世界の多くの国々は、放送を基盤とする緊急通報の重要性を高く評価しています。インド（2023年）、ブラジル（2021年）、メキシコ（2017年）などでは、携帯電話にFMラジオを標準搭載し、デフォルトで有効化することを義務付けています。また、欧州連合（2018年）やドイツ（2019年）も同様です。新車にDABデジタルラジオの搭載を義務付ける法令を制定した一方で、国際電気通信連合などの団体は、携帯電話メーカーに対してFMラジオ機能の搭載を維持し、開放し続けるよう引き続き求めております。こうした背景のもと、中国の国家強制基準「車載無線ラジオ受信システム」は2025年4月末に正式に承認され、2027年2月末までに公布される見込みであり、2029年2月末をもって強制施行されることになっています。同基準では、明確に次のように規定されています。
2) ソフトウェア・インターフェースのみの構成は厳重に禁止されています。車両には、専用の放送用アンテナ、低雑音増幅器（LNA）、ならびに変調・復調を含む完全なRFハードウェア・セットを必ず搭載しなければなりません。
1) 新エネルギー車およびスマートキャビン搭載モデルを含む、中国国内で販売されるすべての新車（乗用車および商用車）には、AM/FMラジオ受信機が標準装備されなければならず、ラジオモジュールの省略は認められない。
極端な災害シナリオにおいて、移動通信基地局は故障しやすい特性を有している。データ通信を必要とせず、基地局に依存しないFMラジオおよびDABラジオは、緊急時の通信手段として極めて重要なバックアップとなっています。従来の携帯電話向けFMラジオには大きな欠点があります。周波数帯の特性上、アンテナとしてイヤホンに依存するため、使用が不便でユーザー体験も制限されます。業界の課題に着目し、Aiwei Electronicsは2011年という早い段階から率先して戦略的な布陣を整えました。独自開発のFM LNAチップが信号利得を向上させ、内蔵アンテナの共有利用を可能にするとともに、イヤホン接続型アンテナへの依存を解消します。また、純正のFMラウドスピーカー出力をサポートし、端末内部のスペースを最適化するとともに、従来のFMラジオ利用における課題を包括的に解消することで、市場から広く高い評価を得ています。
Aiwei Electronicsは、AM/FM/DABのマルチ標準受信に対応した、新しくアップグレードされた車載用ブロードキャストLNAを発売しました。これにより、日常の車載ラジオおよび緊急放送向けに、高性能で高い信頼性を備えた国産ハードウェアソリューションを提供します。以下は、Aiwei Electronicsが推奨するLNA選定表です。
表1：アベニック ElectronicsおすすめLNA選定ガイド
FM機能の実装自体はそれほど複雑ではありませんが、優れた音質と一段上の受信体験を実現するのは、かなり難しい課題です。内蔵FMラジオが高品質な性能を発揮するよう、製品の仕様策定段階において本機能に最優先の配慮が求められます。
EASY FMモバイルアプリのリファレンス設計は以下のとおりです。
図1：EASY FMモバイルアプリの参考画像
01 FMの設計上の要点
1. FM受信アンテナの優れた性能を確保するためには、以下の主要な設計要素を慎重に管理することが極めて重要です。
1) アンテナの長さ：FM信号の受信効率を左右します。
2) アンテナの幅：これはアンテナの放射および受信特性に関連しており、全体の受信感度に影響を及ぼします。
3) クリアランス高さ：左右のアンテナの共振帯域幅が、信号の受信範囲を制限する。
4) アンテナ面：単一平面型および多平面型の構成があり、これらの構成は信号の指向特性を変化させ、受信性能全体に影響を及ぼす。
5) 動作環境：近隣の金属構造物や高周波機器などの干渉源を避けてください。
ケースタイプ（アンテナ平面）：
1) 単一平面アンテナ：しかし、指向性は低い。
2) 二重面アンテナ：その指向性は単一面アンテナよりも優れている。
3) 三平面アンテナ：最良の指向性適合性を提供します。
2. FM放送は多数の同周波数干渉源に悩まされているため、特に液晶ディスプレイやオーディオ用パワーアンプを含むあらゆる干渉源との間に十分な周波数的・空間的な隔離を確保することが不可欠である。
1. 液晶表示装置の干渉源と最適化策
