行百里者半九十,车载数字广播只差最后十里

一版强制性国标要求新车收得到中波和调频,车企为此付出的代价主要不在那颗收音芯片上,而在整车。难走的那一段已经在走了,剩下的一段是什么价钱,值得单独算一遍。

电动车把中波变成了一道工程题。高压电池、逆变器、电机之间奔涌的大电流,开关频率的谐波一路铺进几百千赫到几兆赫这一段,中波广播恰好落在这一段的中间。调幅把信息写在幅度上,一个比信号高出许多倍的尖峰扫过来,听感就是一串爆音。海外不少品牌的纯电车型索性取消了中波,国内新势力和部分主流品牌也把实体收音从车机里拿掉,改成流媒体电台。

正在起草的《车载无线广播接收系统》强制性国家标准,又把这道题提了回来。已经公开的技术框架里,功能和性能这一列有七项:收听、搜台、FM、AM、天线、环境可靠性、电磁兼容。AM那一节写得很具体,起始频率不高于531千赫,终止频率不低于1602千赫,噪限灵敏度要在603、999、1404千赫三个点上测,另外还有信噪比、选择性、自动增益控制。这几行字要求的不是车上有一台收音机,是那台收音机在整车通电、电机转起来的时候真能收得到。

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▲图注:噪声最密的那一段,正好压在中波广播的频谱上。

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这笔钱不是收音机花的

这笔钱花在哪儿,汽车工业自己算过。美国国会推动新车保留中波接收的时候,行业方面委托做过一份技术研究,本意是说明这件事不便宜。单车物料那一栏:屏蔽35到50美元,滤波15到20美元,合起来50到70美元;线束加了屏蔽层,连接系统的成本要涨三到四成;一个磁环滤波器有一公斤重,放在按克抠续航的电动车上不是小数。研究里说,物料还是小头,真正重的是看不见的那部分:光写这一项要求的技术规格就是几百页,得有专门的团队验证,而这件事同时压在底盘、车身、电子电气三条线上,协调本身就是钱。

这份清单里没有一样是收音机。屏蔽是给线束和电力电子做的,滤波是给电源分配单元、逆变器和充电回路做的,元件怎么摆是整车电气架构的事,天线是车身钣金和玻璃的事。真正负责收音的那颗芯片,一颗车规调谐器,调幅调频一起收,大批量采购两三美元,放进这张清单里连零头都算不上。

贵和便宜是分开的:贵在整车电磁治理,便宜在接收本身。强标一旦把车上要收得到中波和调频写成准入条件,前面那件事就没得选。三千四百万辆的年产销规模上,每辆车都要按这条线重算一遍电磁兼容的账。

研究里还有一句:这些屏蔽和滤波,本来也是别的电子系统需要的,车上有没有中波收音机,它们都得做。整车电磁治理是一块共用的地基,中波不是唯一的用户,只是把验收标准抬到了最严的一档。研究还提到,电磁兼容要是从设计之初就排进去,等车型重新做过一轮,中波就不会再碰上第一代电动车那种干扰,物料、测试和增重的账也跟着没了。

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频谱上的一个巧合

地基打好之后,再往前一步要花多少,取决于一件很具体的事:数字广播和模拟广播是不是住在同一段频谱上。在中国是。调频频段数字音频广播CDR在87到108兆赫,和模拟调频完全重合,本来就是奔着与模拟同播去设计的;中短波数字调幅广播DRM的频段与531到1602千赫这一段完全重合,同频同播在印度的中波发射机上已经跑了多年。

重合下来省的是两笔。天线不用换:车顶的鲨鱼鳍、后窗玻璃上印的那圈金属丝,收模拟调频和收数字调频是同一根;中波的有源天线,收模拟调幅和收数字调幅也是同一根。整车电磁兼容的预算不用重做:为531到1602千赫和87到108兆赫这两段压下去的噪声底,就是数字信号要面对的噪声底,一个频点都不差。

欧洲走的是另一条路。他们的数字广播落在174到240兆赫,模拟调频和调幅都不占这一段。在那条路上加数字广播,天线要覆盖新频段,整车电磁兼容也要为新频段再做一轮。中国这一版强标如果纳入数字,省掉的正是这一轮。

