車載信息娛樂系統是時下汽車世界中的熱門話題。而處于復雜汽車信息娛樂平臺核心的是高性能汽車收音機調諧器，一個為駕駛者和乘客提供高級廣播收聽體驗的必備組件。汽車收音機市場相當大，并且還在隨著汽車生產量增加而持續增長。在2012年，全球轎車和商用車的產量達8，410萬臺。2013年上半年，汽車產量就已達4，400萬臺1。汽車后裝市場的規模更大，估計全球超過十億多臺汽車在路上行駛2。假設每輛車至少有一個收音機，考慮到如此龐大的市場規模，為什么只有少數汽車收音機調諧器供應商能夠在這個龐大且不斷增長的市場中競爭？

　　汽車收音機調諧器市場的成功因素

　　汽車收音機調諧器領域是一個具有很高技術門檻的半導體市場，主要原因如下：

　　當今復雜的、不斷變化的駕駛環境需要高性能收音機調諧技術

　　·汽車通常處于移動狀態中。這種不斷移動性要求汽車收音機調諧器能夠接收各種條件下的無線電信號。調諧器必須能夠處理各種類型的信號衰減，例如由于山脈和建筑物反射廣播信號而形成的多徑干擾。所接收到信號的振幅相位隨時都在改變，從而導致接收到的廣播信號失真或丟失。

　　·偏遠地區的弱信號影響接收質量。

　　·電力線和廣播發射塔可干擾廣播無線電信號或者使得接收性能進一步惡化。

　　車內電子產品產生干擾

　　·車內較差的電機EMI防護，例如風擋雨刷、車窗、天窗和其他車體/隔間部分，甚至發動機和喇叭都能引起干擾。不恰當的天線配置也會使得接收性能惡化。其他干擾也可能來自車載收音機電路板上面安置的DC-DC轉換器、LCD屏和其他高速數字電路。

　　競爭壓力促使調諧器IC供應商提供高集成度且性能毫不讓步的調諧器

　　·傳統調諧器采用上一代的BiCMOS工藝技術制造。隨著當今成本壓力的上升，RF調諧器設計已經在代工廠（如臺積電）中轉換到具有成本效益的CMOS技術，以在深亞微米節點制程實現更低的混合信號集成電路生產成本。世界上僅有少數幾家汽車收音機調諧器供應商能夠提供基于數字低中頻架構的低成本RFCMOS車載調諧器方案。

　　·為了滿足汽車OEM前裝客戶市場，調諧器IC供應商通常必須是一家通過ISO/TS16949認證的公司，可為市場提供符合AEC-Q100認證的調諧器IC。

　　汽車收音機調諧器供應商必須能夠覆蓋全球，在全球為設計和路測提供現場支持。RFPCB布局和汽車路測需要本地支持，以縮短設計周期，并幫助在路測過程中進行適當調諧。

　　這些諸多因素導致汽車收音機調諧器具有較高的市場進入壁壘，以至于僅有少數半導體公司能夠為全球汽車信息娛樂市場提供高品質調諧器。

　　汽車收音機調諧器要求

　　汽車收音機調諧器運行中所面臨的挑戰性環境需要一系列高要求的核心性能參數和特性。這些參數包括：

　　極佳的靈敏度：幫助接收弱信號

　　靈敏度是指調諧器接收電臺弱信號的能力。如果你居住在遠離大多數無線電臺發射器的農村地區，調諧器的靈敏度是十分重要的。一個具有-3.5dBuV靈敏度的調諧器能夠捕獲小到0.5uV的信號，這樣即使調諧器遠離發射塔100英里它都有可能收到該發射塔發出的信號。

