系统由车载电平供电,当发生事故且车载电平无法正常工作时,系统将启用备用电池为系统供电。

 2. eCall触发可以是司机或者乘车人员通过菜单形式进行主动呼叫,但考虑到车辆意外情况的不确定性,系统还可以自动识别车辆损坏情况进行呼叫。

 3. 音频信号的采集端和输出端通常组合成单个编解码器,包括1个模数转换器 (ADC) 和1个数模转换器(DAC)。由于音频信号路径将通过电话将驾驶员连接到紧急服务,多数系统总共只需要一个通道(一个麦克风、一个ADC、一个DAC、一个放大器和一个扬声器)。

 4. 在某些情况下可能不需要编解码器,例如当数字麦克风直接连接到微处理器,音频信号路径使用数字输入D类放大器,但这样成本可能较贵且实现抗噪性难度也将会增大。

对于音频供放的选择,eCall汽车系统设计主要有两种选择:AB类或D类,分别叙述如下:

1.  AB类音频放大器 

AB类音频放大器是线性放大器,不产生电磁干扰(EMI)并且不需要许多外部电子设备成分(比如电感电容组成的滤波网络)。然而,AB类的效率非常低,从而系统设计时需要额外考虑散热问题,这意味着在eCall 系统中,备用电池的充电大部分会作为热量被浪费掉。这种低效率的代价是非常高的成本,因为许多eCall系统要求紧急服务人员和司机之间有10-20分钟的“通话时间”。使用 AB 类放大器的系统将需要额外的电池来满足此要求,这将导致电池成本的上升。

2.  D类音频放大器

对比AB类音频放大器,D类音频放大器是高效开关放大器,具备良好的效率可以更好满足“通话时间”,散热性能相对好很多,但不能免除EMI的干扰问题,需要额外的输出电感器件。

从市场了解得知,现阶段D类音频放大器为主流,接下来将介绍j9九游会真人游戏第一品牌主推用于eCall方案的D类音频放大器。

AW836xxTSR-Q1j9九游会真人游戏第一品牌音频功放推荐

AW836xxTSR-Q1是单声道模拟输入D类音频放大器,适用于汽车类紧急呼叫 (eCall)、远程信息处理、仪表板应用场景,可以轻松通过CISPR25认证。AW836xxTSR-Q1系列产品在14.4VDC电池供电负载为4Ω且THD+N不超过10%的情况下,能提供高达10W&22W的可选功率。其具有较宽的工作电压范围和优异的效率,是需要起停支持或使用备用电池运行时的理想选择。集成负载诊断功能能够通过I2C报告扬声器状态。

主要参数
• 应用场景:E-Call系统、AVAS、仪表盘
• PO:10W @4Ω,22W@4Ω
• 供电电源: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调率 
• 边沿调制功能,有效抑制EMI
• 扩频功能SSM(Spread Spectrum Mode)有效抑制EMI
• 集成自保护:UVLO、OVP、OCP、OTP、DC-Detect、Load Dump、负载诊断




总结


车载用音频供放需要满足下列需求:

1. 效率高:D类功放以其高效能而闻名。这是由于它们的运作方式,通过迅速开关输出器件以产生脉冲宽度调变(PWM)信号,以控制音频输出。这种方式使得D类功放能够在较低的电能损失下提供高功率输出。

2. 轻巧小型:由于高效率,D类功放可以设计得非常小巧轻便,这对于汽车音响系统中的安装和集成很有用。

3. 低热量生成:相对于传统的类A和类AB功放,D类功放产生的热量较少,因此通常无需大型散热器。这有助于减少音频系统的散热需求。

4. 高功率输出:虽然它们体积小巧,但D类功放可以提供相对高功率的音频输出,这对于驱动车用音响中的喇叭和低音炮非常重要。

5. 输出质量:D类功放的输出质量通常很高,能够提供清晰、动态的音频,并具有较低的失真水平。然而,输出质量仍然取决于功放的设计和制造质量。

6. 数字信号处理:许多现代车用D类功放具有内置的数字信号处理功能,可调整音频输出以满足用户的需求,例如均衡、音量控制和低音效果。

7. 资源需求:D类功放通常需要电源稳压器,以确保它们在不同的电压条件下仍能正常工作。此外,它们可能需要一些额外的过滤电路,以减少输出中的噪音。

总的来说,虽然D类音频放大器是高效开关放大器,具备良好的效率可以更好满足“通话时间”,散热性能相对好很多,但不能免除EMI的干扰问题,需要额外的输出电感器件。因此如何解决EMI干扰问题需要另一个专题讨论,后续九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌将会在另一篇技术帖中做详细解释,敬请期待~