CN102883241A - 车载系统及其消除干扰音的方法 - Google Patents

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一种车载系统及其消除干扰音的方法,所述车载系统包括通信模块以及其他功能模块、适于提供电源的电源电路,还包括:适于向所述其他功能模块供电的电源管理单元;适于向所述通信模块供电的直流电压转换电源模块;所述电源管理单元、直流电压转换电源模块分别与所述电源电路相连;所述其他功能模块包括适于处理各种音频信号的音频电路,所述音频电路与适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器相连,所述音频功率放大器与所述电源电路相连。本技术方案能够消除窜入到电源和地的TDD Noise对音频电路的影响,有效地解决了上述干扰音TDD Noise对用户体验车载系统的影响。

Description

车载系统及其消除干扰音的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车电子领域,特别涉及一种车载系统及其消除干扰音的方法。
背景技术
[0002] 随着汽车电子产业的高速发展,全球移动通信系统(GSM, Global System forMobile Communications) / 通用分组无线服务技术(GPRS, General Packet RadioService)/增强型数据速率GSM演进技术(EDGE,Enhanced Data Rate for GSM Evolution)等移动通信技术已经在车载系统上得到广泛应用。用户可以利用车载系统上的移动通信模块拨打电话或连接移动宽带网络获得Internet网络服务。
[0003] 然而,由于2G移动通信系统采用时分多址(TDMA,Time Division Multiple Access)技术,移动通信终端设备上常见的时分失真噪音(TDD Noise, Time DivisionDistortion Noise) 一直困扰着使用上述车载系统的用户。
[0004] TDD Noise造成的原因为,通信终端射频发射模块的功率放大器(PA,PowerAmplify)每217Hz会有一个发射信号产生,在该信号中包含900MHz/1800MHz或1900MHz的2. OG GSM信号以及PA的包络线(envelope)。TDD Noise会影响车载系统上的功能模块的工作,最直接的感受是,我们所听到的嗡嗡声,即PA在发射时产生的包络线杂音。因为人耳的听觉频率范围为20Hz〜20KHz,而217Hz恰好落在人耳可听范围内。所以,当各种音频信号从音频编译码器(Audio Codec)输出到汽车扬声器时,上述干扰就会窜入,便会听到诸如此类的嗡嗡杂音,严重影响用户对车载系统的使用体验。
[0005] 为了解决TDD Noise问题,目前常见的措施是:1、在适当的音频电路上加上电磁干扰(EMI,Electromagnetic Interference)保护元件;2、使用严密的隔离层(一般会使用模拟地(Analog Ground))保护此音频电路不受TDD Noise影响;3、在音频电路上并联33pF电容等等。这几种措施基本都是通过滤波或隔离的方法将TDD Noise导入地,使其不会对音频电路产生影响。但如果电源和地上都有TDD Noise,那么上述方法的效果就不理想了。
[0006] 申请号为200910036945. 8的中国专利申请公开了一种智能车载系统,但对于解决上述问题并未涉及。
发明内容
[0007] 本发明解决的问题是提供一种车载系统及其消除干扰音TDD Noise的方法,解决现有技术中当TDD Noise窜入到电源和地时,消除TDD Noise的效果不理想的问题,有效地解决了上述干扰音对用户体验车载系统的影响。
[0008]为解决上述问题,本发明提供一种车载系统,包括:通信模块以及其他功能模块、适于提供电源的电源电路,还包括:
[0009] 适于向所述其他功能模块供电的电源管理单元(PMU, Power Management Unit);
[0010] 适于向所述通信模块供电的直流电压转换电源(DC/DC, Direct Current toDirect Current)模块;[0011 ] 所述电源管理单元、直流电压转换电源模块分别与所述电源电路相连。
[0012] 可选的,所述其他功能模块包括适于处理各种音频信号的音频电路,所述音频电路与适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器相连,所述音频功率放大器与所述电源电路相连。
