實(shí)車收音效果測(cè)試與優(yōu)化方法

李兵，郭穩(wěn)，蔣成棟

實(shí)車收音效果測(cè)試與優(yōu)化方法

李兵，郭穩(wěn)，蔣成棟

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章就收音效果的測(cè)試和優(yōu)化方法進(jìn)行了闡述。以某SUV車型項(xiàng)目為例，說(shuō)明了收音芯片標(biāo)定方法，列舉了初次收音標(biāo)定后的收音效果。針對(duì)偏遠(yuǎn)地帶收臺(tái)數(shù)少問(wèn)題創(chuàng)新性地制定了近程遠(yuǎn)程自動(dòng)切換的方法，兼容了城市區(qū)域和偏遠(yuǎn)地帶，收音效果得以提升。

車載收音；收音效果；收音測(cè)試；收音標(biāo)定

1 引言

1.1 收音系統(tǒng)簡(jiǎn)介

常用的車載收音機(jī)的收音功能主要包括FM、AM 2個(gè)頻段的收聽(tīng)，收音信號(hào)采用無(wú)線電波的方式發(fā)射，被收音接收機(jī)接收后進(jìn)行解調(diào)，通過(guò)內(nèi)部電路處理后通過(guò)揚(yáng)聲器輸出。以車載收音系統(tǒng)為例，收音系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括收音接收天線、天線放大器、天線饋線、收音芯片、音響功放、揚(yáng)聲器等，各部件分別承擔(dān)著不同的作用，串起來(lái)后構(gòu)成整套系統(tǒng)，收音效果的優(yōu)劣與各個(gè)部件自身設(shè)計(jì)及互相間的匹配都存在著關(guān)聯(lián)。

1.2 收音效果常見(jiàn)問(wèn)題

收音信號(hào)是模擬信號(hào)，受天氣、建筑物遮擋等外部因素影響較大，且接收系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，所以用戶對(duì)收音效果常有抱怨，問(wèn)題包括收音臺(tái)數(shù)少、電臺(tái)不清晰、收音效果忽好忽差不穩(wěn)定、不清晰臺(tái)多等。因AM效果普遍較差，用戶收聽(tīng)較少，本文內(nèi)容只針對(duì)FM收音效果的測(cè)試和優(yōu)化。

表1 收音系統(tǒng)構(gòu)成

2 實(shí)車收音效果測(cè)試方法

一般在收音信號(hào)發(fā)射塔設(shè)置在城市的高處，輻射范圍遠(yuǎn)，不同地點(diǎn)收音信號(hào)質(zhì)量是不同的，因此實(shí)車收音測(cè)試需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)道路測(cè)試，測(cè)試不同的典型地點(diǎn)的收音效果，最后綜合判斷收音效果的好壞。

2.1 測(cè)試環(huán)境

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)積累和分析，將測(cè)試場(chǎng)地分為弱信號(hào)場(chǎng)、中信號(hào)場(chǎng)、強(qiáng)信號(hào)場(chǎng)、電磁干擾場(chǎng)4個(gè)典型地點(diǎn)。

表2 收音測(cè)試環(huán)境

除以上4個(gè)地點(diǎn)不同信號(hào)場(chǎng)的測(cè)試外，還需要進(jìn)行實(shí)車動(dòng)態(tài)路試，路況包括高樓林立的市區(qū)、高架橋下、變電站附近、高速、偏遠(yuǎn)地帶等。

2.2 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

具體測(cè)試時(shí)對(duì)搜索到的電臺(tái)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：

表3 電臺(tái)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

遍歷一遍電臺(tái)完成每個(gè)電臺(tái)的評(píng)分后，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)。

2.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以所在城市為例，一般要求FM平均搜臺(tái)總數(shù)不低于18個(gè)，清晰臺(tái)數(shù)不低于14個(gè)。考慮到不同地區(qū)的收音效果差異，以及不同級(jí)別車輛的性能指標(biāo)不同，開(kāi)發(fā)初期對(duì)標(biāo)桿和競(jìng)品車輛的收音效果進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)上述收音效果測(cè)試方法獲取較為客觀的收音效果評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，作為衡量開(kāi)發(fā)車輛的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，要求開(kāi)發(fā)車型收音效果與標(biāo)桿車輛相當(dāng)，不低于競(jìng)品車輛的收音效果。

