基于高频头的汽车音响收音机系统设计

收音机高频头大体上经历了分立式电路、多芯片高频头、单芯片高频头三个阶段。随着汽车收音机的功能增多，分立器件、多芯的收音机方案因为空间限制和内部干扰使得汽车音响的设计困难，模拟收音机电路的数字化设计简化了设计过程。

无论技术如何发展，传统收音机的应用原理并没有发生变化，但收音机设计在电路上越来越简化。并且由于采用软件设计带来很多优点：占用整机空间变小、硬件成本降低、生产工艺过程简单、生产调试过程越来越少、技术指标一致性增强等等。

目前比较流行的数字调谐高频头有两类，第一类是不包括锁相环电路的芯片构成的高频头，主要代表芯片是三洋的LA1787系列；第二类是集成锁相环的芯片构成的高频头，主要代表芯片要意法（ST）公司的TDA754X系列和飞利浦的TEF660X系列。

最简化的设计方案集成了锁相环和RDS功能的芯片，实现了在板设计，主要代表芯片是Silicone Labs公司的Si47XX系列。 1. 基于LA1787的收音高频头

基于LA1787的收音高频头，是较早就用于汽车音响的收音高频头，它的出现使汽车音 响的收音电路设计得到很大的便利。最显著的效果是汽车音响收音电路设计简化，研发调试和生产过程中减少了调试，增强了对内部和外部的抗干扰能力，技术参数的指标比分立器件更加一致，LA1787 较高的温度特性使收音机在汽车环境使用时性能更加稳定。

表1-11 基于LA1787的收音高频头引脚定义

序号 引 脚 符 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 AM ANT FM ANT AM LOC FM Dx GND FM VT AM-B/S SM-B/S AM Vcc GND FM/AM OSC FM Vcc FM/AM Vcc AM VT GND Lch Rch GND N.C ST/RQ S.Meter SD/ST IND SNC DET OUT 功 能 描 述 AM RF信号输入端 FM RF信号输入端 AM 远近程控制端口，高电平有效（有些模块没有这个功能 FM 远近程控制端口，低电平有效 地线 FM 调谐电压（Tuning Voltage），输入端 中波切换 短波切换 AM 工作电源，输入端 地线 FM/AM 本地振荡信号输出端 FM工作电源，输入端 FM/AM工作电源，输入端 AM调谐电压，输入端 地线 声音信号左声道输出，输出端口 声音信号右声道输出，输出端口 地线 空 立体声指示输入端口/中频输出端口/强制停台端口 FM/AM S电表输出 停台检测输出端口/立体声点灯输出端口 立体声噪声消除控制输入端口（stereo noise canceling） 复合信号输出端（提供给RDS解码器输入端口） 26 MUTE Drive 静音驱动输出端口（噪声收敛控制端口） 功 能 描 述 FM/AM信号输入端口 空脚 空脚 地线 空脚 地线 +5V供电电源 ISS状态输出 未加权场强输出 +8.5V供电电源 邻近频道检测输出 序号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 引脚符号 SSTOP QUALYOUT AFS VT TEST MPXW R_OUT L_OUT GND SDA SCL 功 能 描 述 电台停止搜索输出 立体声解码器质量输出 交互频率搜索驱动 调谐电压检测 复合信号输出 右声道输出 左声道输出 地线 串口数据端口 串口时钟端口 2.基于TDA754X高频头（见表） 序号 引脚符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ANT NC NC GND NC GND +5V SW FLAG FSU +8.5V ADJCH AM_AF/MPX AM音频滤波器输出 AM ST/MP AM立体声输出/多通道检测输出 任何收音机的目的都是为了能够有效地接收电台并能够正常的输出，下面将讲述在应用收音机高频头时从信号接收到输出音频信号过程的电路设计。

3. 汽车收音机天线

汽车收音机天线因为安装和使用环境的原因，在收音天线结构和类型上有一定的限制。常用的有FM和AM波段共用的拉杆天线和玻璃天线，拉杆天线又分手动拉杆天线、自动拉杆天线；按照是否有放大电路，车载天线又分为有源天线和无源天线。 车载天线在使用过程中存在何种天线都要采取可靠固定措施，避免天线各部件之间的连接松动、天线和传输线布局、电源连接、接地点都要注意避开汽车上会产生干扰的其他汽车电子产品。高档天线还要具有降低产生静电的性能。

一般情况下，为了防止车辆在隧道等地方行驶过程中发生天线碰撞，车载收音天线长度往往小于波长长度。拉杆天线一般安装在汽车顶面且地平面较大而获得较好的收信效果，但是实际上因为车辆结构限制可能会安装在汽车顶面或者尾部，这时同样的天线可能会降低收信效果。安装条件许可时，尽量使用使用符合波长要求的天线或者使用有源天线来改善收信效果。 目前大多数轿车都使用玻璃天线，可以减少车辆外形的影响。但是，当有玻璃加热器时，需要注意玻璃加热器可能会产生干扰，要考虑玻璃天线的传输布局和天线放大器电源的滤波处理。

车载收音机天线输出是单端不平衡输出，要选择舒适的FM和AM 波段的宽带天线并注意天线、传输线和高频头输入阻抗之间的匹配。设计安装汽车音响前要先了解车载天线规格，比如传输线中是否有滤波电路、衰减电路或者包含阻抗匹配电路。根据实际情况在汽车音响高频头输入端口采取合适的滤波措施以避免干扰和过度衰减（见图）

为了保证汽车音响的实际收音效果，要求在设计验证阶段要进行装车测试。装车测试按照载体分模拟测试（汽车音响安装在任意车辆上进行测试）和标准车辆测试（汽车音响安装在将来要安装的车型上测试）：按照测试方式分静态测试（车辆静止情况下的测试）和动态测试（在行驶状态的测试）。测试的目的主要是验证车辆各种操作状态和各种外部环境是否对收音效果有影响。要求在测试前要对测试项目进行认真规划，保证测试项目不遗漏，要对各种相关数据进行总结、对比，才能发现缺陷并对设计进行有针对性地改进。 在实验室用信号发生器测试收音参数时，为了使信号发生器和收音机输入阻抗匹配需要采用模拟天线转换器，FM衰减6dBμ，AM 衰减14 dBμ。

图 FM单信号测试模拟天线转换电路

图 AM测试模拟天线转换电路

汽车音响中会设计一个收音天线驱动电源（Ant-Power）输出端口，用来为自动拉杆天线和天线放大器提供控制电源，只有在收音状态时才有电压输出。在整机供电电压为14.4V时，Ant-Power为12V±1V;当整机供电电压低至10.8V时，Ant-Power不低于9V。为了保证电路的带负载能力，Ant-Power驱动电流不低于500mA。设计该电路要采取保护措施，防止输出线对电源或者对地知足时造成电路破坏，防止雷电、静电冲击对整机造成损害（见图）

图 FM双信号测试模拟天线转换电路

文章来源：行车记录仪http://www.szaeia.com／ 摘自：姜卫忠《汽车多媒体导航系统蓝皮书》

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