[0013] 可选的,所述直流电压转换电源模块为DC/DC转换器。 [0014] 可选的,所述DC/DC转换器为降压型DC/DC转换器或升降压型DC/DC转换器。
[0015] 可选的,所述直流电压转换电源模块为低压差线性稳压器(LDO,Low dropoutvoltage regulator)。
[0016] 可选的,所述直流电压转换电源模块的电压输入范围为3. 5V〜36V。
[0017] 可选的,所述直流电压转换电源模块的最大输出电流大于或等于2A。
[0018] 可选的,所述音频功率放大器的电源电压抑制(SVR,Supply Voltage Rejection)大于或等于60dB。
[0019] 可选的,所述通信模块为2G通信模块或3G通信模块。
[0020] 为解决上述问题,还提供了一种车载系统的消除干扰音的方法,所述车载系统包括通信模块、适于处理各种音频信号的音频电路、适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器和适于提供电源的电源电路,所述消除干扰音的方法包括:
[0021] 通过直流电压转换电源模块单独向所述通信模块供电;
[0022] 通过电源管理单元向所述音频电路供电;
[0023] 将所述直流电压转换电源模块、电源管理单元、音频功率放大器分别连接所述电源电路。
[0024] 可选的,所述直流电压转换电源模块的电压输入范围为3. 5V〜36V。
[0025] 可选的,所述直流电压转换电源模块的最大输出电流大于或等于2A。
[0026] 可选的,所述音频功率放大器的电源电压抑制大于或等于60dB。
[0027] 与现有技术相比,本技术方案具有以下优点:
[0028] 在车载系统中增加DC/DC模块,通过所述DC/DC模块给车载系统的通信模块单独供电,并且使用电源管理单元给车载系统的其他功能模块供电,由此改变了车载系统的电源和地的回流通路,从而能够消除由所述通信模块产生且窜入到电源和地的TDD Noise对车载系统的其他功能模块的电路的影响,尤其是对所述其他功能模块中的音频电路的影响,有效地解决了上述干扰音TDD Noise对用户体验车载系统的影响。
[0029] 选用具有较高SVR的音频功率放大器,进一步避免了 TDD Noise对车载系统的音频电路造成影响,更为有效地消除了车载系统中的TDD Noise0
附图说明
[0030] 图I是现有技术中车载系统的结构示意图;
[0031] 图2是本发明实施方式提供的车载系统的结构示意图;
[0032] 图3是本发明实施方式提供的车载系统的消除干扰音的方法的流程示意图。
具体实施方式[0033] 现有技术中车载系统的通信模块产生的干扰音TDD Noise严重影响了用户对车载系统的使用体验,而当TDD Noise窜入到电源和地时,依靠目前常见的措施消除TDD Noise的效果并不理想。图I是现有技术中车载系统的结构示意图。如图I所示,现有技术中车载系统一般包括:通信模块103以及其他功能模块104、适于提供电源的电源电路100和适于向通信模块103以及其他功能模块104供电的电源管理单元101。所述其他功能模块104包括适于处理各种音频信号的音频电路104a,所述音频电路104a与适于将所述音频电路104a处理后的音频信号输出至扬声器105的音频功率放大器102相连,所述音频功率放大器102与所述电源电路100相连。汽车电源一般由汽车的蓄电池提供,通过所述电源电路100输出,其输出电压一般为12V。通过电源电路100将12V的汽车电源输出至电源管理单元101后,由电源管理单元101给通信模块103和车载系统的其他功能模块104供电。此夕卜,通过电源电路100还将12V的汽车电源输出至音频功率放大器102,由音频功率放大器102将各种音频信号输出至扬声器105。当车载系统通过GSM/GPRS/EDGE上网或打电话时,通信模块103产生的TDD Noise由电源和地直接耦合干扰车载系统的其他功能模块104的 电路,特别是对其中处理各种音频信号的音频电路104a的干扰,使得音频信号的信噪比严重下降,从而使得在扬声器105上产生嗡嗡杂音。
[0034] 本技术方案通过在车载系统中增加DC/DC模块,通过所述DC/DC模块给车载系统的通信模块单独供电,并且使用电源管理单元给车载系统的其他功能模块供电,改变了车载系统的电源和地的回流通路,从而能够消除由所述通信模块产生且窜入到电源和地的TDD Noise对车载系统的其他功能模块的电路的影响,尤其是对其他功能模块中的音频电路的影响。
