车载eCall系统音频应用解决方案

eCall系统简介

eCall（emergency Call，eCall，也常常叫作“紧急救援”）系统是欧洲推动的一项技术开发计划，旨在为发生碰撞的驾车者提供快速援助的解决方案。eCall使用移动电话和卫星定位功能，在发生交通事故后，将与最近的救援中心（如中国的122、欧盟的112）建立电话连接，除语音连接之外，车载eCall系统还会上报、传输事故地点、事故类型和车辆信息等。
2018年4月，欧洲议会通过立法，要求所有新车配备eCall，联合国和俄罗斯ERA-GLONASS也在推行相关政策。欧洲eCall标准规定系统需要维持十余分钟的语音通话，之后至少保持60分钟的网络连接，以便紧急服务人员给司机回电。

图1：车载紧急呼叫操作按钮

图2：系统框图

eCall系统音频应用

图3：eCall系统简化框图

图3为eCall单元简化框图，从图中我们可以看到：
1. 正常的应用系统由车载电平供电，当发生事故且车载电平无法正常工作时，系统将启用备用电池为系统供电。
2. eCall触发可以是司机或者乘车人员通过菜单形式进行主动呼叫，但考虑到车辆意外情况的不确定性，系统还可以自动识别车辆损坏情况进行呼叫。
3. 音频信号的采集端和输出端通常组合成单个编解码器，包括1个模数转换器 (ADC) 和1个数模转换器(DAC)。由于音频信号路径将通过电话将驾驶员连接到紧急服务，多数系统总共只需要一个通道（一个麦克风、一个ADC、一个DAC、一个放大器和一个扬声器）。
4. 在某些情况下可能不需要编解码器，例如当数字麦克风直接连接到微处理器，音频信号路径使用数字输入D类放大器，但这样成本可能较贵且实现抗噪性难度也将会增大。
对于音频供放的选择，eCall汽车系统设计主要有两种选择：AB类或D类，分别叙述如下：
1. AB类音频放大器

AB类音频放大器是线性放大器，不产生电磁干扰（EMI）并且不需要许多外部电子设备成分（比如电感电容组成的滤波网络）。然而，AB类的效率非常低，从而系统设计时需要额外考虑散热问题，这意味着在eCall 系统中，备用电池的充电大部分会作为热量被浪费掉。这种低效率的代价是非常高的成本，因为许多eCall系统要求紧急服务人员和司机之间有10-20分钟的“通话时间”。使用 AB 类放大器的系统将需要额外的电池来满足此要求，这将导致电池成本的上升。
2. D类音频放大...