CN202183773U

CN202183773U - 车载***

Info

Publication number: CN202183773U
Application number: CN2011202471379U
Authority: CN
Inventors: 张�杰
Original assignee: Shanghai Pateo Electronic Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shanghai Pateo Electronic Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-07-13

Abstract

一种车载***，包括通信模块、适于提供电源的电源电路、适于处理各种音频信号的音频电路、适于将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、适于向通信模块以及音频电路供电的电源管理单元，电源管理单元、音频功率放大器分别与电源电路相连，电源电路、电源管理单元、通信模块连接数字地，音频电路连接模拟地，还包括：适于对所述电源管理单元输出的电源进行滤波和储能的储能滤波电路，所述储能滤波电路连接所述电源管理单元、通信模块以及数字地；适于连接数字地与模拟地的第一磁珠；所述音频功率放大器的散热片连接数字地。本技术方案能消除TDD Noise对车载***的影响，增强用户对车载***的使用体验。

Description

车载***

技术领域

本实用新型涉及汽车电子领域，特别涉及一种车载***。

背景技术

随着汽车电子产业的高速发展，全球移动通信***(GSM，Global Systemfor Mobile Communications)/通用分组无线服务技术(GPRS，General PacketRadio Service)/增强型数据速率GSM演进技术(EDGE，Enhanced Data Rate forGSM Evolution)等移动通信技术已经在车载***上得到广泛应用。用户可以利用车载***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。

然而，由于2G移动通信***采用时分多址(TDMA，Time Division MultipleAccess)技术，移动通信终端设备上常见的时分失真噪音(TDD Noise，TimeDivision Distortion Noise)一直困扰着使用上述车载***的用户。

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，Power Amplify)每217Hz会有一个发射信号产生，在该信号中包含900MHz/1800MHz或1900MHz的2.0G GSM信号以及PA的包络线(envelope)。TDD Noise会影响车载***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***的使用体验。

申请号为200910036945.8的中国专利申请公开了一种智能车载***，但对于解决上述问题并未涉及。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种车载***，解决现有技术车载***中TDD Noise对音频信号影响的问题，有效地解决了上述干扰音对用户体验车载***的影响。

为解决上述问题，本实用新型提供一种车载***，包括：数字地、模拟地、通信模块和适于向所述通信模块供电的电源管理单元(PMU，PowerManagement Unit)，所述电源管理单元、通信模块连接所述数字地，还包括：

适于对所述电源管理单元输出的电源进行滤波和储能的储能滤波电路，所述储能滤波电路连接所述电源管理单元、通信模块以及数字地；

适于连接所述数字地与模拟地的第一磁珠。

可选的，所述车载***还包括：适于提供电源的电源电路、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，所述电源管理单元、音频功率放大器分别与所述电源电路相连，所述音频电路与所述电源管理单元、所述模拟地相连，所述音频功率放大器的散热片以及电源电路分别与所述数字地相连。

可选的，所述储能滤波电路包括第二磁珠和第一电容，所述第二磁珠连接于所述电源管理单元与通信模块之间，所述第一电容连接于所述第二磁珠的一端与所述数字地之间。

可选的，所述储能滤波电路还包括至少一个与所述第一电容并联的电容。

可选的，所述储能滤波电路还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第二磁珠的另一端与所述数字地之间。

可选的，所述储能滤波电路还包括至少一个与所述第二电容并联的电容。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

通过将车载***的模拟地与数字地隔离，以第一磁珠连接所述数字地与模拟地，即车载***的数字地与模拟地通过磁珠一点连接，有效避免了数字地对模拟地的干扰；通过在通信模块与电源管理单元之间增加储能滤波电路，增强了对所述通信模块的供电，减小了TDD Noise的干扰强度。

进一步，通过将音频功率放大器的散热片连接数字地以抑制TDD Noise对音频功率放大器放大音频信号时的影响，从而有效地解决了上述干扰音TDD Noise对用户体验车载***的影响。

