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(gè)氛圍燈到整車座艙的數(shù)百個(gè)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(dòng)技術(shù)，市場(chǎng)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。

02. 燈隨音動(dòng)方案

——讓智能座艙肉眼可見地智能

一般的動(dòng)態(tài)效果已經(jīng)很難滿足市場(chǎng)的需求，AW32F010QNR-Q1支持音頻信號(hào)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(qiáng)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(gè)設(shè)計(jì)是如何實(shí)現(xiàn)。

AW32F010QNR-Q1支持多路差分信號(hào)輸入，提供豐富的拾音方案，對(duì)系統(tǒng)和平臺(tái)帶來強(qiáng)大的兼容性。如圖2，AW32F010QNR-Q1同時(shí)兼容了PA差分輸出，MIC輸出和earphone輸出，同時(shí)只需要一路IIC總線就可以連接4顆AW21036QPY-Q1 芯片驅(qū)動(dòng)，同時(shí)控制的led通道數(shù)多達(dá)144個(gè)。

此外，AW32F010QNR-Q1支持外部控制芯片在線升級(jí)，用戶可以使用IIC進(jìn)行在線升級(jí)，可隨時(shí)隨地更新效果。

圖2 AW32F010QNR-Q1+AW21036QPY-Q1參考設(shè)計(jì)

從車內(nèi)的喇叭上進(jìn)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(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)過電阻分壓RC濾波器直接接到AW32F103QNR-Q1的SINNx/SINNPx。

圖3中我們提供一個(gè)從單端直流偏置差分輸出的音源拾音的參考設(shè)計(jì)，AW32F010QNR-Q1的SINP/SINN推薦輸入信號(hào)幅值為2V，所以首先要確認(rèn)PA最大音量時(shí)的最大電壓，然后通過電阻分壓之后在連接到AW32F010QNR-Q1，保證電壓在推薦電壓范圍內(nèi)。圖4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(jì)。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(dòng)態(tài)美觀性來說，截止頻率10kHz左右即可，無需處理人耳聽覺范圍的全部頻率。如圖中截止頻率大約為10KHz。

圖3 從PA輸出拾音參考原理圖

從車內(nèi)的MIC進(jìn)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(shí)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(shí)候也能使用燈隨音動(dòng)效果，AW32F010QNR-Q1+AW21036這個(gè)方案也支持從麥克風(fēng)進(jìn)行拾音。無需和音源端進(jìn)行任何有線的連接，只需要在車上布置MIC即可完成這個(gè)炫酷的功能。麥克風(fēng)輸出是單端直流偏置信號(hào)，此信號(hào)通過一個(gè)隔直電容到運(yùn)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(gè)參考的設(shè)計(jì)，首先MIC信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放后的輸出OUT和Vref電壓，然后通過分壓和濾波電路把信號(hào)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(shí)際設(shè)計(jì)直接通過隔直電容連接到運(yùn)放即可。然后根據(jù)運(yùn)放的參考配置，控制運(yùn)放輸出電壓范圍。例如圖8中R3,R4和R5組成運(yùn)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(yùn)放后端的電路設(shè)計(jì)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(jī)孔進(jìn)行拾音

部分車主或者車上的乘客可能期望把移動(dòng)設(shè)備的音源在車上播放，當(dāng)用戶通過耳機(jī)孔接入一個(gè)外設(shè)音源的時(shí)候，我們的方案是否還能支持燈隨音動(dòng)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(jī)輸出進(jìn)行拾音。HEADOHONE輸出通常是一個(gè)正負(fù)單端直流偏置信號(hào)，類似于MIC輸出，可以通過一個(gè)隔直電容到雙通道運(yùn)放端，然后經(jīng)過電阻分壓RC濾波電路連接點(diǎn)AW32F010QNR-Q1的SINNx/SINPx。

Headphone的參考電路設(shè)計(jì)和上一節(jié)中MIC的設(shè)計(jì)極其類似，如圖5，在運(yùn)放電路中，R1,R2,R9組成運(yùn)放電路的反饋網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)放后級(jí)電路的設(shè)計(jì)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(jí)音樂律動(dòng)SoC芯片。提供24MHz 32bit內(nèi)核，它最多能復(fù)用出16個(gè)GPIO口，支持ISP和ICP功能；同時(shí)能夠提供多路 100K SPS 14bit SAR ADC，同時(shí)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(gè)看門狗

支持1MHz I2C

支持UART

16個(gè)GPIO引腳

上電復(fù)位，低電壓檢測(cè)

低電壓復(fù)位和溫度檢測(cè)

圖6 AW32F010QNR-Q1參考設(shè)計(jì)

AW21036QPY-Q1是一款專業(yè)的氛圍燈驅(qū)動(dòng)芯片，最大支持50mA驅(qū)動(dòng)電流；同時(shí)能夠提供36路恒流輸入，支持256級(jí)全局電流調(diào)節(jié)，每一路都可以單獨(dú)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(shí)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(cè)

自動(dòng)功耗降低功能

過溫保護(hù)

圖7 AW21036QPY-Q1參考設(shè)計(jì)圖

04.Demo方案演示

AW32F010QNR-Q1集成多個(gè)動(dòng)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(shí)平滑切換，讓效果更加具有視覺沖擊性。

AW32F010QNR-Q1同時(shí)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(shí)，視覺也會(huì)立即觀察到燈的數(shù)量變化，營(yíng)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€(gè)艾為汽車燈效解決方案的demo：

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05.艾為呼吸燈產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)介紹

為了滿足市場(chǎng)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(dòng)產(chǎn)品，包含直驅(qū)型和矩陣型的產(chǎn)品，且提供多個(gè)型號(hào)和封裝供選擇。

表1 產(chǎn)品型號(hào)和封裝參考

表2 產(chǎn)品型號(hào)和封裝參考

表3 產(chǎn)品型號(hào)和封裝參考