高集成度的车载AM/FM接收器方案解析

中心议题：
    *  分析高集成度的车载AM/FM接收器方案
解决方案：
    *  车用AM/FM接收器Si474x是Silicon Labs的解决方案
    *  精简设计加速上市时间

随着汽车从代步工具转变为集休闲、娱乐为一体的个性化消费品，消费者对汽车娱乐方面的要求不断提升，汽车产业也正面临强大的市场压力，亟需在不牺牲效能的情况下降低成本，这个现象在入门级汽车市场尤为明显，而消费者对于低价车辆的需求让此市场的年成长率超过10%。Silicon Labs公司发挥设计高效能混合讯号CMOS 芯片的核心能力，锁定庞大及高速成长的车用电子和信息娱乐领域，以其备受肯定的广播音讯产品来满足此领域对于降低成本和简易设计的需求。

车用AM/FM接收器Si474x是Silicon Labs公司完全整合的入门级低中频收音机芯片解决方案，Silicon Labs于2005年首度推出射频至音讯(RF-to-Audio)接收器芯片，目前为止已出货2亿个以上。凭借采用CMOS制程，Silicon Labs可以将数字讯号和RF结合为单芯片架构，亦即将数字讯号处理器与RF整合为单芯片，实现了从射频到音讯的整合，因此可大量减少外部组件，降低系统成本。

精简设计加速上市时间

Si474x的芯片内部高度整合了LNA、LDO、AFC、AGC、ADC、DSP、DAC、RDS等功能模块，这样工程师在进行设计时就不用考虑太多外围复杂电路的设计，避免了因为有过多外围电路而造成的一些耦合、射频讯号等外界影响。与其它竞争方案相较，Si474x可以减少超过40%的外围组件及相应成本。

从图1我们可以看到，由于Si474X系列产品整合度高，外部组件极少，所以无须像以前一样，需要人工进行校准，并且设计人员可以很容易地在单层板上进行设计，所有材料清单包括在内，仅需不到4 mm2的印刷电路板空间，该芯片的整合程度可以将芯片外围灵敏的RF讯号传输路径缩至最短，从而减少了外围对RF讯号的干扰，进一步简化了PCB设计流程，减少制造成本。

同时Si474x系列提供构建完整音讯和数据接收系统的接收器，在这个芯片内部能够实现完全整合的入门级低中频收音机芯片解决方案，可以接收调频、调幅、短波、长波及RDS，甚至是气象频道的天气广播也可接收，可以实现全球的收音机广播接收频段，如日本的76MHz-90MHz、87.5MHz-108MHz等频道均可接收。同时Si474x系列能输出模拟音讯讯号和数字音讯讯号，并可以直接进行录音。

由于车用电子工作环境比较特殊，音讯接收器往往会受到外界环境的干扰，从而会产生噪音和讯号的衰减，降低组件效能。由于无线电波被高大建筑和树木的反射，Si474x接收到幅度和相位不同的反射波，为此，Si474x设计中包含了多径讯号抑制功能。如图2所示，Si474x内部的DSP会侦测并抑制多径干扰，这样就可以改善因为多径干扰产生的不良影响，提升处于多径情况下的收音机接收器效能。

由于车内环境比较吵杂，如引擎发动和其它电气设备(如雨刷、电动窗)等的噪音都会对芯片产生影响，Si474x提供完全配置的AM和FM噪声抑制器来减少外界干扰的噪音。AM和FM噪声抑制器藉由设定侦测门限值、间隔、速率、过滤频宽、延迟来实现对音质的改善。
 

此外，Si474x芯片还整合了RDS(Radio Data System)译码器，该译码器透过FM波段可以将文字内容，如体育、交通以及一些音乐娱乐信息等，透过FM波段传送到Si474x芯片内部，再经过RDS译码器的处理和转化，输出到主芯片并显示在屏幕上，为人们带来了很大的便利和实用性。所有这些功能都是在芯片内部自动完成，设计人员只需要透过很少的接口，藉由软件设置来控制该芯片即可，减少了很多人为的手工操作，增加了生产的自动化程度。同时也正是由于整合度很高，软件和硬件的兼容及软件的移植都很容易，因此用户可以轻松自如地设计和生产，加速产品上市时间。

汽车电子的行业标准很严格，Si474x具备优秀的汽车电子质量和效能，符合AEC-Q100规格要求。Silicon Labs公司已通过ISO/TS-16949 国际汽车工业质量体系的标准认证。

入门级车用收音机市场正快速成长，Silicon Labs则擅长于满足此市场所衍生的各种需求，利用其备受肯定并持有专利的CMOS数字架构，Silicon Labs在为此重要市场降低成本的同时，更完全无损其效能以及消费者对于汽车质量的期望。