[0035] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0036] 如上所述,通信模块产生且窜入到电源和地的TDD Noise对车载系统的其他功能模块的电路都会带来一定的影响(例如干扰其他功能模块的电路中的信号),但是对其他功能模块中的音频电路的影响尤为严重,且是用户直接能够感受到的,因为TDD Noise的频率恰好落在人耳的听觉频率范围内,上述干扰窜入音频电路后,用户便会听到由此而产生的嗡嗡杂音,严重影响用户对车载系统的使用体验。下述实施方式中主要以TDD Noise对其他功能模块中的音频电路的影响为例进行说明。
[0037] 图2是本发明实施方式提供的车载系统的结构示意图。如图2所示,所述车载系统包括:通信模块203以及其他功能模块204、适于提供电源的电源电路200,还包括:适于向所述其他功能模块204供电的电源管理单元201 ;适于向所述通信模块203供电的DC/DC模块206 ;所述电源管理单元201、DC/DC模块206分别与所述电源电路200相连。所述其他功能模块204包括适于处理各种音频信号的音频电路204a,所述音频电路204a与适于将所述音频电路204a处理后的音频信号输出至扬声器205的音频功率放大器202相连,所述音频功率放大器202与所述电源电路200相连。
[0038] 具体实施例中,汽车电源由汽车的蓄电池提供,通过所述电源电路200输出,其输出电压为12V,12V的汽车电源分别输出至DC/DC模块206、电源管理单元201和音频功率放大器202,由DC/DC模块206单独给通信模块203供电,由电源管理单元201为车载系统的其他功能模块204供电。所述车载系统的其他功能模块204可包括音频电路204a、音视频播放模块(图中未示出)、导航模块(图中未示出)、人机交互模块(图中未示出)等等(这些模块可能需要同样的工作电压,因此需要由电源管理单元201进行智能电源管理)。音视频播放模块、导航模块等多种模块都可能作为音源输出音频信号,通过音频电路204a实现所述音频信号的传送、处理与输出。例如,音频播放器属于较常用的音视频播放模块之一,其在播放音乐的时候将经过编码的音频信号通过音频编译码器(Audio Codec)解码后,由音频功率放大器202将解码后的音频信号放大后输出至扬声器205。另外,导航模块在导航过程中,为了实现语音导航,也会将语音以音频信号的形式输出。
[0039] DC/DC模块206具体可以为DC/DC转换器,所述DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC变换是将原直流电通过调整其脉冲宽度调制(PWM,Pulse Width Modulation)的占空比来控制输出的有效电压的大小。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。由于通信模块203的工作电压约为3. 8V,为了能提供给通信模块203合适的电压,因此,DC/DC模块206采用的是降压型DC/DC转换器或升降压型DC/DC转换器。在其他实施例中,DC/DC模块206也可以为低压差线性稳压器(LDO),线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或场效应晶体管(FET, Field Effect Transistor),从输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压,因此仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必须小于输入电压。LDO具有稳定性好、负载响应快、输出波纹小的优点,但其在输出电压与输入电压之差较大时(本实施例中,12V的汽车电源转换为3. 8V的通信模块203的工作电压),转换效率较低,导致功耗较大,所以在本实施例中,DC/DC模块206具体采用DC/DC转换器。
[0040] 电源管理单元(PMU, Power Management Unit)是一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案,即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内,这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗,及更少的组件数以适应缩小的板级空间。本实施例中,电源管理单元201可采用现有技术中常用的智能电源管理方案,在此不再赘述。
[0041] 通信模块203具体可以为2G通信模块,也可以为3G通信模块。由于3G通信模块一般是向下兼容的,除了包括3G,还包括2G(包括EDGE/GPRS/GSM等技术)。所以,当部分地区没有3G信号时,系统会自动切换到2G网络,此时,就容易产生TDD Noise。
