陳向陽

摘 要：為了改進(jìn)車載收音機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的收聽效果，本文系統(tǒng)地論述了車載收音機(jī)弱信號及多路徑信號處理的原理，以及如何通過參數(shù)設(shè)置來改善收聽效果。

關(guān)鍵詞：車載 收音機(jī) 弱信號 多路徑干擾 軟靜音 立體聲混合 高頻削減

中圖分類號：U4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0002-02

車載收音機(jī)與家用收音機(jī)一個很大的差別就是，家用收音機(jī)處于一個信號比較穩(wěn)定的環(huán)境中，而車載收音機(jī)所處的環(huán)境相對惡劣得多：高樓大廈，高山，路邊大樹等對信號的阻擋以及信號反射干擾；汽車在行進(jìn)中接收信號強(qiáng)度的不斷的快速變化以及多普勒頻移效應(yīng)都對車載收音機(jī)的接收效果造成不可忽視的影響。針對車載收音機(jī)的特點(diǎn)，當(dāng)接收信號遭遇到信號強(qiáng)度的變化或遭遇到多路徑干擾的時候，收音機(jī)信號處理基帶進(jìn)行信號動態(tài)處理，減輕信號強(qiáng)度的變化或多路徑干擾對收音質(zhì)量的影響。

1 軟靜音處理方法

當(dāng)接收信號環(huán)境由于場強(qiáng)信號變?nèi)趸蛴朽徑ǖ佬盘柍霈F(xiàn)而變差時或有多路徑干擾時，軟靜音模塊將逐漸地衰減MPX信號（立體聲復(fù)合信號）。從而減輕人耳對噪聲的感受，但是程度不宜過大，否則造成明顯的聲音忽大忽小的現(xiàn)象，圖1顯示了用來驅(qū)動軟靜音的檢測器。

軟靜音檢測器（弱場強(qiáng)信號和鄰近通道信號條件下）弱場強(qiáng)信號取自Smeter的直流電平，鄰近通道信號取自MPX（立體聲復(fù)合信號）的高頻部分，（當(dāng)沒有鄰近通道信號時，MPX信號沒有高頻部分出現(xiàn)）。弱場強(qiáng)信號條件下的軟靜音通過濾波后的 Smeter 與可編程的門限 （Startpoint Mute at attenuator level）比較后來操作。當(dāng) Smeter 值低于這個門限時，PIN腳MUTETC的直流電壓會線性增加。設(shè)置參數(shù)Startpoint Mute at attenuator level越高，軟靜音根據(jù)場強(qiáng)信號的起控點(diǎn)越高。鄰近通道檢測器感應(yīng)MPX信號的高頻調(diào)制部分并且驅(qū)動軟靜音當(dāng)一個高電平的鄰近通道干擾信號出現(xiàn)時，軟靜音起作用。高頻調(diào)制部分的檢測通過一個高通濾波器作用于MPX信號，然后檢波后得到。當(dāng)接收條件變差時，軟靜音檢測器在管腳MUTETC上產(chǎn)生的電壓將會增加。一個可變衰減器作用于MPX信號，實(shí)際衰減量由MUTETC腳電壓決定。當(dāng)MUTETC腳電壓在一定的電壓范圍內(nèi)呈線性變化；最大衰減量可由“靜音深度”控制。該參數(shù)通常決定弱信號時最大的軟靜音深度。在有鄰近通道信號的條件下，最大衰減量由“靜音深度”和“鄰近通道靜音深度”聯(lián)合控制。

2 立體聲混合控制方法

當(dāng)接收條件變差時它可以由最大分離度逐漸地變成單聲道，為的是對應(yīng)的減小噪聲帶寬。立體聲解調(diào)和立體聲混合在同一功能塊中完成，它根據(jù)濾波后的smeter電平與全立體聲和全單聲道門限比較的情況來線性混合基帶信號L+R和L-R。該功能塊同樣有roll-off補(bǔ)償電路來獲得最大的立體聲分離度。為什么要補(bǔ)償呢？因?yàn)槭找魴C(jī)信號在38 kHz內(nèi)的頻譜不是平的，因此L-R信號與L+R信號的幅度是不同的。

關(guān)于立體聲混合電路中的線性混合因子α：當(dāng)立體聲混合控制高于或等于全立體聲門限（5 V）時，α等于1。

當(dāng)立體聲混合控制小于或等于全單聲道門限（通過寄存器 Stereo Blend設(shè)置）時，α等于0；α在兩者之間呈線性變化。因子β被叫作“滾降補(bǔ)償”并被通過寄存器Roll Off Compensation編程。當(dāng)α等于1時因子β必須通過選擇來使立體聲分離度最大（也就是當(dāng)場強(qiáng)高于全立體聲門限時）。寄生干擾限制了最大分離度，具體情況取決于通道匹配條件，即使有“Roll Off Compensation”立體聲分離度也很少超過45 dB。（圖2）

