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摘 要：为了改进车载收音机在复杂环境下的收听效果，本文系统地论述了车载收音机弱信号及多路径信号处理的原理，以及如何通过参数设置来改善收听效果。
关键词：车载 收音机 弱信号 多路径干扰 软静音 立体声混合 高频削减
1672-3791（2013）03（b）-0002-02
车载收音机与家用收音机一个很大的差别就是，家用收音机处于一个信号比较稳定的环境中，而车载收音机所处的环境相对恶劣得多：高楼大厦，高山，路边大树等对信号的阻挡以及信号反射干扰；汽车在行进中接收信号强度的不断的快速变化以及多普勒频移效应都对车载收音机的接收效果造成不可忽视的影响。针对车载收音机的特点，当接收信号遭遇到信号强度的变化或遭遇到多路径干扰的时候，收音机信号处理基带进行信号动态处理，减轻信号强度的变化或多路径干扰对收音质量的影响。
软静音检测器（弱场强信号和邻近通道信号条件下）弱场强信号取自Smeter的直流电平，邻近通道信号取自MPX（立体声复合信号）的高频部分，（当没有邻近通道信号时，MPX信号没有高频部分出现）。弱场强信号条件下的软静音通过滤波后的 Smeter 与可编程的门限 （Startpoint Mute at attenuator level）比较后来操作。当 Smeter 值低于这个门限时，PIN脚MUTETC的直流电压会线性增加。设置参数Startpoint Mute at attenuator level越高，软静音根据场强信号的起控点越高。邻近通道检测器感应MPX信号的高频调制部分并且驱动软静音当一个高电平的邻近通道干扰信号出现时，软静音起作用。高频调制部分的检测通过一个高通滤波器作用于MPX信号，然后检波后得到。当接收条件变差时，软静音检测器在管脚MUTETC上产生的电压将会增加。一个可变衰减器作用于MPX信号，实际衰减量由MUTETC脚电压决定。当MUTETC脚电压在一定的电压范围内呈线性变化；最大衰减量可由“静音深度”控制。该参数通常决定弱信号时最大的软静音深度。在有邻近通道信号的条件下，最大衰减量由“静音深度”和“邻近通道静音深度”联合控制。
关于立体声混合电路中的线性混合因子α：当立体声混合控制高于或等于全立体声门限（5 V）时，α等于1。
当立体声混合控制小于或等于全单声道门限（通过寄存器 Stereo Blend设置）时，α等于0；α在两者之间呈线性变化。因子β被叫作“滚降补偿”并被通过寄存器Roll Off Compensation编程。当α等于1时因子β必须通过选择来使立体声分离度最大（也就是当场强高于全立体声门限时）。寄生干扰限制了最大分离度，具体情况取决于通道匹配条件，即使有“Roll Off Compensation”立体声分离度也很少超过45 dB。（图2）
根据场强的立体声混合曲线可以通过参数“Level Gain”和“Stereo Blend”和“Smeter slider”来调整。
内部电平产生立体声混合控制电压取自通过“内部电平电路”处理后的Smeter信号。Smeter信号经滤波后，再经“滑动偏移”、“斜率选择”和“增益选择”后产生内部电平信号。立体声混合曲线经根据场强信号设置的“全立体声”和“全单声道”点来确定。全立体声点指的是立体声混合控制电压（内部电平）等于5 V，它通过偏移和放大Smeter曲线来实现。全单声道点可以通过调节参数“Stereo Blend”来设置。
怎样设置混合曲线，让我们考虑场强信号高于全立体声点的情况（这时滤波后的Smeter信号等于5 V）。立体声点可以通过增加“Level Gain”直到全立体声点出现来设置。实践中，当参数“roll-off compensation”在强射频信号（如60 dBuV）时被优化后，设置信号发生器的电平（立体声信号）对应于所期望的全立体声分离点并调节“Level Gain”直到立体声分离度开始下降是可能的。为设置全单声道点将调节参数“Stereo Blend”。设置立体声信号发生器输出电平对应于所期望的全单声道点，调节参数“Stereo Blend”直到没有分离度出现。
去加重滤波器具有第二重功能，在低场强信号下用来减小音频信号带宽（高频削减）。高频削减功能可被激活或关闭通过设置参数“High Cut ON”。如果设置成OFF，则只有去加重滤波器起作用；如果设置成ON，去加重和高频削减共同起作用。去加重时间常数可被设置为50 us或75 us。当高频削减功能被激活时，低通滤波器时间常数从去加重值逐渐减小，音频带宽从10 kHz逐渐地减小到2 kHz（当选择50 us的去加重时间常数时）；而当选择75 us的去加重时间常数时因此音频带宽从10 kHz逐渐地减小到700 Hz。滤波器的滤波频率通过把内部电平转换成5位的数字信号来直接改变低通滤波器的电容值来实现。
转换器范围由参数“高频削减开始电平”和“高频削减停止电平”决定，它产生的门限电压值对应于内部电平值，高端使音频带宽最大，低端使音频带宽最小。“高频削减开始电平”（“高频削减停止电平”）的值越高，达到最大音频带宽所需的射频信号越大。
4 结论
通过以上系统原理的分析以及处理方法的实施，可以通过调节参数的方法实现车载收音机在恶劣的环境中维持相对良好的收音质量。
参考文献
Integrated car radio of TDA7540_FST_ Product Guide，Author（s）：STM Semiconductors.
