01.引言
近些年來，氛圍燈幾乎成為了智能座艙標(biāo)配。從門把手的單個氛圍燈到整車座艙的數(shù)百個燈帶，氛圍燈的應(yīng)用越來越多。越來越多的廠家和用戶關(guān)注到氛圍燈驅(qū)動技術(shù)，市場需求不斷提升。在此背景下，艾為電子推出了AW32F010QNR-Q1+AW21036QPY-Q1的氛圍燈方案。
圖1 智能座艙燈效圖
02. 燈隨音動方案——讓智能座艙肉眼可見地智能
一般的動態(tài)效果已經(jīng)很難滿足市場的需求，AW32F010QNR-Q1支持音頻信號采集，高精度的ADC再結(jié)合AW21036QPY-Q1優(yōu)越的電流控制能力，二者的配合可以讓燈效的節(jié)奏感更強更細(xì)膩，更好地展現(xiàn)智能座艙的智能。下面我們來看一下這個設(shè)計是如何實現(xiàn)。
AW32F010QNR-Q1支持多路差分信號輸入，提供豐富的拾音方案，對系統(tǒng)和平臺帶來強大的兼容性。如圖2，AW32F010QNR-Q1同時兼容了PA差分輸出，MIC輸出和HEADPHONE輸出，同時只需要一路IIC總線就可以連接4顆AW21036QPY-Q1 芯片驅(qū)動，同時控制的led通道數(shù)多達(dá)144個。
此外，AW32F010QNR-Q1支持外部控制芯片在線升級，用戶可以使用IIC進行在線升級，可隨時隨地更新效果。
圖2 AW32F010QNR-Q1+AW21036QPY-Q1參考設(shè)計
從車內(nèi)的喇叭上進行拾音
媒體播放功能幾乎已經(jīng)成為了汽車的標(biāo)準(zhǔn)功能，喇叭是汽車媒體播放功能必不可少的電子設(shè)備。AW32F010QNR-Q1可以支持從D類，AB類音頻放大器的輸出信號進行采集，經(jīng)過電阻分壓RC濾波器直接接到AW32F010QNR-Q1的SINNx/SINNPx。
圖3中我們提供一個從單端直流偏置差分輸出信號進行拾音的參考設(shè)計，AW32F010QNR-Q1的SINP/SINN推薦輸入信號幅值為2V，所以首先要確認(rèn)PA最大音量時的最大電壓，然后通過電阻分壓之后再連接到AW32F010QNR-Q1，保證電壓在推薦電壓范圍內(nèi)。圖3中PA輸出為+10V，從OUTA上考慮，R1取值10K，R2取值2K，分壓之后為大約等于2V，可以滿足設(shè)計。同理，OUTB上R4取值10K，R5取值2K。其中RC濾波的截止頻率為f= 1 / (2 * π * (R1//R2) * C1)，從視覺效果的動態(tài)美觀性來說，低通截止頻率可設(shè)置約為10kHz，無需處理人耳聽覺范圍的全部頻率。如圖中低通截止頻率約為10kHz。
圖3 從PA輸出拾音參考原理圖
從車內(nèi)的MIC進行拾音
當(dāng)前直播行業(yè)快速發(fā)展，直播和短視頻用戶越來越多，人們更期望可以隨時隨地地錄制視頻?？紤]到很多車主在車上錄制短視頻或者直播演唱的時候也能使用燈隨音動效果，AW32F010QNR-Q1+AW21036QPY-Q1這個方案也支持從麥克風(fēng)進行拾音。無需和音源端進行任何有線的連接，只需要在車上布置MIC即可完成這個炫酷的功能。麥克風(fēng)輸出是單端直流偏置信號，此信號通過一個隔直電容到運放端，然后經(jīng)過電阻分壓RC濾波之后給到AW32F010QNR-Q1的SINNx/SINPx。
