汽車(chē)娛樂(lè )系統的音頻技術(shù)

新式的車(chē)載信息娛樂(lè )系統具有多種內置的音頻來(lái)源，例如CD播放器和可提供內容至多臺顯示器的DVD播放器，以及各種類(lèi)型的廣播無(wú)線(xiàn)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(huì )有自己的內容來(lái)源，并通過(guò)輔助輸入連接到信息娛樂(lè )系統中。此外，車(chē)內提供的上網(wǎng)功能也會(huì )提供另一種個(gè)人內容來(lái)源，且往往是與音樂(lè )有關(guān)。

　　盡管車(chē)載信息娛樂(lè )系統中有豐富的內容來(lái)源，但汽車(chē)的內置喇叭卻使得每位乘客都必須同時(shí)聆聽(tīng)相同的音頻信息。顯然地，若每位乘客想要聽(tīng)自己喜歡的音樂(lè )，就得使用耳機才行(圖1)。

　　無(wú)線(xiàn)音頻傳送技術(shù)

　　圖1 備耳機的后座顯示器。

　　車(chē)載娛樂(lè )系統的耳機可以采用無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)設計。當然，在汽車(chē)的有限空間中，使用有線(xiàn)耳機的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，因此汽車(chē)OEM廠(chǎng)商轉而尋求無(wú)線(xiàn)解決方案。

　　無(wú)線(xiàn)技術(shù)：紅外線(xiàn)與數字射頻

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

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

　　此外，除了陽(yáng)光之外，汽車(chē)內還會(huì )有其它的IR干擾源。在模擬音頻的傳輸過(guò)程中，不會(huì )有任何修正錯誤的機會(huì )，因此任何微小的IR信道問(wèn)題都會(huì )在音頻碼流中造成聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲，常被稱(chēng)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(wèn)題。而且，在支持Wi-Fi和藍牙連接技術(shù)的汽車(chē)中，由于Wi-Fi及藍牙連接與RF無(wú)線(xiàn)音頻共享相同的頻段，故RF干擾問(wèn)題會(huì )更嚴重。

　　不管是IR還是RF，任一種無(wú)線(xiàn)傳輸都會(huì )有干擾存在。因此，數字無(wú)線(xiàn)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(tīng)者前對之進(jìn)行修正的能力，而且還能夠采取行動(dòng)避免未來(lái)再發(fā)生錯誤。

　　視距：IR需要一條從來(lái)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(chē)輛而言。因此，制造商試圖在多個(gè)位置安裝IR發(fā)射器，以確保其中至少有一個(gè)能夠與耳機建立視距通道。當然，這種解決方案會(huì )增加成本和功耗。而且，只要帶耳機的乘客轉頭，此通道就會(huì )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(chē)空間中，只需要一個(gè)發(fā)射器就能傳送到所有的耳機位置。

　　多音頻信道：一般來(lái)說(shuō)，IR僅提供單一廣播信道。多個(gè)試圖傳送不同內容的發(fā)射器會(huì )互相干擾。因此，模擬IR技術(shù)僅能處理單個(gè)音頻碼流，這對具有多個(gè)顯示屏和其它音源的新型汽車(chē)來(lái)說(shuō)，顯然具有其局限性。有些IR解決方案會(huì )通過(guò)在單個(gè)數字IR鏈路上采用時(shí)分多路復用數個(gè)音頻信道的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這種方案的缺點(diǎn)是，所有音頻內容都必須先送到某個(gè)地方被多路復用之后，才能進(jìn)行IR傳輸。

　　RF解決方案具有將各個(gè)音頻信道分配給不同音頻碼流的能力。無(wú)線(xiàn)音源會(huì )在車(chē)內盡可能地被傳送(請見(jiàn)圖2)至靠近音頻來(lái)源，而耳機能通過(guò)接收無(wú)線(xiàn)電信道的方式選擇想聽(tīng)的音頻內容。

　　圖2 重來(lái)源與多個(gè)耳機。

　　廣播：除了能讓每位乘客利用耳機欣賞各自想聽(tīng)的音樂(lè )外，也能讓多位乘客共享內容，例如在他們觀(guān)看相同屏幕的時(shí)候。

　　紅外線(xiàn)技術(shù)本質(zhì)上一是個(gè)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。

　　數字RF技術(shù)在這方面有所不同。舉例來(lái)說(shuō)，采用藍牙的串流音頻解決方案僅支持點(diǎn)對點(diǎn)連接。因此，每個(gè)耳機都需要一個(gè)發(fā)射器，這會(huì )造成成本和功耗的增加。共享內容是指將所需的音頻串流連接到所有想要分享此內容的耳機發(fā)射器。相較之下，SMSC的Kleer技術(shù)能夠允許多達4個(gè)耳機與相同的音頻來(lái)源連接，同時(shí)還能允許耳機在不同來(lái)源中做選擇。

　　反向信道(Back-channel)通信: 耳機提供了一個(gè)讓用戶(hù)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(lái)源建立一個(gè)回傳通道，在此將其稱(chēng)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(wú)法在耳機上實(shí)現播放控制功能。

　　大多數數字RF設備都同時(shí)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，告知音頻數據包已正確收到，不需要再重發(fā)一次。這個(gè)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(lè )系統還包含有手持遙控裝置(見(jiàn)圖3)，可從車(chē)內的任何角落控制各種系統功能。與無(wú)線(xiàn)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(wèn)題。支持反向信道的數字RF解決方案，能利用此反向信道做為遙控之用。因此，一個(gè)內置在汽車(chē)音響主機(head-unit)中用來(lái)將音頻碼流傳至一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)耳機的RF組件，亦能用來(lái)接收從一個(gè)或多個(gè)遙控裝置傳來(lái)的控制命令，如此一來(lái)，便無(wú)需在音響主機中額外增加專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收遙控裝置命令的接收器。