Integrated car radio of TDA7540 Datasheet，Author（s）：STM Semiconductors.
[3]Integrated car radio of TEF6901AH Application Note，Author（s）：Philips Semiconductors.
[4]Integrated car radio of TEF6901AH IC datasheet，Author（s）：Philips Semico nductors.
[5]TEF6890H，TEF6892H，TEF6894H Application Note，Author（s）：Uwe Feddern，Gertjan Groot Hulze.
关键词：车载 收音机 弱信号 多路径干扰 软静音 立体声混合 高频削减
1672-3791（2013）03（b）-0002-02
车载收音机与家用收音机一个很大的差别就是，家用收音机处于一个信号比较稳定的环境中，而车载收音机所处的环境相对恶劣得多：高楼大厦，高山，路边大树等对信号的阻挡以及信号反射干扰；汽车在行进中接收信号强度的不断的快速变化以及多普勒频移效应都对车载收音机的接收效果造成不可忽视的影响。针对车载收音机的特点，当接收信号遭遇到信号强度的变化或遭遇到多路径干扰的时候，收音机信号处理基带进行信号动态处理，减轻信号强度的变化或多路径干扰对收音质量的影响。
1 软静音处理方法
当接收信号环境由于场强信号变弱或有邻近通道信号出现而变差时或有多路径干扰时，软静音模块将逐渐地衰减MPX信号（立体声复合信号）。从而减轻人耳对噪声的感受，但是程度不宜过大，否则造成明显的声音忽大忽小的现象，图1显示了用来驱动软静音的检测器。软静音检测器（弱场强信号和邻近通道信号条件下）弱场强信号取自Smeter的直流电平，邻近通道信号取自MPX（立体声复合信号）的高频部分，（当没有邻近通道信号时，MPX信号没有高频部分出现）。弱场强信号条件下的软静音通过滤波后的 Smeter 与可编程的门限 （Startpoint Mute at attenuator level）比较后来操作。当 Smeter 值低于这个门限时，PIN脚MUTETC的直流电压会线性增加。设置参数Startpoint Mute at attenuator level越高，软静音根据场强信号的起控点越高。邻近通道检测器感应MPX信号的高频调制部分并且驱动软静音当一个高电平的邻近通道干扰信号出现时，软静音起作用。高频调制部分的检测通过一个高通滤波器作用于MPX信号，然后检波后得到。当接收条件变差时，软静音检测器在管脚MUTETC上产生的电压将会增加。一个可变衰减器作用于MPX信号，实际衰减量由MUTETC脚电压决定。当MUTETC脚电压在一定的电压范围内呈线性变化；最大衰减量可由“静音深度”控制。该参数通常决定弱信号时最大的软静音深度。在有邻近通道信号的条件下，最大衰减量由“静音深度”和“邻近通道静音深度”联合控制。
2 立体声混合控制方法
当接收条件变差时它可以由最大分离度逐渐地变成单声道，为的是对应的减小噪声带宽。立体声解调和立体声混合在同一功能块中完成，它根据滤波后的eter电平与全立体声和全单声道门限比较的情况来线性混合基带信号L+R和L-R。该功能块同样有roll-off补偿电路来获得最大的立体声分离度。为什么要补偿呢？因为收音机信号在38 kHz内的频谱不是平的，因此L-R信号与L+R信号的幅度是不同的。关于立体声混合电路中的线性混合因子α：当立体声混合控制高于或等于全立体声门限（5 V）时，α等于1。
当立体声混合控制小于或等于全单声道门限（通过寄存器 Stereo Blend设置）时，α等于0；α在两者之间呈线性变化。因子β被叫作“滚降补偿”并被通过寄存器Roll Off Compensation编程。当α等于1时因子β必须通过选择来使立体声分离度最大（也就是当场强高于全立体声门限时）。寄生干扰限制了最大分离度，具体情况取决于通道匹配条件，即使有“Roll Off Compensation”立体声分离度也很少超过45 dB。（图2）
