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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和衛星無線電、音樂和視頻CD/DVD播放、導航系統、數據和多媒體端口（USB、藍牙、線路輸入、線路輸出、視頻輸入）、以及普通車輛狀態信息。

  主機確實是汽車音響系統的大腦和核心。現代主機是非常復雜的汽車系統，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，汽車音響主機系統中印刷電路板（PCB）面積和元件數量的成本高昂。汽車原始設備制造商（OEM）需要做的是增強功能，降低子系統的尺寸，增加差異化。

主機中的音頻

圖1為典型主機系統的簡化方框圖。

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，由一個或多個模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）組成。

• 如果音頻處理器或系統級芯片（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轉換成數字采樣，并傳輸到系統的音頻處理器或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，以驅動揚聲器系統的驅動器。

音頻放大器：AB類與D類

  汽車系統設計人員在選擇用于汽車音響主機系統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的標準配件。AB類音頻放大器是線性放大器，不產生電磁干擾（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類相比優勢越來越明顯，系統總成本與AB類系統接近,D類音頻放大器變得越來越流行。

效率：揚聲器通道。

  隨著信息娛樂系統變得越來越復雜，汽車廠商紛紛增加揚聲器通道數以提高系統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。

  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系統的功率需求，無需外接音頻放大器。其低功耗可以實現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總成本；與AB類放大器相比，TI TAS5404-Q1等D類放大器可實現更高的通道數，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類放大器實現了尺寸非常小的解決方案，僅為10cm²，在空間受限的主機系統中可以實現六個或更多個通道。

  本博客系列的第二篇文章將討論EMI。與此同時，登錄在下面發表評論，告訴我您在主機音頻設計和空間限制上遇到的問題。

其他信息

• 查看采用升壓轉換器的TI Designs 100W高效緊湊汽車放大器參考設計

• 下載《TAS5404-Q1EVM用戶手冊》。

• 觀看視頻：用于汽車音響主機的TAS5404-Q1低成本、全功能D類音頻放大器。