一種車載無線射頻耳機系統(tǒng)的設(shè)計

　　隨著家用轎車的普及，人們在車內(nèi)的時間明顯增加，車內(nèi)通話不可避免。為了行車安全，藍(lán)牙免提通話是一個很好的解決方案，車載藍(lán)牙系統(tǒng)因此得到了長足的發(fā)展。但考慮到用戶隱私要求。有時私密通話還是需要的。對于一些經(jīng)常開車但又偏愛耳機的用戶，藍(lán)牙耳機并不是一個完美的解決方案。因為目前市場上的藍(lán)牙手機大部分都不能支持同時連接兩個藍(lán)牙免提設(shè)備，即手機通過藍(lán)牙免提協(xié)議同時連接藍(lán)牙耳機及車載藍(lán)牙設(shè)備。

　　因此，對于車載應(yīng)用的這種特 殊場景。車載無線射頻耳機系統(tǒng)是一個很好的解決方案?，F(xiàn)有的耳機都不能和音響互動，尤其是行車時既聽音響又用耳機接電話，對行車安全更加不利。在使用車載 藍(lán)牙免提電話進(jìn)行通話的過程中，在射頻耳機離開機座后，通話的語音即轉(zhuǎn)移到耳機上，車內(nèi)揚聲器不再發(fā)聲。當(dāng)通話結(jié)束后，可使用方向盤按鍵或車載電話操作界 面掛斷電話。但在將耳機放回機座之前。車輛的音頻還會從耳機輸出。當(dāng)用戶放回耳機后。音頻恢復(fù)從原有揚聲器上輸出。

　　文中將詳細(xì)討論該系統(tǒng)的設(shè)計方案、功能特點。

　　1射頻技術(shù)

　　文中介紹的車載無線射頻耳機系統(tǒng)，使用了無線射頻技術(shù)，在介紹該方案之前，先將文中涉及的無線射頻技術(shù)做個說明。射頻(RadioFrequency，RF)，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍在300kHz~30GHz之間。射頻其實質(zhì)就是射頻電流，它是 一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于l000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。射頻技術(shù)作 為新一代短距離無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，具有體積小、功耗低、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強等優(yōu)點。并且適合組成小型的通信局域網(wǎng)，因而在工業(yè)、民用領(lǐng)域得到了廣泛的 應(yīng)用與研究。

　　近些年來。無線通信技術(shù)大踏步發(fā)展的同時，大規(guī)模集成電路、數(shù)字技術(shù)以及電路系統(tǒng)的制作工藝和水平也在日趨成熟。這就使得無線通信系統(tǒng)的大部分功能都可以集成到一小塊芯片的內(nèi)部。以短距離無線通信系統(tǒng)為例。只需要使用短距離無線射頻收發(fā)芯片。再配上具有控制功能的微控制器和少量的外圍器件即可構(gòu)成具有無線傳輸功能的通信模塊。

　　在這種小型系統(tǒng)中，電容、電感、晶體振蕩器等器件都已經(jīng)集成在芯片內(nèi)部，具有很好的通用性，并且其抗干擾能力較強。不易受到環(huán)境變化的影響。射頻收發(fā)芯 片可以采用以FSK調(diào)制方式為基礎(chǔ)的各種調(diào)制方式。一般工作在ISM公用頻段，不用進(jìn)行通信頻道的額外申請，操作簡單方便。

　　在通信模塊 內(nèi)部，已經(jīng)含有了一般均會含有的傳輸數(shù)據(jù)必須的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議或用來增強保密性的加密協(xié)議，并會盡量使其應(yīng)用起來簡單、透明。發(fā)射功率、工作頻率等所有工作 參數(shù)可以通過軟件設(shè)置完成，這也就降低了用戶對無線通信原理和工作機制掌握程度的要求，使得應(yīng)用過程變得更加容易。總體來說，用戶只要依據(jù)命令字對具體的 控制寄存器進(jìn)行操作即可實現(xiàn)基本的無線傳輸功能。

　　此類型的短距離無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)體積小、功耗低、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強，而且開發(fā)簡單快速，維護(hù)保養(yǎng)方便，并且可以嵌入到其他各種設(shè)備中.實現(xiàn)設(shè)備間的無線連接。完成不同的功能融合。

　　由于不同公司不同型號的無線收發(fā)芯片種類和數(shù)量都比較多，因而無線收發(fā)芯片的選擇在設(shè)計中是至關(guān)重要的。正確的選擇可減小開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期、降低 成本、更快地將產(chǎn)品推向市場。選擇無線收發(fā)芯片時需要考慮以下幾點因素：功耗、發(fā)射功率、接收靈敏度、收發(fā)芯片所需的外圍元器件數(shù)量、芯片成本等。

　　該方案采用耵的CC85XX器件系列，它能提供強大的、高品質(zhì)、短距離的2.4GHz無線數(shù)字音頻流的低成本單芯片解決方案。兩個或多個設(shè)備形成 PurePath無線音頻網(wǎng)絡(luò)，通過采取謹(jǐn)慎措施，確保了該音頻網(wǎng)絡(luò)可在不同的環(huán)境下提供無間隙和強大的音頻流，它可以與現(xiàn)有的無線技術(shù)。在擁擠的 2.4GHzISM頻段友好共存。

　　只需要將CC85XX連接到外部音頻源或信宿(例如：音頻編解碼器，S/PDIF接口或D類放大器) 和幾個按鈕，開關(guān)或LED用于人機交互，不做任何軟件開發(fā)即可以實現(xiàn)大多數(shù)應(yīng)用。外部音頻設(shè)備的控制是I2C或以G10為基礎(chǔ)。包含本地或遠(yuǎn)程音量控制。 先進(jìn)的應(yīng)用可以直接連接主機處理器或DSP與CC85XX及流音頻，同時也能控制設(shè)備及音頻網(wǎng)絡(luò)運營的各個方面口。

　　2具體方案

　　該車載無線射頻耳機系統(tǒng)與車載收音機相連，截斷收音機至前門的兩路音頻輸出(因為電話語音輸出只占用這兩路)，在內(nèi)部通過開關(guān)對音頻輸出方向進(jìn)行控制。車載無線射頻耳機系統(tǒng)會連接射頻天線，實現(xiàn)通過射頻信號傳輸音頻的功能。具體參見圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖。

　　圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　車載無線射頻耳機系統(tǒng)內(nèi)部集成了MCU、功率放大模塊、電路選擇開關(guān)、信號轉(zhuǎn)換器、射頻信號發(fā)生器、射頻耳機、射頻發(fā)射天線和耳機機座。各模塊的各項指標(biāo)設(shè)計要求均滿足車規(guī)要求。初始狀態(tài)下，射頻耳機已經(jīng)與射頻模塊完成配對過程。同時，為便于維修更換，射頻耳機和射頻模塊都支持重新配對功能。

　　射頻模塊可以發(fā)送音頻信號至耳機，也可以從耳機接收射頻通信連接和斷開(即耳機取出和放回的狀態(tài))信號，車載無線射頻耳機系統(tǒng)可利用此信號控制輸出音頻的去向。車載無線射頻耳機系統(tǒng)的音頻輸 入來自收音機，音頻可以被輸出至原有揚聲器或者通過射頻天線以無線形式發(fā)送。輸出切換控制通過電路選擇開關(guān)實現(xiàn)，切換時間少于l00ms。該系統(tǒng)可確保前 后揚聲器音頻輸出的同步，同時不產(chǎn)生Pop音。在系統(tǒng)工作時，可保證收音機不會檢測到揚聲器斷路而產(chǎn)生DTC。