根据场强的立体声混合曲线可以通过参数“Level Gain”和“Stereo Blend”和“Smeter slider”来调整。
内部电平产生立体声混合控制电压取自通过“内部电平电路”处理后的Smeter信号。Smeter信号经滤波后，再经“滑动偏移”、“斜率选择”和“增益选择”后产生内部电平信号。立体声混合曲线经根据场强信号设置的“全立体声”和“全单声道”点来确定。全立体声点指的是立体声混合控制电压（内部电平）等于5 V，它通过偏移和放大Smeter曲线来实现。全单声道点可以通过调节参数“Stereo Blend”来设置。
怎样设置混合曲线，让我们考虑场强信号高于全立体声点的情况（这时滤波后的Smeter信号等于5 V）。立体声点可以通过增加“Level Gain”直到全立体声点出现来设置。实践中，当参数“roll-off compensation”在强射频信号（如60 dBuV）时被优化后，设置信号发生器的电平（立体声信号）对应于所期望的全立体声分离点并调节“Level Gain”直到立体声分离度开始下降是可能的。为设置全单声道点将调节参数“Stereo Blend”。设置立体声信号发生器输出电平对应于所期望的全单声道点，调节参数“Stereo Blend”直到没有分离度出现。
3 高频削减处理方法
当车载音响遭遇弱信号或多路径干扰，信号失真造成的噪声是恼人的，此时如果衰减噪声，将大大改善收听效果，如果能根据信号的质量来进行动态的信号带宽控制，是一个非常有效的方法。（图3）去加重滤波器具有第二重功能，在低场强信号下用来减小音频信号带宽（高频削减）。高频削减功能可被激活或关闭通过设置参数“High Cut ON”。如果设置成OFF，则只有去加重滤波器起作用；如果设置成ON，去加重和高频削减共同起作用。去加重时间常数可被设置为50 us或75 us。当高频削减功能被激活时，低通滤波器时间常数从去加重值逐渐减小，音频带宽从10 kHz逐渐地减小到2 kHz（当选择50 us的去加重时间常数时）；而当选择75 us的去加重时间常数时因此音频带宽从10 kHz逐渐地减小到700 Hz。滤波器的滤波频率通过把内部电平转换成5位的数字信号来直接改变低通滤波器的电容值来实现。
转换器范围由参数“高频削减开始电平”和“高频削减停止电平”决定，它产生的门限电压值对应于内部电平值，高端使音频带宽最大，低端使音频带宽最小。“高频削减开始电平”（“高频削减停止电平”）的值越高，达到最大音频带宽所需的射频信号越大。
4 结论
通过以上系统原理的分析以及处理方法的实施，可以通过调节参数的方法实现车载收音机在恶劣的环境中维持相对良好的收音质量。
参考文献
Integrated car radio of TDA7540_FST_ Product Guide，Author（s）：STM Semiconductors.
Integrated car radio of TDA7540 Datasheet，Author（s）：STM Semiconductors.
[3]Integrated car radio of TEF6901AH Application Note，Author（s）：Philips Semiconductors.
[4]Integrated car radio of TEF6901AH IC datasheet，Author（s）：Philips Semico nductors.
[5]TEF6890H，TEF6892H，TEF6894H Application Note，Author（s）：Uwe Feddern，Gertjan Groot Hulze.
源于：毕业论文致谢www.udooo.com