　　卓越的選擇性和動態帶寬控制：有利接收強電臺之間的弱信號

　　選擇性是指在小頻率偏移量處存在強信號電臺時調諧器接收弱信號電臺的能力和對接收當前電臺時對左右鄰臺干擾的抑制程度，如圖1所示。在FM頻譜擁擠的城市環境中，這特性對于接收器尤其重要。鄰道選擇性是指信號對在FM廣播頻率±100kHz處鄰道信號的抑制能力，這在歐洲市場特別重要，因為在邊界地區FM廣播的鄰道干擾接近±100kHz處。高性能的汽車收音機調諧器在±100kHz處干擾下應該至少有65dB的選擇性。一些調諧器能夠通過強大的先進無線電DSP算法獲得這種選擇性，可以通過測量多個信號參數（包括相鄰和相間信道條件）動態優化預期的信道帶寬，在強干擾存在下收窄帶寬。

圖1：在接收強電臺之間的弱信號時，卓越的選擇性和動態帶寬控制是非常重要的

　　優良的IP3：對互調失真提供最佳防護

　　IP3是對調諧器線性度的品質參數度量。更高的IP3意味著更好的線性度和更少的失真度。最嚴重的失真是三階互調失真（IMD3），它是由兩個近距離干擾信號的三次諧波失真產生的干擾信號，進入有用信道引起串擾。（如圖2所示。）擁擠的FM頻譜在城市中非常普遍，太接近于有用頻道的干擾是不容易過濾掉的。為了減少三階失真的干擾結果，必須增加IP3性能。具有較低IP3的調諧器需要非常昂貴的高Q值跟蹤濾波器，來避免IMD3干擾和較差的收聽體驗。一個優秀汽車收音機調諧器的IP3指標可以高達117dBuV，并且在全RF增益下具有-3.5dBμV的靈敏度。它也應該提供很寬的IMD動態范圍，在沒有外部濾波模塊時提供IMD3干擾保護。

　　圖2：好的IP3提供強有力的互調失真保護

　　快速AF（備用電臺頻率）檢查：允許快速響應時間在6ms或以下

　　在歐洲，當信號太弱時或者當超出電臺信號覆蓋范圍時，AF可允許汽車收音機調諧器調諧到一個提供相同電臺內容的不同頻率。這常見于歐洲汽車收音機中，它通過在RDS數據中發送AF列表來啟動。在高端汽車中，常備兩個調諧器，其中一個專用后臺從調諧器用于掃描AF列表，提供AF電臺參數給主機，以便當主電臺信號變得不可接受時，跳轉到AF電臺。在成本敏感的收音機（前面提及的雙調諧器太貴了）中，單調諧器檢測AF電臺，然后重新調諧到主電臺，但不會引起可覺察到的音頻中斷。執行AF檢查操作所能夠接受的最大時間為10ms。市場上大多數調諧器僅能夠監測AF電臺的接收信號強度指示（RSSI）。表現優異的汽車收音機調諧器能夠在6ms內完成AF檢查操作，并且監測多達四個參數，包括RSSI、SNR、頻率偏移和多徑干擾。

　　FM多徑干擾處理：信道均衡器減少多徑干擾

　　多徑干擾是FM廣播在移動環境下（特別是在高速時）接收性能衰減的主要根源。多徑失真是由于來自同一發射源的兩個或多個無線電廣播信號以不同的時間和相位到達接收器而造成的，衰減水平依賴于不同物體的信號反射。射頻信號在到達接收器之前，由于兩類多徑衰落：平坦和頻率選擇性，導致振幅和相位發生變化。在城市環境中，從近距離物體（例如建筑物）反射的結果導致短暫延遲多徑衰落，引起寬帶深度衰落。在這種情況下所有頻譜分量信號同時遭受振幅衰減（平坦衰落），導致刺耳的音頻啪啪聲和斷音。反過來，較長的多徑時延（頻率選擇性衰落）來自幾公里遠處物體的反射（例如山丘和高大建筑物）。在這種情況下某些頻率分量被衰減，引起信道信號較大失真，從而引起音頻失真。