3 實(shí)車收音效果優(yōu)化方法

為取得比較好的收音效果，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和標(biāo)定。

3.1 收音效果關(guān)鍵影響因素

根據(jù)收音系統(tǒng)的構(gòu)成，分析各部件對(duì)收音效果的影響程度及優(yōu)化便利性。

一般而言，收音接收天線和天線放大器是平臺(tái)化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)上較為固化，并經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，單件性能測(cè)試達(dá)標(biāo)后進(jìn)一步優(yōu)化的空間有限。所以在實(shí)際項(xiàng)目中，收音芯片參數(shù)標(biāo)定和優(yōu)化是優(yōu)化收音效果的主要方法。

表4 收音效果影響分析

3.2 收音芯片標(biāo)定

收音芯片集成在收音機(jī)主機(jī)的PCB上，通過(guò)I2C接口與MCU進(jìn)行通訊，通過(guò)開(kāi)發(fā)調(diào)試工具和軟件可以對(duì)收音芯片寄存器值進(jìn)行調(diào)整。為獲得更好的收音效果對(duì)收音芯片寄存器值進(jìn)行修改優(yōu)化的過(guò)程及時(shí)收音芯片標(biāo)定過(guò)程。

具體的收音芯片參數(shù)標(biāo)定方法一般在其使用手冊(cè)中有說(shuō)明，如常用的NXP TEF6686芯片用戶手冊(cè)《TEF668XA User Manual》中詳細(xì)定義了每個(gè)參數(shù)的作用和修改方法。

判斷一個(gè)頻點(diǎn)是否為有效電臺(tái)、是否滿足鎖臺(tái)條件、是否該停臺(tái)和加入列表的步驟如下：

①設(shè)定步進(jìn)頻率；

②延遲20ms讀第一次信號(hào)（status,level,usn,wam.offset, bandwidth,modulation）；

③先判斷l(xiāng)evel，如果大于L_閾值（例如195），再行4及以下判斷，否則返回1；

④再延遲40ms，讀第二次信號(hào)（status,level,usn,wam. offset,bandwidth,modulation）；

⑤如果Level＞L_閾值及usn＜U_閾值及wam＜W_閾值，則通過(guò)質(zhì)量審核，否則返回1（U_閾值可以為90，W_閾值可以為70，具體需要根據(jù)收臺(tái)效果進(jìn)行U_閾值和W_閾值的標(biāo)定）；

⑥再判斷offset在+/-12kHz以內(nèi)，確定頻率誤差值及格，否則返回1；

⑦以上全部通過(guò)則停臺(tái)。

通過(guò)對(duì)標(biāo)定參數(shù)的設(shè)定，可以獲取到不同的收臺(tái)數(shù)和清晰臺(tái)數(shù)，不同廠家在進(jìn)行收音標(biāo)定時(shí)有不同的考量，如某日系車收臺(tái)數(shù)較多，清晰臺(tái)占比相對(duì)偏低，某德系車收臺(tái)數(shù)中等，但清晰臺(tái)占比較高。

最好的收音效果應(yīng)該是收臺(tái)數(shù)多且都清晰，但實(shí)際上FM電臺(tái)不都是信號(hào)強(qiáng)、清晰度高的，就造成收臺(tái)數(shù)和清晰臺(tái)占比這2個(gè)收音效果往往是相沖突的，為了提高清晰臺(tái)占比就必須提高收音芯片參數(shù)過(guò)濾掉一些清晰度差的電臺(tái)，收音芯片參數(shù)的修改需要在這兩者間取得平衡。

以某款SUV為例，通過(guò)在本地市區(qū)和周邊標(biāo)定得到如下收臺(tái)效果。

收音效果測(cè)試和標(biāo)定是在市區(qū)和周邊進(jìn)行的，從這些區(qū)域來(lái)看，收音效果良好，3分及以上電臺(tái)占比達(dá)到100%，4分及以上電臺(tái)占比也在87%以上。不足是弱信號(hào)場(chǎng)和偏遠(yuǎn)地區(qū)收臺(tái)數(shù)過(guò)少甚至收不到。

表5 某款SUV收音效果

3.3 遠(yuǎn)程及近程自動(dòng)切換

因收音芯片標(biāo)定僅在城市及周邊進(jìn)行，收音信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)較高，收到的電臺(tái)質(zhì)量較好，清晰臺(tái)占比高。但在偏遠(yuǎn)縣城和山區(qū)，收臺(tái)數(shù)大大降低，只能收到兩三個(gè)電臺(tái)。