[0042] 此外,所述扬声器205 —般为汽车上配置的扬声器(此时该扬声器不包括于本实施方式所述的车载系统之内),当然,扬声器205也可以为车载系统的其他功能模块204上配置的扬声器(此时该扬声器属于本实施方式中所述车载系统的一部分),例如车载系统的导航模块上自带的扬声器输出导航的语音。
[0043] 所述DC/DC模块206的电压输入范围一般为3.5V〜36V,如果过大的输入电压可能导致DC/DC模块206被烧坏,当然,在本实施例中,DC/DC模块206的输入电压为12V,即电源电路200输出的12V汽车电源;DC/DC模块206的最大输出电流大于或等于2A,这样能够使通信模块203在足够大的电流下保证正常工作;音频功率放大器202的电源电压抑制(SVR)大于或等于60dB。电源电压抑制定义为当运算放大器工作于线性区时,运算放大器输入失调电压随电源电压的变化比值,常用分贝表示。电源电压抑制反映了电源变化对运算放大器输出的影响,即反映了电源的抗干扰能力。音频功率放大器的SVR并不能无限制的做大,60dB已经算比较高的值了,这样能够极大抑制电源噪音对音频信号的干扰。
[0044] 本领域技术人员知晓,所有信号的电平都是以地为基准,当地上有TDD Noise时,其他信号上自然有干扰,而且通常所谓的滤波,都是将电源或信号线上的杂波过滤到地上,但是,如果地上有干扰,那就无法过滤了。因此,发明人考虑,是否可以通过改变电源和地的回流通路,使有TDD Noise的那块地平面不会干扰其他的比较干净的地平面。
[0045] 本发明实施方式提供的车载系统通过对车载系统的电源和地的回流通路进行改变,由此消除了 TDD Noise对音频电路的影响。如图2所示,通信模块203产生的TDD Noise会直接影响其供电电源,即在DC/DC模块206的输出端上产生217Hz的幅值比较大的时分失真噪音(TDD Noise)。但上述噪音反向通过DC/DC模块206后,即在电源电路200输出的12V汽车电源上,虽然其干扰幅值会部分衰减,但仍存在大部分TDD Noise的干扰。而由于车载系统中的电源管理单元201对12V汽车电源有电平转换、稳压、滤波的作用,因此上述仍大部分存在的TDD Noise通过电源管理单元201后,会严重衰减,从而能够给车载系统的其他功能模块204提供干净的电源,即从音源输出到音频功率放大器202前,音频信 号具有较高的信噪比。再者,音频功率放大器202的SVR大于或等于60dB,较高的SVR能极大地抑制12V汽车电源上残余TDD Noise对音频信号放大时的影响。
[0046] 现有技术中,如图I所示,车载系统的通信模块103以及其他功能模块104都通过电源管理单元101供电,因此,电源、通信模块103以及其他功能模块104、地处于同一个回流通路之中,通信模块103产生的TDD Noise会给回流通路造成干扰。而本技术方案中,如图2所示,以DC/DC模块206给通信模块203单独供电,如此,电源、通信模块203、地处于一个回流通路之中;并以电源管理单元201给其他功能模块204供电,如此,电源、其他功能模块204、地则处于另一个回流通路之中;由此形成了两个互不干扰的回流通路,在通信模块203所在的回流通路中,即使产生TDD Noise,也不会影响其他功能模块204所在的回流通路,从而消除了 TDD Noise其他功能模块204的电路的影响,特别是消除了对音频电路204a的影响。
[0047] 综上所述,通过改变车载系统中通信模块203的供电通路,消除了 TDDNoise对上述车载系统的其他功能模块204的影响,大大增强了用户对车载系统的使用体验。
[0048] 另外,本发明实施方式还提供了一种车载系统的消除干扰音的方法,所述车载系统包括通信模块、适于处理各种音频信号的音频电路、适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器和适于提供电源的电源电路。图3是本发明实施方式提供的车载系统的消除干扰音的方法的流程示意图。如图3所示,所述车载系统的消除干扰音的方法包括:
[0049] 步骤S301,通过直流电压转换电源模块单独向车载系统的通信模块供电。在通过GSM/GPRS/EDGE上网或打电话时,TDD Noise不会影响其他电源。
[0050] 步骤S302,通过电源管理单元向车载系统的音频电路供电。汽车电源12V在通过所述电源管理单元后,可以给车载系统的音频电路提供干净的电源。
[0051] 步骤S303,将所述直流电压转换电源模块、电源管理单元、音频功率放大器分别连接适于提供电源的电源电路。其中,通过选取具有较高SVR的音频功率放大器,可以进一步抑制电源噪音对音频信号的干扰。