根據(jù)場強(qiáng)的立體聲混合曲線可以通過參數(shù)“Level Gain”和“Stereo Blend”和“Smeter slider”來調(diào)整。

內(nèi)部電平產(chǎn)生立體聲混合控制電壓取自通過“內(nèi)部電平電路”處理后的Smeter信號。Smeter信號經(jīng)濾波后，再經(jīng)“滑動偏移”、“斜率選擇”和“增益選擇”后產(chǎn)生內(nèi)部電平信號。立體聲混合曲線經(jīng)根據(jù)場強(qiáng)信號設(shè)置的“全立體聲”和“全單聲道”點(diǎn)來確定。全立體聲點(diǎn)指的是立體聲混合控制電壓（內(nèi)部電平）等于5 V，它通過偏移和放大Smeter曲線來實(shí)現(xiàn)。全單聲道點(diǎn)可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)“Stereo Blend”來設(shè)置。

怎樣設(shè)置混合曲線，讓我們考慮場強(qiáng)信號高于全立體聲點(diǎn)的情況（這時濾波后的Smeter信號等于5 V）。立體聲點(diǎn)可以通過增加“Level Gain”直到全立體聲點(diǎn)出現(xiàn)來設(shè)置。實(shí)踐中，當(dāng)參數(shù)“roll-off compensation”在強(qiáng)射頻信號（如60 dBuV）時被優(yōu)化后，設(shè)置信號發(fā)生器的電平（立體聲信號）對應(yīng)于所期望的全立體聲分離點(diǎn)并調(diào)節(jié)“Level Gain”直到立體聲分離度開始下降是可能的。為設(shè)置全單聲道點(diǎn)將調(diào)節(jié)參數(shù)“Stereo Blend”。設(shè)置立體聲信號發(fā)生器輸出電平對應(yīng)于所期望的全單聲道點(diǎn)，調(diào)節(jié)參數(shù)“Stereo Blend”直到?jīng)]有分離度出現(xiàn)。

3 高頻削減處理方法

當(dāng)車載音響遭遇弱信號或多路徑干擾，信號失真造成的噪聲是惱人的，此時如果衰減噪聲，將大大改善收聽效果，如果能根據(jù)信號的質(zhì)量來進(jìn)行動態(tài)的信號帶寬控制，是一個非常有效的方法。（圖3）

去加重濾波器具有第二重功能，在低場強(qiáng)信號下用來減小音頻信號帶寬（高頻削減）。高頻削減功能可被激活或關(guān)閉通過設(shè)置參數(shù)“High Cut ON”。如果設(shè)置成OFF，則只有去加重濾波器起作用；如果設(shè)置成ON，去加重和高頻削減共同起作用。去加重時間常數(shù)可被設(shè)置為50 us或75 us。當(dāng)高頻削減功能被激活時，低通濾波器時間常數(shù)從去加重值逐漸減小，音頻帶寬從10 kHz逐漸地減小到2 kHz（當(dāng)選擇50 us的去加重時間常數(shù)時）；而當(dāng)選擇75 us的去加重時間常數(shù)時因此音頻帶寬從10 kHz逐漸地減小到700 Hz。濾波器的濾波頻率通過把內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換成5位的數(shù)字信號來直接改變低通濾波器的電容值來實(shí)現(xiàn)。

轉(zhuǎn)換器范圍由參數(shù)“高頻削減開始電平”和“高頻削減停止電平”決定，它產(chǎn)生的門限電壓值對應(yīng)于內(nèi)部電平值，高端使音頻帶寬最大，低端使音頻帶寬最小。“高頻削減開始電平”（“高頻削減停止電平”）的值越高，達(dá)到最大音頻帶寬所需的射頻信號越大。

4 結(jié)論

通過以上系統(tǒng)原理的分析以及處理方法的實(shí)施，可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)車載收音機(jī)在惡劣的環(huán)境中維持相對良好的收音質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]Integrated car radio of TDA7540_FST_ Product Guide，Author（s）：STM Semiconductors.

[2]Integrated car radio of TDA7540 Datasheet，Author（s）：STM Semiconductors.

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[5]TEF6890H，TEF6892H，TEF6894H Application Note，Author（s）：Uwe Feddern，Gertjan Groot Hulze.