　　傳統的做法是同時采用多種技術減輕多徑干擾的影響，例如從立體聲音頻退回到單聲道音頻，安裝低通音頻濾波器（hi-cut和hi-blend），可削減高頻分量來減少由于嚴重多徑干擾而導致極刺耳的音頻，以及在不得已時采取軟靜音方式。汽車收音機調諧器應具備上述基本的緩解措施，能夠通過連續檢測信號質量參數自動的運行、啟動和監視。

　　好的汽車收音機調諧器應當具有FM信道均衡器以便消除頻率選擇性多徑衰落，產生最小失真的音頻。均衡器的適應算法不斷尋求恢復由于頻率選擇性衰落而影響的頻率分量，即使車輛行駛在多徑干擾環境中也不斷恢復信號。其結果是減少音頻失真，降低多徑干擾緩解措施對音頻的影響（例如立體聲單聲道調節和hi-cut/hi-blend）。

　　FM雙天線相位分集實現更高清晰度

　　近年來，歐洲的汽車OEM廠，例如寶馬、奧迪、大眾和戴姆勒都采用玻璃/貼片有源天線系統，放棄被動鞭桿天線。然而，采用小型玻璃天線將導致FM收音性能受損。在雙天線/相位分集調諧器系統中，OEM廠通過采用雙天線去提供更大信號強度，明顯改善多徑衰落的影響，從而規避這個問題。

　　領先的汽車收音機調諧器使具有信道均衡器的雙調諧器相位分集系統實現，克服平坦和頻率選擇性衰落。雙調諧器輸出被組合起來去減輕信號衰落，提升音頻質量。在天線相位分集系統中，RF信號由兩個空間不相干天線接收，它們彼此具有優化的間距，連接到兩個調諧到相同頻率的調諧器。信號衰落路徑在一個天線位置上可能產生深度衰落，然而另一信號衰落路徑在另一天線位置上就可能獲得很好的收聽體驗。

　　雙調諧器天線相位分集解決方案可以結合多天線輸出令由于平坦衰落而對接收信號的影響減至最小。兩個接收器使用共同的參考時鐘，確保它們被調諧到相同的信道頻率，輪流從副接收器和主接收器上獲得IF信號和相關信號品質參數。兩個中頻信號在主接收器采用專有相位分集邏輯進行相位對齊和組合。組合后的IF信號隨后在主接收器中進行信道均衡、FM解調、MPX解碼和信號調節。最后，輸出的立體聲音頻被傳送到系統中的音頻信號處理單元。

　　AM/FMHD收音機的崛起

　　在美國，HDRadio數字無線電廣播正在引領汽車收音機的發展。為滿足市場需求，之前僅存在于高端汽車上的HDRadio現在已經逐漸向中級平臺遷移。已經采用HDRadio的汽車OEM廠包括福特、沃爾沃和寶馬（在此僅舉幾例）。在不久的將來，更多的OEM廠將加入這個列表。據估計，到2015年在美國將有超過50％的汽車配備HDRadio接收。HDRadio調諧器必須經過iBiquity公司認證，該公司是HDRadio技術的開發者和認證授權者，可為汽車OEM廠商評定AM/FM調諧器性能等級。

　　展望未來

　　車載信息娛樂系統開發者正在被要求在更低系統成本下實現更高的汽車性能品質。當今的消費者也期望從他們的汽車收音機上獲得CD質量的收聽體驗。汽車OEM廠和一級供應商了解這一趨勢并且通過設計先進的信息娛樂系統順應消費者需求，這包含最先進的汽車收音機調諧器、擁有出色的靈敏度和選擇性、優秀的IP3性能和FM相位分集接收，同時支持數字無線電標準如iBiquity的HDRadio技術。具有優異性能和成本優勢的汽車收音機調諧器，例如SiliconLabs的Si475x和Si476x調諧器系列產品，現在正在被汽車OEM廠和一級信息娛樂系統供應商大規模應用在生產項目中。這些先進的汽車收音機調諧器已經在性價比上為汽車客戶樹立了新的標桿，同時也為消費者實現了卓越的車內音頻收聽體驗。