附图说明

图1是现有技术中车载***的结构示意图；

图2是GSM突发脉冲序列的波形示意图；

图3是本实用新型实施方式提供的车载***的结构示意图；

图4是储能滤波电路的一种实施例示意图；

图5是储能滤波电路的另一种实施例示意图；

图6是现有技术中车载***的音频通路上TDD Noise的波形示意图；

图7是本实用新型实施方式提供的车载***的音频通路上TDD Noise的波形示意图。

具体实施方式

现有技术中车载***的通信模块产生的干扰音TDD Noise由数字地对模拟地产生干扰，直接影响了车载***的音频电路，从而会严重影响用户对车载***的使用体验。图1是现有技术中车载***的结构示意图。如图1所示，现有技术中车载***一般包括：通信模块103、适于提供电源的电源电路100、适于处理各种音频信号的音频电路104、适于将所述音频电路104处理后的音频信号输出至扬声器105的音频功率放大器102、适于向所述通信模块103以及音频电路104供电的电源管理单元101，所述电源管理单元101、音频功率放大器102分别与所述电源电路100相连，所述电源电路100、电源管理单元101、通信模块103连接数字地10a，所述音频电路104连接模拟地10b。

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和音频电路104供电。此外，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将音频电路104处理后的各种音频信号输出至扬声器105。当车载***通过GSM/GPRS/EDGE上网或打电话时，通信模块103产生的TDDNoise会耦合到地平面(包括数字地10a和模拟地10b)上。如图1所示，现有技术中车载***采用的是模拟地10b和数字地10a多点连接的方式，简单来说，数字地10a是数字电路部分的公共基准端，模拟地10b是模拟电路部分的公共基准端。一般情况下数字信号为矩形波，带有大量的谐波，如果电路板中的数字地10a与模拟地10b大面积直接相连，那么数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号。如此，车载***中带有TDD Noise的数字地10a会干扰模拟地10b，直接影响车载***的音频电路104，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。

GSM***在无线路径上传输涉及的基本概念最主要的是突发脉冲序列(Burst)，简称突发序列，它是一串含有百来个调制比特的传输单元。突发脉冲序列有一个限定的持续时间和占有限定的无线频谱。GSM通信制式中，1个TDMA帧有8个时隙(TS，Time Slot)，每个时隙的长度为577μs，则每个TDMA帧长为577μs×8≈4.6ms，频率约为217Hz。GSM是收发双工的，也就是只要处于通信状态，发射帧是连续发送的。图2是GSM突发脉冲序列的波形示意图。如图2所示，在每个TDMA帧的某个时隙中，通信模块在每次发射时都会有一个Burst产生，这个Burst需要大约1.6A的大电流，而在未产生Burst的情况下所需的电流小于1A，因此，能否及时供应产生Burst时所需的这个大电流，对于减小TDD Noise的干扰强度至关重要。

基于上述分析，本技术方案通过将车载***的模拟地与数字地隔离，采用磁珠一点连接所述数字地与模拟地，有效避免了数字地对模拟地的干扰；通过在通信模块与电源管理单元之间增加储能滤波电路，增强了对所述通信模块的供电，减小了TDD Noise的干扰强度；通过将音频功率放大器的散热片连接数字地以抑制TDD Noise对音频功率放大器放大音频信号时的影响。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

图3是本实用新型实施方式提供的车载***的结构示意图。如图3所示，本实用新型实施方式提供的车载***包括通信模块203、适于提供电源的电源电路200、适于处理各种音频信号的音频电路204、适于将所述音频电路204处理后的音频信号输出至扬声器205的音频功率放大器202、适于向所述通信模块203以及音频电路204供电的电源管理单元201，所述电源管理单元201、音频功率放大器202分别与所述电源电路200相连，所述电源电路200、电源管理单元201、通信模块203连接数字地20a，所述音频电路204连接模拟地20b，所述车载***还包括：适于对所述电源管理单元201输出的电源进行滤波和储能的储能滤波电路206，所述储能滤波电路206连接所述电源管理单元201、通信模块203以及数字地20a；适于连接所述数字地20a与模拟地20b的第一磁珠30。

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电源管理单元201和音频功率放大器202。需要说明的是，电源管理单元201除了给通信模块203和音频电路204供电之外，还为车载***的其他功能模块(图中未示出)供电。所述车载***的其他功能模块可包括音视频播放模块(图中未示出，这里具体指的是将接收的各类音视频信号通过音频电路或视频电路输出的设备，例如CD播放机等，音频电路或视频电路则不包括在内)、收音机接收模块(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(其中有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、收音机接收模块、等多种模块都可能作为音源输出音频信号，通过音频电路204实现所述音频信号的输入、处理与输出。例如，车载***的CD播放机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。

实际上，通信模块203产生的TDD Noise对车载***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)，因此，通过将车载***的模拟地20b与数字地20a隔离，采用第一磁珠30一点连接所述数字地20a与模拟地20b，有效避免了数字地20a对模拟地20b的干扰；并且，通过在通信模块203与电源管理单元201之间增加储能滤波电路206，增强了对所述通信模块203的供电，减小了TDD Noise的干扰强度，进而降低通信模块203对车载***的其他功能模块的干扰。

