汽車娛樂(lè)系統(tǒng)的音頻技術(shù)

新式的車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)具有多種內(nèi)置的音頻來(lái)源，例如CD播放器和可提供內(nèi)容至多臺(tái)顯示器的DVD播放器，以及各種類型的廣播無(wú)線電接收器。攜帶便攜式音頻/媒體播放器和智能手機(jī)的每位乘客會(huì)有自己的內(nèi)容來(lái)源，并通過(guò)輔助輸入連接到信息娛樂(lè)系統(tǒng)中。此外，車內(nèi)提供的上網(wǎng)功能也會(huì)提供另一種個(gè)人內(nèi)容來(lái)源，且往往是與音樂(lè)有關(guān)。

　　盡管車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)中有豐富的內(nèi)容來(lái)源，但汽車的內(nèi)置喇叭卻使得每位乘客都必須同時(shí)聆聽(tīng)相同的音頻信息。顯然地，若每位乘客想要聽(tīng)自己喜歡的音樂(lè)，就得使用耳機(jī)才行(圖1)。

　　無(wú)線音頻傳送技術(shù)

　　圖1 備耳機(jī)的后座顯示器。

　　車載娛樂(lè)系統(tǒng)的耳機(jī)可以采用無(wú)線或有線設(shè)計(jì)。當(dāng)然，在汽車的有限空間中，使用有線耳機(jī)的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，因此汽車OEM廠商轉(zhuǎn)而尋求無(wú)線解決方案。

　　無(wú)線技術(shù)：紅外線與數(shù)字射頻

　　紅外線(IR)和射頻(RF)是無(wú)線耳機(jī)主要選用的兩種技術(shù)，它們都各自有其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　音頻質(zhì)量：通常，大多數(shù)IR解決方案是傳輸模擬音頻，且音頻是通過(guò)動(dòng)態(tài)范圍約70dB的調(diào)頻IR載波來(lái)傳送。因此，它的質(zhì)量與FM廣播相近，明顯低于具96dB動(dòng)態(tài)范圍的CD和DVD音頻質(zhì)量。

　　此外，除了陽(yáng)光之外，汽車內(nèi)還會(huì)有其它的IR干擾源。在模擬音頻的傳輸過(guò)程中，不會(huì)有任何修正錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，因此任何微小的IR信道問(wèn)題都會(huì)在音頻碼流中造成聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲，常被稱為“靜態(tài)噪聲”。

　　模擬RF解決方案也存在同樣的音頻質(zhì)量較低，以及易受干擾的問(wèn)題。而且，在支持Wi-Fi和藍(lán)牙連接技術(shù)的汽車中，由于Wi-Fi及藍(lán)牙連接與RF無(wú)線音頻共享相同的頻段，故RF干擾問(wèn)題會(huì)更嚴(yán)重。

　　不管是IR還是RF，任一種無(wú)線傳輸都會(huì)有干擾存在。因此，數(shù)字無(wú)線音頻傳輸技術(shù)是更佳的解決方案，因?yàn)樗邆鋫蓽y(cè)傳輸錯(cuò)誤、并在信號(hào)送達(dá)聽(tīng)者前對(duì)之進(jìn)行修正的能力，而且還能夠采取行動(dòng)避免未來(lái)再發(fā)生錯(cuò)誤。

　　視距：IR需要一條從來(lái)源至耳機(jī)的不受干擾的視距通道，但是要從儀表板到后座乘客間建立這樣的通道是有困難的，尤其是對(duì)于較大型的三排座椅車輛而言。因此，制造商試圖在多個(gè)位置安裝IR發(fā)射器，以確保其中至少有一個(gè)能夠與耳機(jī)建立視距通道。當(dāng)然，這種解決方案會(huì)增加成本和功耗。而且，只要帶耳機(jī)的乘客轉(zhuǎn)頭，此通道就會(huì)中斷。