[0052] 关于车载系统的消除干扰音的方法的具体实施可参考上述车载系统的实施,在此不再赘述。
[0053] 综上,本发明实施方式提供的车载系统及其消除干扰音的方法,至少具有如下有益效果:
[0054] 在车载系统中增加DC/DC模块,通过所述DC/DC模块给车载系统的通信模块单独供电,并且使用电源管理单元给车载系统的其他功能模块供电,由此改变了车载系统的电源和地的回流通路,从而能够消除由所述通信模块产生且窜入到电源和地的TDD Noise对车载系统的其他功能模块的电路的影响,尤其是对所述其他功能模块中的音频电路的影响,有效地解决了上述干扰音TDD Noise对用户体验车载系统的影响。
[0055] 选用具有较高SVR的音频功率放大器,进一步避免了 TDD Noise对车载系统的音频电路造成影响,更为有效地消除了车载系统中的TDD Noise0
[0056] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (13)

1. 一种车载系统,包括通信模块以及其他功能模块、适于提供电源的电源电路,其特征在于,还包括: 适于向所述其他功能模块供电的电源管理单元; 适于向所述通信模块供电的直流电压转换电源模块; 所述电源管理单元、直流电压转换电源模块分别与所述电源电路相连。
2.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述其他功能模块包括适于处理各种音频信号的音频电路,所述音频电路与适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器相连,所述音频功率放大器与所述电源电路相连。
3.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述直流电压转换电源模块为DC/DC转换器。
4.根据权利要求3所述的车载系统,其特征在于,所述DC/DC转换器为降压型DC/DC转换器或升降压型DC/DC转换器。
5.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述直流电压转换电源模块为低压差线性稳压器。
6.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述直流电压转换电源模块的电压输入范围为3. 5V〜36V。
7.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述直流电压转换电源模块的最大输出电流大于或等于2A。
8.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述音频功率放大器的电源电压抑制大于或等于60dB。
9.根据权利要求I所述的车载系统,其特征在于,所述通信模块为2G通信模块或3G通信模块。
10. 一种车载系统的消除干扰音的方法,所述车载系统包括通信模块、适于处理各种音频信号的音频电路、适于将所述音频电路处理后的音频信号输出至扬声器的音频功率放大器和适于提供电源的电源电路,其特征在于,包括: 通过直流电压转换电源模块单独向所述通信模块供电; 通过电源管理单元向所述音频电路供电; 将所述直流电压转换电源模块、电源管理单元、音频功率放大器分别连接所述电源电路。
11.根据权利要求10所述的消除干扰音的方法,其特征在于,所述直流电压转换电源模块的电压输入范围为3. 5V〜36V。
12.根据权利要求10所述的消除干扰音的方法,其特征在于,所述直流电压转换电源模块的最大输出电流大于或等于2A。
13.根据权利要求10所述的消除干扰音的方法,其特征在于,所述音频功率放大器的电源电压抑制大于或等于60dB。
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Denomination of invention: Vehicle-mounted system, and method thereof for removing interference voice

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Pledgee: Jiading Branch of Shanghai Bank Co., Ltd.

Pledgor: Shanghai Botai Yuezhen Electrical Equipment Manufacturing Co., Ltd.

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