由于TDD Noise对音频电路204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204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***的使用体验。因此，本实用新型实施方式中，以其他功能模块为音频电路为例，主要以TDD Noise对音频电路的影响进行说明。

为了避免数字地20a对模拟地20b的干扰，本实用新型实施方式中将车载***的数字地20a和模拟地20b隔离(不再采取多点连接的方式)，但是从电学角度看，车载***的两个地平面不短接就不可能形成统一的零电位参考面，因此采用所述第一磁珠30将车载***的模拟地20b和数字地20a之间一点连接，由于磁珠在理想情况下，在直流时电阻为0，而在高频时电阻很大，所以能较好地抑制数字地20a上的噪声和尖峰干扰。本实施例中，所述第一磁珠30的直流导通电阻(DCR)小于或等于0.1Ω，额定电流大于或等于1A，在100MHz下的阻抗大于或等于120Ω。本实施例中，所述第一磁珠30将车载***的模拟地20b和数字地20a之间连接的位置具体设计在车载***电源输入处，即在电路设计时，将车载***的数字地和模拟地之间的连接位置尽量设置于靠近车载***的电源输入处，这样能够使产生的TDD Noise被快速地导入数字地20a，防止对输出电源的影响。

如前所述，由于通信模块203每次发射时，都会有一个Burst产生，而这个Burst至少需要1.6A的大电流，为了及时地供应这个大电流，使TDD Noise的干扰强度变小，如图3所示，本实用新型实施方式中在通信模块203的供电电源上增加了适于对所述电源管理单元201输出的电源进行滤波和储能的储能滤波电路206，所述储能滤波电路206分别连接所述电源管理单元201、通信模块203以及数字地20a。具体地，储能滤波电路206可以通过磁珠和电容实现其滤波和储能的功能，其中，磁珠(专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力)具有滤波的作用，而电容除了可以实现滤波，在本实用新型实施方式中主要起储能的作用。下面用两个实施例对所述储能滤波电路的结构作详细说明。

图4是储能滤波电路的一种实施例示意图。如图4所示，储能滤波电路206a包括第二磁珠40和第一电容301，所述第二磁珠40连接于所述电源管理单元201与通信模块203之间，即所述第二磁珠40的第一端与所述电源管理单元201的电源输出端相连，所述第二磁珠40的第二端与所述通信模块203相连，第一电容301的第一端与所述第二磁珠40的第一端或第二端(图4中示出了与第二端相连的情况)相连，所述第一电容301的第二端连接数字地。具体实施时，一般会将第一电容301的第一端与所述第二磁珠40的第二端相连，即先由第二磁珠40进行滤波，再由第一电容301进行储能，这样会取得较好的效果。

本实施例中，储能滤波电路206a包括了所述第二磁珠40和连接于所述第二磁珠40的一端与数字地之间的一个电容，即第一电容301。具体实施时，所述第一电容301的容值大于或等于470μF，耐压大于或等于6V。采用容值较大的电容，可以储存足量的电能，保证对通信模块203产生Burst时充足供电。在其他实施例中，储能滤波电路还可以包括至少一个与所述第一电容301并联的电容，即多个电容并联在第二磁珠的一端与数字地之间，储能滤波电路中所有电容的容值之和大于或等于470μF，且每个电容的耐压均大于或等于6V。

基于图4所示的储能滤波电路的实施例，还提供了储能滤波电路的另一种实施例。图5是储能滤波电路的另一种实施例示意图。如图5所示，储能滤波电路206b包括两个电容，分别为第二电容302和图4所示的第一电容301，第二磁珠40的第一端与所述电源管理单元201的电源输出端相连，所述第二磁珠40的第二端与通信模块203相连；所述第一电容301的第一端与所述第二磁珠40的第二端相连，所述第二电容302的第一端与所述第二磁珠40的第一端相连，第一电容301、第二电容302的第二端分别连接数字地。

图5中示出的是第一电容301的第一端与第二磁珠40的第二端相连的情况，第一电容301的第一端也可以与第二磁珠40的第一端相连，此时，第二电容302的第一端与所述第二磁珠的第二端相连，第一电容301、第二电容302的第二端分别连接数字地。

