汽车电子为什么要使用外部放大器，以及如何选型？

如今，各种尺寸和价格范围的汽车都在提供越来越多的娱乐和信息功能，以增强驾驶和骑行体验。如今，工厂安装的信息娱乐系统通常将娱乐、多媒体和驾驶员信息整合到一个模块中。它们提供 AM/FM 和卫星收音机、用于音乐和视频的 CD/DVD 播放器、导航系统、数据和多媒体端口（USB、蓝牙®、线路输入、线路输出、视频输入）以及一般和车辆状态信息。

直到最近，即使是最好的工厂安装系统也为挑剔的客户提供了低于标准的聆听体验。当用户要求最好的汽车音频质量时，必须使用大大改进的售后组件升级工厂安装的系统。

如今，在高端汽车中，优质原始设备制造商 (OEM) 几乎在各个方面都可以匹敌甚至超过同等的售后市场系统。除了主机信息娱乐系统外，这些高端系统还包括与主机分开的强大的工厂安装的外部放大器，以实现更好的音质。

对于具有基本主机实现且没有外部放大器的中低端车辆，添加外部售后市场放大器可大大提高音质；见图 1。

图 1：低端汽车放大器：分立前置放大器和放大器

在典型的系统中，功率放大器具有三个部分：前置放大器，信号进入放大器的位置以及分频器和均衡器等设备的位置；电源，为放大器提供能量；以及驱动扬声器的放大器本身。

放大器的前置放大器部分可能有一个增益控制级；该控制放大来自主机的信号以将放大器驱动到其最大功率水平。根据放大器的拓扑结构，该级可以使用分立运算放大器和分立元件、带有模拟前端的完全集成模数转换器(ADC) 或编解码器解决方案来实现。

高端放大器的前置放大器级还执行一定程度的信号处理以增强音频输出（如分频或均衡）；这种信号处理使用处理器或 DSP 在数字域中进行。具有嵌入式 miniDSP 的完全集成音频编解码器将输入音频模拟信号转换为数字信息，执行音频信号增强，然后将其转换回模拟信号，如图 2 所示的系统框图。替代拓扑包括分立 ADC 或数模转换器- 模拟转换器(DAC) 组合可提高系统灵活性；见图 3。

图 2：中端汽车放大器：具有增益控制和 EQ 的集成前置放大器

对于实际的放大器级，通过使用D 类音频放大器，系统的电源效率可以超过 90%，同时保持顶级的音频保真度。这种提高的效率导致显着的尺寸、重量和热量减少；而且，尽管 D 类音频放大器需要外部电感器，但新的低成本汽车级电感器使系统设计人员能够降低系统成本，并以较小的尺寸与可比的基于 AB 类的音频系统接近。

图 3：高端汽车放大器：具有模拟增益控制、分频器和 EQ 的集成前置放大器

TI 的 D 类汽车音频放大器具有极低的电磁干扰 (EMI) 水平，并且正用于具有严格电磁兼容性 (EMC) 要求的 OEM 系统，例如CISPR 25-L5，无需额外（且成本高昂）的滤波或屏蔽。

汽车系统受到非常恶劣的操作环境的影响，并有望以更高的可靠性水平运行。TI 的全功能汽车 D 类音频放大器包括用于检测和诊断错接输出的内置负载诊断功能，以帮助缩短制造过程中的测试时间，以及负载突降保护功能以承受汽车中通常存在的高压瞬变系统电源。