FM信号ケーブルは、液晶ディスプレイから少なくとも6mmの直線距離を確保する必要があります。現在、ほとんどのスマートフォンがフルスクリーンデザインを採用しており、これにより液晶ディスプレイとアンテナとの間隔が縮まっています。動作中、TFTであれOLEDであれ、液晶ディスプレイは大きな不要干渉信号を発生し、本体のRFトランシーバーおよびFM受信機の性能を低下させるおそれがあります。それにより、受信性能が低下する。LCD起因のアンテナ干渉を効果的に低減するため、設計段階において以下の対策を講じるべきである。
1) 干渉源から始める
LCDの選定段階において、サプライヤーはLCD動作時の不要干渉を抑制し、不要ノイズレベルの低いLCDモジュールを選定することが求められます。
2) 遮蔽対策
液晶モジュールに電磁シールドフィルムまたは背面金属フレームを追加することで、干渉信号の伝播を低減できます。
3) 物理的隔離
アンテナは、干渉源からできるだけ離して設置してください。距離が長ければ長いほど、受ける干渉は小さくなります。
4) ソフトウェア最適化
今日の多くの液晶ディスプレイは、ソフトウェア設定（スペクトラム拡散、クロック周波数、内部動作周波数など）を調整することで干渉を低減し、FM帯域内の不要放射を可能な限り抑える機能を備えています。
2. 音声PAの干渉問題と最適化策
携帯電話では通常、D級またはK級のオーディオパワーアンプが採用されており、その出力信号はパルス幅変調された矩形波で、大きな高調波干渉を生じます。したがって、FMアンテナとオーディオパワーアンプの間隔を少なくとも15mm以上確保するとともに、干渉源にフェライトビーズやLCインダクタ／コンデンサなどのEMI対策部品を配置して、干渉の伝播を抑制することが推奨されます。（図2のFB位置に示す通り）EMI対策部品を選定する際には、以下の点を考慮する必要があります。
1) 磁性ビーズ選別
全高調波歪み（THD）への影響が最小限である磁性ビーズを優先し、可能な限り100MHzにおけるインピーダンスが高いものを選定することで、フィルタ性能を向上させます。
2) LCインダクタ／コンデンサの選定
FB端子には、ローパス（オーディオ）／高インピーダンス（FM）のLCフィルタを実装できます。実用的には、静電容量を大きくするとノイズ抑制性能は向上するものの、オーディオ電源電流が増大するため、性能と消費電力の間で適切な折衷が必要となる。一般的に、このLCフィルタ回路の設計では、可能な限り大きなインダクタンス値を持つ部品が選定されます。インダクタのコストは大幅に上昇すると広く信じられている。したがって、メリットとデメリットを総合的に検討し、天秤にかける必要がある。
3) アイウェイ・ソリューションズ
クラスAB方式のオーディオパワーアンプを使用しても、FM放送に影響はありません。AW8155は、クラスABおよびクラスD/Kのオーディオパワーアンプを両方サポートします。日常使用時にはD/K級動作を選択し、FMモードで動作する際にはAB級に切り替えることで、デジタル音声信号がFMに及ぼす干渉問題を効果的に解決します。
図2：AW8155Bのブロック図
3. その他の干渉：NFCなど
NFCが動作しているとき、その高調波成分の大部分がFM放送帯域に重なり、FM全帯域にわたる混信を引き起こします。NFCアンテナは、FMアンテナからできるだけ離して配置することを推奨します。
02アプリケーションシナリオ
三。典型的なアプリケーションシナリオ：モバイル用EASY FMおよび車載アンテナ
1. EASY FMはモバイルアプリとしてご利用いただけます。
1) FMと共用するGSM用アンテナのアプリケーションにおいては、LCフィルタの性能が極めて重要である。
下図に示すとおり、アベニック Electronicsでは、次の2種類のLCフィルタ回路を推奨しています。
図3二つのLCフィルタ回路の模式図
表2二つのLCフィルタ回路方式の比較
a) 120 nHと22 pFの並列LC回路構成が推奨されます。
