系統(tǒng)主機：理解汽車音頻放大器系統(tǒng)需求

各種型號和價格的汽車正在提供越來越多的娛樂和信息，以提升駕駛和乘車體驗。如今工廠安裝的主機通常將娛樂、多媒體和驅動程序信息集成到一個模塊中；它們提供AM/FM和衛(wèi)星無線電、音樂和視頻CD/DVD播放、導航系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和多媒體端口（USB、藍牙、線路輸入、線路輸出、視頻輸入）、以及普通車輛狀態(tài)信息。

主機確實是汽車音響系統(tǒng)的大腦和核心。現(xiàn)代主機是非常復雜的汽車系統(tǒng)，集成高速處理器和接口線路，非常敏感的信號鏈模塊，高輸出功率音頻和電源元件密集集成在儀表板的中央。

鑒于這種狹小空間的限制，汽車音響主機系統(tǒng)中印刷電路板（PCB）面積和元件數(shù)量的成本高昂。汽車原始設備制造商（OEM）需要做的是增強功能，降低子系統(tǒng)的尺寸，增加差異化。

主機中的音頻

圖1為典型主機系統(tǒng)的簡化方框圖。

圖1：典型主機簡化方框圖（SBD）

從圖中，可以注意到：

音頻信號的輸入前端和輸出常常結合到單個編解碼器中，由一個或多個模數(shù)轉換器（ADC）和數(shù)模轉換器（DAC）組成。

如果音頻處理器或系統(tǒng)級芯片（SoC）已集成DAC，就不需要編解碼器，因為音頻信號鏈的DAC部分已經(jīng)集成到混合信號SoC中。

來自外部源的音頻線路電平輸入由ADC轉換成數(shù)字采樣，并傳輸?shù)较到y(tǒng)的音頻處理器或SoC。

在輸出端，DAC（集成到SoC或編解碼器中）將來自處理器的數(shù)字音頻信號轉換為模擬信號。

因為來自DAC的信號的電壓和電流較低，需要音頻放大器，提供需要的高電壓和高電流信號，以驅動揚聲器系統(tǒng)的驅動器。

音頻放大器：AB類與D類

汽車系統(tǒng)設計人員在選擇用于汽車音響主機系統(tǒng)的最佳音頻放大器時基本上有兩個選擇：AB類或D類。

AB類音頻放大器是當今汽車音響系統(tǒng)的標準配件。AB類音頻放大器是線性放大器，不產(chǎn)生電磁干擾（EMI），并且不需要許多外部電子元件。但是，AB類音頻放大器效率很低，需要散熱器和風扇等方式進行大量被動甚至主動的熱管理。

另一方面，D類音頻放大器是高效的開關放大器，需要非常少的熱管理；然而，D類音頻放大器需要使用輸出電感器，存在EMI問題。

與AB類相比優(yōu)勢越來越明顯，系統(tǒng)總成本與AB類系統(tǒng)接近,D類音頻放大器變得越來越流行。

效率：揚聲器通道。

隨著信息娛樂系統(tǒng)變得越來越復雜，汽車廠商紛紛增加揚聲器通道數(shù)以提高系統(tǒng)的差異化和市場吸引力。主機音頻放大器的功率隨著所需揚聲器通道數(shù)的增加而增加，但空間和散熱將主機的功耗限制在幾瓦以內(nèi)。

對于基于AB類放大器的主機，可以通過添加外置音頻放大器盒或干線放大器解決這個問題，但會增加系統(tǒng)的復雜性和成本也很高。

基于D類放大器的主機的高效率使得其能夠滿足高通道數(shù)系統(tǒng)的功率需求，無需外接音頻放大器。其低功耗可以實現(xiàn)在主機中直接使用多個集成電路，提供更具成本效益和簡單的解決方案。

圖2：基于D類放大器的主機大大簡化了主機的熱管理。

TI的高效率汽車D類放大器通過去除風扇和昂貴的鋁質散熱片降低熱耗散和系統(tǒng)總成本；與AB類放大器相比，TI TAS5404-Q1等D類放大器可實現(xiàn)更高的通道數(shù)，低音炮2Ω的負載，主機輸出功率無需外部放大器。

通過利用小尺寸、低成本、汽車級金屬合金電感器，這些D類放大器實現(xiàn)了尺寸非常小的解決方案，僅為10cm2，在空間受限的主機系統(tǒng)中可以實現(xiàn)六個或更多個通道。

審核編輯：郭婷