　　相比之下，RF解決方案并不需要視距通道，而且在有限的汽車空間中，只需要一個(gè)發(fā)射器就能傳送到所有的耳機(jī)位置。

　　多音頻信道：一般來(lái)說(shuō)，IR僅提供單一廣播信道。多個(gè)試圖傳送不同內(nèi)容的發(fā)射器會(huì)互相干擾。因此，模擬IR技術(shù)僅能處理單個(gè)音頻碼流，這對(duì)具有多個(gè)顯示屏和其它音源的新型汽車來(lái)說(shuō)，顯然具有其局限性。有些IR解決方案會(huì)通過(guò)在單個(gè)數(shù)字IR鏈路上采用時(shí)分多路復(fù)用數(shù)個(gè)音頻信道的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這種方案的缺點(diǎn)是，所有音頻內(nèi)容都必須先送到某個(gè)地方被多路復(fù)用之后，才能進(jìn)行IR傳輸。

　　RF解決方案具有將各個(gè)音頻信道分配給不同音頻碼流的能力。無(wú)線音源會(huì)在車內(nèi)盡可能地被傳送(請(qǐng)見(jiàn)圖2)至靠近音頻來(lái)源，而耳機(jī)能通過(guò)接收無(wú)線電信道的方式選擇想聽(tīng)的音頻內(nèi)容。

　　圖2 重來(lái)源與多個(gè)耳機(jī)。

　　廣播：除了能讓每位乘客利用耳機(jī)欣賞各自想聽(tīng)的音樂(lè)外，也能讓多位乘客共享內(nèi)容，例如在他們觀看相同屏幕的時(shí)候。

　　紅外線技術(shù)本質(zhì)上一是個(gè)廣播媒介，因此所有與發(fā)射器間具有視距通道的耳機(jī)都能共享相同的音頻碼流。

　　數(shù)字RF技術(shù)在這方面有所不同。舉例來(lái)說(shuō)，采用藍(lán)牙的串流音頻解決方案僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。因此，每個(gè)耳機(jī)都需要一個(gè)發(fā)射器，這會(huì)造成成本和功耗的增加。共享內(nèi)容是指將所需的音頻串流連接到所有想要分享此內(nèi)容的耳機(jī)發(fā)射器。相較之下，SMSC的Kleer技術(shù)能夠允許多達(dá)4個(gè)耳機(jī)與相同的音頻來(lái)源連接，同時(shí)還能允許耳機(jī)在不同來(lái)源中做選擇。

　　反向信道(Back-channel)通信: 耳機(jī)提供了一個(gè)讓用戶控制音頻信道切換、暫停播放等功能的理想位置。然而，這需要從耳機(jī)到音頻來(lái)源建立一個(gè)回傳通道，在此將其稱為反向信道。

　　很可惜，IR連接包含了不同的發(fā)射器和接收器，因此耳機(jī)往往僅能接收，而無(wú)法在耳機(jī)上實(shí)現(xiàn)播放控制功能。

　　大多數(shù)數(shù)字RF設(shè)備都同時(shí)擁有發(fā)射和接收功能，這是最低條件，這樣才能讓耳機(jī)回傳確認(rèn)信號(hào)給音源，告知音頻數(shù)據(jù)包已正確收到，不需要再重發(fā)一次。這個(gè)從耳機(jī)到音源間建立的反向信道還能做為其它用途，包括播放控制、電池狀態(tài)、和辨認(rèn)耳機(jī)品牌以確認(rèn)是否支持。

　　許多信息娛樂(lè)系統(tǒng)還包含有手持遙控裝置(見(jiàn)圖3)，可從車內(nèi)的任何角落控制各種系統(tǒng)功能。與無(wú)線耳機(jī)相同，這些裝置通常采用IR技術(shù)，但也都遭遇了同樣的問(wèn)題。支持反向信道的數(shù)字RF解決方案，能利用此反向信道做為遙控之用。因此，一個(gè)內(nèi)置在汽車音響主機(jī)(head-unit)中用來(lái)將音頻碼流傳至一個(gè)或多個(gè)無(wú)線耳機(jī)的RF組件，亦能用來(lái)接收從一個(gè)或多個(gè)遙控裝置傳來(lái)的控制命令，如此一來(lái)，便無(wú)需在音響主機(jī)中額外增加專門用來(lái)接收遙控裝置命令的接收器。