インダクタンスが120 nHと比較的高く、小型パッケージのインダクタはDCRも高いため、より大型のパッケージでQ値の高い巻線型インダクタを使用することが推奨されます。実用的な用途において、0402サイズのインダクタは0201サイズのインダクタを上回る性能を発揮します。当回路は、携帯電話の主要RFバンドにおいて挿入損失がわずか0.03～0.05dBと無視できる程度であり、一方でFMバンドでは高いインピーダンスを示し、アイソレーションは–11dBです。5～−18 dBで、優れた遮断性能を示します。
b) 68nH +39pFの代替案
構造上の実装制約により0402サイズの部品の使用が不可能であり、かつ0201パッケージの低DCR 120 nHインダクタが入手できない場合、68 nH＋39 pFの構成を代替として用いることができます。インダクタンスを低減し、静電容量を増大させることで、インダクタのDCRの影響を効果的に最小化できます。この回路は、携帯電話の主要RFバンドにおいて、挿入損失をわずか0に抑える。0.02〜0.09 dB FM分離：－7.8～－14.2 dBで、わずかな減衰を伴うものの、制約の厳しいアプリケーション環境における要件を十分に満たしています。
2) 互換性のあるヘッドホンアンテナ設計
一部のユーザーは、内蔵アンテナとヘッドホン接続型アンテナの両方の性能を最大限に引き出そうとしています。これら2本のアンテナを直列に接続することによって生じる信号減衰を低減するため、アベニック Electronics社製のAW13412Hスイッチを用いて、2本のアンテナとホストプラットフォームとの接続を切り替えています。差動スイッチングは、二極二位転換スイッチ（AW35742）を用いて実装できます。下図に示すように。
図4差動接続方式の模式図
以下に、AW13412の内蔵アンテナとイヤホンアンテナをそれぞれ使用した場合におけるプロジェクト試験の違いを示します。
図5差の折れ線グラフ
2. FM-LNA自動車用アンテナアプリケーション
自然災害や地政学的対立などの要因は、ネットワークの接続性を容易に途絶させることから、緊急放送システムの整備に対する世界的な関心が一段と高まっており、車載用アンテナおよび受信システムへの市場需要の持続的な拡大を促しています。現在、自動車用アンテナの設計では、一般にAM・FMおよびDABのマルチ標準受信との互換性が求められている。業界の動向に沿い、Aiwei Electronicsは車載グレードのチップAWR15007STR-Q1を発売しました。あらゆる規格に対応したAM・FM・DABラジオの受信を完全にサポートし、車載放送のデジタル化に対するニーズに応えるための高度な統合を実現しています。典型的なアプリケーションソリューションを下図に示します。
図6：AWR15007STR-Q1のアプリケーション構成図
AM/FM/DABシステムでは、動作周波数が比較的低く、周波数帯域間の間隔も狭いため、設計においては二つの重要な性能指標のバランスを取る必要があります。すなわち、帯外干渉を効果的に抑制し帯間分離を高めるとともに、受信感度を維持するために帯内挿入損失を厳密に制御しなければなりません。しかし、従来のLCフィルタ回路には、調整面で大きな課題が存在する。アイウェイ・エレクトロニクスの車載グレード高利得放送用LNAチップAWR15007STR-Q1、LCフィルタによって生じる信号損失を効果的に補償し、受信性能を最適化できます。
要するに、Aiwei Electronicsの放送受信製品は、高集積化、優れたRF性能、多様なシナリオへの適応性、および端末内AI技術を活用することで、スマートフォンと車載システムという二大アプリケーション領域を網羅し、業界における主要な設計課題に対処しています。LNAデバイスの選定や電磁干渉の抑制から、フィルタリングやマッチング、さらにはアンテナ切替の管理に至るまで、当社は、完全なワンストップのRFソリューションを提供できます。ハンドヘルド機器向けのコンパクトで統合されたFM設計であれ、自動車用途におけるAM/FM/DABデジタルラジオへのアップグレード需要であれ、Aiwei Electronicsは成熟した技術力と包括的な製品ポートフォリオを活かし、放送信号の安定的かつ信頼性の高い受信を確保することで、緊急放送システムの導入および高度化を支援しています。極端なシナリオ下における公共情報の発信ネットワークを強化し、重要な「ライフライン通信」を確保する。
沪ICP备10011954号 |
沪公网安备 31011202011955号
