基于HD Radio技术的数字收音机在汽车领域崭露头角

无需再动旋钮,面向数字无线接收的芯片厂商和收音机制造商正在加速可能给调幅/调频(AM/FM)广播技术带来巨大变革的HD Radio技术的开发。

HD Radio技术可为现有的AM和FM收音机频率添加边带(sideband)。这些边带可传送额外的信号,使传统的AM收音机能够产生FM音质水平的声音,并使FM收音机发出CD音质水平的声音,该项技术的拥有者iBiquity Digital公司介绍说。但是,要实现这一目标,HD Radio接收机必须配备专门的数字信号处理器,以便使收音机能够捕捉来自边带的信号。

包括不少巨头在内的至少18家收音机生产商已在计划推出基于HD Radio技术的数字收音机。健伍公司就在10月推出了首款HD Radio调谐器。包括Visteon和Delphi Delco等几家收音机制造商计划于2004年首季为OEM厂商推出汽车用收音机。

业界观察家表示,他们预计最终数字收音机能拉动广播业务的发展。“这不是‘是否’的问题,而是‘何时’的问题。”GartnerG2资深分析家Laura Behrens在谈及HD Radio的最终成功与否时表示。不过她补充道,这一潜在市场的全面形成也许要花10年的时间。

IBiquity公司是HD Radio技术的唯一拥有者,该公司的管理层表示,他们预期,HD Radio产品的出货量在2004、2005、2006年将分别达到几万、几十万、几百万。许多专家也认为,在未来10年中的某一时间,在美国每年出售的1,800万部汽车收音机将转向HD Radio。

“五年后,我们将不再讲‘HD Radio收音机’,而仅简单地说‘收音机’。”iBiquity主席兼首席执行官Bob Struble断言,“它将成为收音机的新标准。”

插入DSP模块实现HD功能

然而,并不是所有的模拟收音机都能轻易改为数字接收。即使是HD Radio技术的拥趸者也承认,传统收音机不会在短期内淘汰消失。目前,在美国有8亿部收音机,每年还售出7千多万部。许多这样的收音机售价都很低,所以要再花高达200美元添加HD功能,实际上是不可能的。

“我们很清楚,没人会为一个随身听或时钟收音机多花200美元,”Struble说,“我们也清楚,美国的这些8亿部收音机不会在一晚就成为垃圾。取代将是一个长期、持久的过程。”align=RIGHT VSPACE=12 HSPACE=12 ALT="图:HD收音机需要在其基础平台及插入模块中包含内置的DSP功能。">

该技术可能首先用在汽车上。据说,汽车制造商认为HD技术是吸引汽车高保真音响爱好者的一个亮点,因为如前所述,HD边带能传送更丰满的音色,使FM广播听起来像CD、AM感觉像FM。

收音机制造商通过将iBiquity的软件与来自TI和飞利浦半导体等公司的数字信号处理芯片组合使用来实现这样的效果。TI公司在9月初推出了DRI250 HD Radio芯片,飞利浦也在10月公布了它的SAF3550 HD芯片。

许多收音机制造商表示,它们在开发各自的下一代产品时,考虑到了HD Radio技术。收音机生产商能以一种模块的方式添加HD功能,即通过围绕一个捕捉传统AM/FM模拟信号的基础平台来设计系统,然后使其与添加插入的DSP模块相配合,以在10.7MHz中频捕捉所谓的HD边带。

“我们将系统架构设计成能与HD Radio兼容,”Delphi Delco电子系统公司射频构建模块部门设计工程师Matt Yarosz表示。该部门负责将HD功能添加进该公司的Gen7收音机系列产品中。“如有汽车制造商要求调整我们的收音机使其能接收HD信号,我们能很容易地达到要求。”他指出。

HD收音机通常需要在其基础平台及插入模块中包含内置的DSP功能。例如,Visteon公司在其接收机平台中使用了自己的Mach Madre DSP技术。该公司的基础调谐器采用Mach Madre DSP技术分离模拟信号,通过一个插入式数字边带处理器来分离数字信号。然后,板上电路比较两组信号的强度,并采用 “混合”处理以生成最强的输出信号。

“我们要确认你是否处于数字信号很弱的位置,例如,它能比较模拟和数字信号并提供最佳解决方案,”Visteon公司产品发展经理Mark Weston表示。他补充道,这样的功能对行驶在山区和高大建筑物间的汽车来说特别重要,这些地区的信号要很弱。

芯片制造商也参与了模块概念的发展。例如,飞利浦的SAF3550芯片就要与两款先前推出的芯片配合使用,它们分别是SAF7730 IF-CarDSP和配套的TEF6721调谐器。采用以上两款芯片的收音机可作为基础,然后,通过添加插入模块就能使其转变成为一个HD产品。

工程师表示,用传统的微控制器无法实现HD功能。他们称,需要DSP才能运行HD信号处理所需的大量数学运算。“微处理器可以做一些多工操作,但无法完成音频频谱内信号分析所需的控制功能。”

寄生干扰问题得到解决

HD Radio的前景并非总是一片光明。今年初,当发现HD Radio编解码器有问题后,业内的产品推介计划不得不延期。在AM波段,干扰尤其明显,寄生杂散使输出信号失真,声音听起来含混不清。

但工程师说,发现问题后,他们调换了原来的编解码器,将HD Radio做进OEM产品的计划正在推进。“新编解码器基本上解决了寄生干扰问题,”Weston介绍。

最近在华盛顿举行的一个研讨会上,来自广播公司和FCC的代表有机会比较了新旧编解码器,据说大多数代表满意而归。“以前这是一个问题,如今我们解决了它并在向前推进,”Weston表示。

许多业界观察家预计,HD Radio的进展将超过卫星广播到目前为止的速度。地方广播公司支持该技术,主要原因是该技术无需他们进行大的投入(大多数情况少于10万美元)以及使他们能以此技术同卫星广播抗衡。

“广播行业力图在声音质量方面与卫星广播媲美并保留住本地听众,”飞利浦半导体北美汽车用电子产品总监Jack Morgan表示,“他们想要该技术。”

然而,该技术带来的更优异的音质能否在市场上获得认可尚待观察。虽然历史上有许多音响技术成就得到用户的追捧,但也有一些创新失败了,如4喇叭系统和AM立体声。为此,许多业内人士表示,HD Radio市场运作策略是其能否取得最后成功的一大变数。

“勿庸置疑,HD Radio拥有成为汽车一项标准配置的潜力,”Delphi Delco的Yarosz称,“但握有生杀大权的是用户。”

作者:李默利