如圖4我們提供一個參考的設(shè)計，首先MIC信號經(jīng)過運放后 (AWS79062SPR-Q1)的輸出OUT和Vref電壓，然后通過分壓和濾波電路把信號給到AW32F010QNR-Q1。如圖4所示，R1/R2預(yù)留了MIC的分壓電阻位，通常情況下，MIC輸出電壓較低，可以按照實際設(shè)計直接通過隔直電容連接到運放即可。然后根據(jù)運放的參考配置，控制運放輸出電壓范圍。例如圖4中R3,R4和R5組成運放電路的反饋網(wǎng)絡(luò)，其中放大系數(shù)β=（R5+R4）/R4，R6,R7為Vref的分壓電阻，電壓常規(guī)設(shè)置為AVDD的一半。運放后端的電路設(shè)計就可以直接參考上一節(jié)的單端直流偏置差分輸出電路。
圖4 MIC拾音參考電路
從車上耳機孔進行拾音
部分車主或者車上的乘客可能期望把移動設(shè)備的音源在車上播放，當(dāng)用戶通過耳機孔接入一個外設(shè)音源的時候，我們的方案是否還能支持燈隨音動呢？答案是肯定的，為了提高方案的兼容性，AW32F010QNR-Q1還支持從Codec的耳機輸出進行拾音。HEADPHONE輸出通常是一個正負(fù)單端直流偏置信號，類似于MIC輸出，可以通過一個隔直電容到雙通道運放端(AWS79062SPR-Q1)，然后經(jīng)過電阻分壓RC濾波電路連接到AW32F010QNR-Q1的SINNx/SINPx。
HEADPHONE的參考電路設(shè)計和上一節(jié)中MIC的設(shè)計極其類似，如圖5，在運放電路中，R1,R2,R9組成運放電路的反饋網(wǎng)絡(luò)，運放后級電路的設(shè)計和單端直流偏置差分音源的輸出類似。
圖5 HEADPHONE拾音參考電路圖
03. AW32F010QNR-Q1和AW21036QPY-Q1介紹
AW32F010QNR-Q1是一款專業(yè)的車規(guī)級音樂律動SoC芯片。提供24MHz 32bit內(nèi)核，它最多能復(fù)用出16個GPIO口，支持ISP和ICP功能；同時能夠提供多路 100K SPS 14bit SAR ADC，同時還有如下功能：
AECQ-100 Grade 2: -40~105℃
24MHz 32位MCU
CRC32和高速除法器
支持在線編程(ISP)和在系統(tǒng)編程(ICP)
2個看門狗
支持1MHz I2C
支持UART
16個GPIO引腳
上電復(fù)位，低電壓檢測
低電壓復(fù)位和溫度檢測
圖6 AW32F010QNR-Q1參考設(shè)計
AW21036QPY-Q1是一款專業(yè)的氛圍燈驅(qū)動芯片，最大支持50mA驅(qū)動電流；同時能夠提供36路恒流源通道，支持256級全局電流調(diào)節(jié)，每一路都可以單獨控制直流電流和PWM電流，能夠做出極其細(xì)膩的呼吸燈效果。同時還有如下功能：
AECQ-100 Qualified
高精度電流源
EMI和可聽噪聲抑制
靈活的燈效pattern控制
開/短路檢測
自動功耗降低功能
過溫保護
圖7 AW21036QPY-Q1參考設(shè)計圖
04.Demo方案演示
AW32F010QNR-Q1集成多個動態(tài)效果，內(nèi)置的燈效算法配合AW21036QPY-Q1高精度電流能力，可以做到顏色和亮度同時平滑切換，讓效果更加具有視覺沖擊性。
AW32F010QNR-Q1同時也內(nèi)置了音樂數(shù)據(jù)處理算法，結(jié)合人的視覺習(xí)慣可以做到緊隨節(jié)奏，在聽到節(jié)奏變化音時，視覺也會立即觀察到燈的數(shù)量變化，營造一種可視化的音樂節(jié)奏氛圍。
下面我們?yōu)榇蠹艺故編讉€艾為汽車燈效解決方案的demo：
05. 艾為呼吸燈產(chǎn)品驅(qū)動介紹
為了滿足市場不同客戶，不同產(chǎn)品的需求，艾為推出了一系列的呼吸燈驅(qū)動產(chǎn)品，包含直驅(qū)型和矩陣型的產(chǎn)品，且提供多個型號和封裝供選擇。
表1 產(chǎn)品型號和封裝參考
表2 產(chǎn)品型號和封裝參考
表3 產(chǎn)品型號和封裝參考