問(wèn)題原因分析為收音芯片標(biāo)定參數(shù)符合城市及周邊環(huán)境，鎖臺(tái)靈敏度等收音芯片參數(shù)值設(shè)定較高，在偏遠(yuǎn)縣城和山區(qū)，因收音發(fā)射塔收音信號(hào)強(qiáng)度較低，能達(dá)到搜臺(tái)條件的電臺(tái)很少，造成收音效果差。但是如果降低收音芯片參數(shù)值，則會(huì)造成在城市地區(qū)搜臺(tái)數(shù)大幅增多，會(huì)引入信號(hào)強(qiáng)度差的電臺(tái)，清晰臺(tái)占比下降，降低了城市地區(qū)的收音效果。

圖1 近程、遠(yuǎn)程自動(dòng)切換邏輯

如何能夠同時(shí)兼容信號(hào)強(qiáng)度高和低的區(qū)域，都取得良好的收音效果是需要解決的問(wèn)題。在傳統(tǒng)收音機(jī)的設(shè)計(jì)上，有近程模式和遠(yuǎn)程模式之分，通過(guò)一個(gè)按鍵可以在這兩種模式間切換，信號(hào)強(qiáng)的地方用近程模式，信號(hào)弱的地方用遠(yuǎn)程模式。因該功能使用較少，很多收音機(jī)和多媒體終端上舍棄了該設(shè)置。

為解決偏遠(yuǎn)地帶收臺(tái)數(shù)下降問(wèn)題，考慮在軟件里設(shè)置近程遠(yuǎn)程模式自動(dòng)切換的邏輯，首先搜索全部FM電臺(tái)信號(hào)強(qiáng)度，如搜索到11個(gè)以上的電臺(tái)信號(hào)強(qiáng)度大于40dB（標(biāo)定值）則采用近程模式，如不能達(dá)到該條件則采用遠(yuǎn)程模式。相對(duì)于近程模式，遠(yuǎn)程模式鎖臺(tái)靈敏度低，可以搜索到更多電臺(tái)。

通過(guò)軟件上增加近程和遠(yuǎn)程自動(dòng)切換邏輯，重新測(cè)試和標(biāo)定后，總臺(tái)數(shù)有所增加，清晰臺(tái)占比略下降，但在偏遠(yuǎn)地帶能夠收到清晰電臺(tái)，總體上更加均衡。

表6 優(yōu)化后收音效果

4 結(jié)論

本文對(duì)收音系統(tǒng)的構(gòu)成、收音效果常見(jiàn)問(wèn)題、影響因素、測(cè)試方法進(jìn)行了說(shuō)明，講述了收音芯片鎖臺(tái)靈敏度參數(shù)的標(biāo)定方法，以某款SUV收音標(biāo)定為例，列舉了測(cè)試車在不同場(chǎng)景下的收音效果，就偏遠(yuǎn)地區(qū)收音臺(tái)數(shù)少問(wèn)題，創(chuàng)新性地通過(guò)制定了近程模式和遠(yuǎn)程模式的自動(dòng)切換邏輯，最終的收音效果在收臺(tái)數(shù)和清晰臺(tái)占比間取得了較好的平衡，并兼容了城市區(qū)域和偏遠(yuǎn)地帶的收音效果。

本文基于多年實(shí)車收音效果測(cè)試及優(yōu)化開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)車載收音效果標(biāo)定及優(yōu)化具備參考意義。

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Effect Test and Optimization Method on Real Car Radio

Li Bing, Guo Wen, Jiang Chengdong

（Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

This paper presents the method of testing and optimizing the effect of car radio. Taking an SUV model project as an example, the calibration method of radio chip is illustrated.This paper enumerates the effects of the first calibration, and finds that the number of radio stations in some areas is low.In order to solve the problem of fewer radio stations in remote areas, an innovative method of automatic switching remote and near distance models is developed, which is compatible with urban areas and remote areas.

Car radio; Radio effect; Radio test; Radio calibration

A

1671-7988(2019)21-88-03

U463.67+2

A

1671-7988(2019)21-88-03

李兵，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.030

CLC NO.: U463.67+2