汽車娛樂系統(tǒng)的音頻技術(shù)

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

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

　　無線音頻傳送技術(shù)

　　圖1 備耳機的后座顯示器。

　　車載娛樂系統(tǒng)的耳機可以采用無線或有線設計。當然，在汽車的有限空間中，使用有線耳機的缺點顯而易見，因此汽車OEM廠商轉(zhuǎn)而尋求無線解決方案。

　　無線技術(shù)：紅外線與數(shù)字射頻

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

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

　　此外，除了陽光之外，汽車內(nèi)還會有其它的IR干擾源。在模擬音頻的傳輸過程中，不會有任何修正錯誤的機會，因此任何微小的IR信道問題都會在音頻碼流中造成聽得見的噪聲，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，以及易受干擾的問題。而且，在支持Wi-Fi和藍牙連接技術(shù)的汽車中，由于Wi-Fi及藍牙連接與RF無線音頻共享相同的頻段，故RF干擾問題會更嚴重。

　　不管是IR還是RF，任一種無線傳輸都會有干擾存在。因此，數(shù)字無線音頻傳輸技術(shù)是更佳的解決方案，因為它具備偵測傳輸錯誤、并在信號送達聽者前對之進行修正的能力，而且還能夠采取行動避免未來再發(fā)生錯誤。

　　視距：IR需要一條從來源至耳機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，尤其是對于較大型的三排座椅車輛而言。因此，制造商試圖在多個位置安裝IR發(fā)射器，以確保其中至少有一個能夠與耳機建立視距通道。當然，這種解決方案會增加成本和功耗。而且，只要帶耳機的乘客轉(zhuǎn)頭，此通道就會中斷。

　　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，只需要一個發(fā)射器就能傳送到所有的耳機位置。

　　多音頻信道：一般來說，IR僅提供單一廣播信道。多個試圖傳送不同內(nèi)容的發(fā)射器會互相干擾。因此，模擬IR技術(shù)僅能處理單個音頻碼流，這對具有多個顯示屏和其它音源的新型汽車來說，顯然具有其局限性。有些IR解決方案會通過在單個數(shù)字IR鏈路上采用時分多路復用數(shù)個音頻信道的方式來解決這個問題。這種方案的缺點是，所有音頻內(nèi)容都必須先送到某個地方被多路復用之后，才能進行IR傳輸。

　　RF解決方案具有將各個音頻信道分配給不同音頻碼流的能力。無線音源會在車內(nèi)盡可能地被傳送(請見圖2)至靠近音頻來源，而耳機能通過接收無線電信道的方式選擇想聽的音頻內(nèi)容。

　　圖2 重來源與多個耳機。

　　廣播：除了能讓每位乘客利用耳機欣賞各自想聽的音樂外，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候。

　　紅外線技術(shù)本質(zhì)上一是個廣播媒介，因此所有與發(fā)射器間具有視距通道的耳機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。舉例來說，采用藍牙的串流音頻解決方案僅支持點對點連接。因此，每個耳機都需要一個發(fā)射器，這會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)容的耳機發(fā)射器。相較之下，SMSC的Kleer技術(shù)能夠允許多達4個耳機與相同的音頻來源連接，同時還能允許耳機在不同來源中做選擇。

　　反向信道(Back-channel)通信: 耳機提供了一個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，這需要從耳機到音頻來源建立一個回傳通道，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，因此耳機往往僅能接收，而無法在耳機上實現(xiàn)播放控制功能。

　　大多數(shù)數(shù)字RF設備都同時擁有發(fā)射和接收功能，這是最低條件，這樣才能讓耳機回傳確認信號給音源，告知音頻數(shù)據(jù)包已正確收到，不需要再重發(fā)一次。這個從耳機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)、和辨認耳機品牌以確認是否支持。

　　許多信息娛樂系統(tǒng)還包含有手持遙控裝置(見圖3)，可從車內(nèi)的任何角落控制各種系統(tǒng)功能。與無線耳機相同，這些裝置通常采用IR技術(shù)，但也都遭遇了同樣的問題。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，一個內(nèi)置在汽車音響主機(head-unit)中用來將音頻碼流傳至一個或多個無線耳機的RF組件，亦能用來接收從一個或多個遙控裝置傳來的控制命令，如此一來，便無需在音響主機中額外增加專門用來接收遙控裝置命令的接收器。