隨著司機在汽車上花費的時間越來越多，制造商正在努力確保汽車座艙盡可能地舒適。越來越多的購車者將噪音視為選購汽車的決定性因素之一。

 

大多數汽車座艙噪聲，如道路噪音、風噪聲和卡嗒卡嗒的內飾都是司機不愿聽到的 – 這些噪音會干擾司機，降低司機的心理處理能力，并可能導致分心和壓力。因此，汽車制造商以溢價出售他們最安靜的汽車。

 

我相信您肯定遇到一種情況，即駕駛時必須通過免提系統打電話。您想確保接電話的人可以清楚地聽到您的聲音，您期望（希望？）系統排除噪音，如空調氣流、風噪聲和車廂內的道路噪音。這種情況下，您需要汽車進行噪聲鑒別。

 

圖1：免提系統的示例

 

最后，還存在一種真正從旁觀者的眼睛（或者我應該說耳朵）中聽到的“噪聲”（有意加上引號）：發(fā)動機噪聲。隨著發(fā)動機技術朝著最大燃料效率方向進展，汽車發(fā)動機噪聲顯著降低。汽車制造商面臨汽車買家悖論：司機想要一個更新、更好的發(fā)動機的所有扭矩和燃料效率，但也想獲得舊式耗油量大的汽車的經典音響系統。當設計信息娛樂系統時，這對制造商來講相當具有挑戰(zhàn)和沖突的要求。他們必須區(qū)分并抑制一些類型的噪聲，但允許甚至增強其他類型的噪聲。

 

便于座艙舒適的音頻技術

 

圖1所示為我所稱的艙內聲音增強（CSE）系統的極簡框圖。

 

 

圖2：典型的CSE簡化框圖

 

在圖2中，您會注意到，聲音由麥克風陣列捕獲；這種情況下，陣列包括四個模擬駐極體電容麥克風。盡管在圖2中未顯示，但典型的駐極體電容麥克風在偏置時接近電流源。模數轉換器（ADC）對來自麥克風陣列的音頻信號進行數字化，然后由應用處理器處理該音頻信號。

 

在圖2中，集成模擬前端集成在ADC中，有助于提高信噪比（SNR）并實現更高質量的音頻捕獲。請記住，圖2僅顯示實現這一目標的眾多方法之一。例如，您可以使用數字I2S麥克風，但是這種替代方法比使用模擬麥克風和多通道ADC的成本更高。

 

應用處理器根據處理的算法啟用CSE系統的特定功能。為了減少不需要的噪聲，處理器執(zhí)行主動降噪（ANC）算法。

 

該系統旨在減少汽車座艙內的低頻噪聲，并在汽車運行的任何階段操作，無論音頻系統是開啟或關閉。麥克風陣列從傳動系統捕獲聲音，并創(chuàng)建精確定時的反相音頻信號，然后發(fā)送到放大器，以驅動系統揚聲器和低音炮，而不影響音樂或通話音量。

 

為了增強引擎聲，處理器執(zhí)行發(fā)動機聲音增強（ESE）或聲音執(zhí)行器算法，方法是通過由發(fā)動機負載和RPM確定的立體聲系統，播放預先記錄的引擎聲，或者讓麥克風陣列從傳動系統捕獲聲音信號，處理器放大和調諧此聲音信號，以讓司機對引擎聲不反感。

 

為了有效地執(zhí)行高性能免提系統，處理器實現了麥克風波束成形算法（MBF）。想象一下從麥克風到駕駛員面部的波束。系統只“聽到”存在于該光束內的聲音并拒絕來自其他方向的聲音。麥克風陣列中的各個麥克風通過系統采樣頻率指定的極其特定的距離分離。該距離影響聲音到達每個特定麥克風所花費的時間，為系統提供關于聲源的方向和距離的足夠信息，并且拒絕該虛擬波束之外的任何聲音。

 

來自應用處理器的高度處理的輸出信號在音頻處理器中與用戶指定的音頻信號源（諸如來自外部源的音樂或經由藍牙的電話交談）混合。該混合信號可能包括來自用戶選擇源（一些情況下為ANC和ESE）的每個信號，并不會干擾音樂或通話水平。

 

放大器驅動座艙內的系統揚聲器和低音炮。

 

音頻ADC選擇：權衡利弊

 

像往常一樣，汽車系統設計人員需要平衡成本與性能之間的權衡。

 

CSE系統雖然容易理解，但在現實生活中是難以實現的高度復雜的系統?？紤]不同降噪耳機之間的性能差異；這也是為什么好的耳機花費數百美元的原因。

 

理想的音頻ADC需要：

 

為多通道，可容納麥克風陣列中的多個麥克風。

 

具有優(yōu)異的SNR比和動態(tài)范圍，可清晰捕獲音頻信號，并根據最終應用有效地放大或抑制信號。

 

不僅精確地同步所有麥克風的采樣，而且可有效地同步轉換器本身內的高頻信號。

 

類似于PCM1864-Q1和PCM1865-Q1的ADC支持高性能、低成本和小型CSE系統。PCM1864-Q1和PCM1865-Q1集成了4個2VRMS 模擬輸入和一個模擬前端，具有削波檢測功能，可最大化高性能CSE系統的SNR比，同時減少尺寸和組件數量。