本实施例中，储能滤波电路206b包括了所述第二磁珠40和连接于所述第二磁珠40的一端(图5示出的为第一端)与所述数字地之间的第二电容302以及连接于第二磁珠40的另一端(图5示出的为第二端)与所述数字地之间的第一电容301。在其他实施例中，储能滤波电路还可以包括至少一个与所述第一电容301并联的电容和/或至少一个与所述第二电容302并联的电容，储能滤波电路中所有电容的容值之和大于或等于470μF，且每个电容的耐压均大于或等于6V。

上述储能滤波电路的两个实施例中，所述第一电容301、第二电容302可以为电解电容，例如铝电解电容、钽电解电容等，也可以为陶瓷电容；所述第二磁珠40的直流导通电阻小于或等于0.1Ω，额定电流大于或等于2A，如此便能及时供应Burst产生时所需要的大电流，从而使TDD Noise的干扰强度变小。

当储能滤波电路具有1个以上电容时，各电容的容值可以相同，也可以不同。经发明人研究发现，在储能滤波电路中具有1个以上电容，并且既包括主要起储能作用的容值较大的电容(例如包括两个容值为330μF的电容或者一个容值大于或等于470μF的电容)又包括主要起滤波作用的容值较小的电容(例如包括至少一个容值为小于或等于1μF的电容)时，对于通信模块203的供电能达到更好的效果。

继续参阅图3，当音频信号在音频功率放大器202进行放大时，为了抑制TDD Noise对其的影响，本实用新型实施方式中还将音频功率放大器202的散热片202a接数字地20a，可以同时起到屏蔽的效果。

电源管理单元(PMU)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。需要说明的是，在其他实施例，所述电源管理单元201也可以集成于所述电源电路200之中。

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，***会自动切换到2G网络，此时，就容易产生TDD Noise。

此外，所述扬声器205一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***之内)，当然，扬声器205也可以为车载***的其他功能模块上配置的扬声器(此时该扬声器属于本实施方式中所述车载***的一部分)，例如车载***的导航模块上自带的扬声器输出导航的语音。

图6是现有技术中车载***的音频通路上TDD Noise的波形示意图。如图6所示，在没有音频信号源的情况下，可以看出，TDD Noise对音频通路的影响很严重，干扰信号幅值超过300mV。图7是本实用新型实施方式提供的车载***的音频通路上TDD Noise的波形示意图。如图7所示，同样在没有音频信号源的情况下，可以看出，TDD Noise对本实用新型实施方式提供的车载***的音频通路上的干扰小于15mV。需要说明的是，图6和图7所示的音频通路上TDD Noise的波形示意图是在相同的测试环境下得到的，例如对于电源管理单元向通信模块输出的供电电压等各项参数都是相同的。通过比较图6和图7可以看出，本实用新型实施方式提供的车载***消除了干扰音TDDNoise对车载***的影响，解决了上述干扰音影响用户体验车载***的问题。

综上，本实用新型实施方式提供的车载***，至少具有如下有益效果：

通过将车载***的模拟地与数字地隔离，以第一磁珠连接所述数字地与模拟地，即车载***的数字地与模拟地通过磁珠一点连接，有效避免了数字地对模拟地的干扰；通过在通信模块与电源管理单元之间增加储能滤波电路，增强了对所述通信模块的供电，减小了TDD Noise的干扰强度；通过将音频功率放大器的散热片连接数字地以抑制TDD Noise对音频功率放大器放大音频信号时的影响，从而有效地解决了上述干扰音TDD Noise对用户体验车载***的影响。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims

1.一种车载***，包括数字地、模拟地、通信模块和适于向所述通信模块供电的电源管理单元，所述电源管理单元、通信模块连接所述数字地，其特征在于，还包括：

适于连接所述数字地与模拟地的第一磁珠。

2.根据权利要求1所述的车载***，其特征在于，还包括：适于提供电源的电源电路、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，所述电源管理单元、音频功率放大器分别与所述电源电路相连，所述音频电路与所述电源管理单元、所述模拟地相连，所述音频功率放大器的散热片以及电源电路分别与所述数字地相连。

3.根据权利要求1所述的车载***，其特征在于，所述储能滤波电路包括第二磁珠和第一电容，所述第二磁珠连接于所述电源管理单元与通信模块之间，所述第一电容连接于所述第二磁珠的一端与所述数字地之间。

4.根据权利要求3所述的车载***，其特征在于，所述储能滤波电路还包括至少一个与所述第一电容并联的电容。

5.根据权利要求3所述的车载***，其特征在于，所述储能滤波电路还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第二磁珠的另一端与所述数字地之间。

6.根据权利要求5所述的车载***，其特征在于，所述储能滤波电路还包括至少一个与所述第二电容并联的电容。