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▲图注:中国的数字制式长在模拟制式的同一段频谱上,欧洲的不是。

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噪声底上的余量

同一段频谱、同一根天线、同一个噪声底,接下来要问的是这个噪声底对数字够不够用。有现成的数字可以比。调频频段数字音频广播CDR在高斯信道下的载噪比门限,QPSK配二分之一码率是2.8 dB,16QAM配二分之一码率是8.2 dB;换到更接近实际的移动多径条件,城市慢速信道下QPSK配二分之一码率约13.6 dB,配四分之三码率在16.6到17.6 dB。中短波这一侧,俄罗斯做过一轮中波实地测试:模拟调幅按规定质量对应信噪比26 dB,服务半径75到90公里;同一副发射天线上,DRM数字模式在接收端所需信噪比落在14.9到19.7 dB,服务面积是模拟的四到九倍,发射功率只有一半。

数字对噪声的胃口比模拟小,这是编码调制换来的为让模拟调幅达标而做的那些屏蔽和滤波,对数字来说留出了余量。余量有多厚,还要减掉几笔。模数同播的时候,数字边带的发射功率通常比模拟低10到14 dB,这是为了不干扰模拟听众而主动做的让步,正好抵掉门限优势的大半。当然,如果使用纯数字模式(国内几乎都是此模式),则没有这个问题。数字还有悬崖效应:门限之上干净,跌破门限就是静音,不像模拟那样逐渐变糊。电动车里的干扰又以突发脉冲为主,正交频分复用配合时间交织和前向纠错,扛这类噪声比包络解调强,但并不免疫,按高斯白噪声假设设计的接收算法在这里会吃亏。

这几笔减完,结论还在,话得说得准一点:不是模拟收得到数字就一定收得到,而是车上为了让模拟达标,该做的都做了,数字要用的条件也就跟着备齐了。

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剩下的十里

难走的九十里是整车电磁治理,因为模拟的要求,它已经非走完不可。剩下的十里在接收端,是两样东西。一样是调谐器把数字基带送出来。现在的车规调谐器都走尽早数字化的路子:模拟前端只做选频放大,信号很快进模数转换器,在数字域里下变频成一对正交基带信号,模拟调频的鉴频和数字解调都从这对信号往下走。正交基带本来就在芯片里,只是有的型号没把它引出来。引出来要付的是一块很小的接口逻辑和几个管脚,同一系列里带数字基带输出的型号和不带的共用封装,闲置管脚是现成的,这点代价摊到晶圆上微乎其微。

另一样是解调,这一步不必绑定专用芯片。正交频分复用的同步与快速傅里叶变换、信道译码、音频解码,本质都是数学运算,算力够的车规处理器就能跑。今天主流车机剩下的算力,比这类解码需要的多得多,国产厂商已经在通用嵌入式平台上用纯软件把调幅、调频和两种数字制式的完整接收链路跑通。走这条路硬件增量趋近于零,代价换成算力占用、软件维护和一轮车规验证。

所以这十里的成本,主要不是钱,是时间节点。芯片选型和印制板走线在设计阶段一次定下来,那时候把正交基带这条通路连到主处理器上,连和不连,物料成本没有差别;等到整车定型、量产爬坡之后再想接回来,就是另一件事。行百里者半九十说的是最后一段最难,这里正相反,最后这段最平。它平,不是因为前面已经花了多少钱(那种算法是沉没成本,站不住),而是因为前面花掉的钱改变了这一步的价格:同一件事,在没有整车电磁治理要求的车上做,天线和噪声底得自己扛;在已经被强制做过一遍的车上做,只需要一块接口逻辑和一段软件。

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总有一边要先动

接收端的成本从来不是唯一的约束,反对里最实在的一条是发射侧还没铺开,鸡和蛋的争论可以一直持续下去。中波DRM数字化的台站升级这两年刚刚在各地起步,调频频段CDR的数字化只在部分城市做过试验,强制装上却收不到,这个质疑在工程上要正面回答。归口也是真问题,牵头的分技术委员会在电磁兼容这一块是当然的主体,要跨到广播射频物理层那套标准,协调成本不能假装不存在;二十二个月的周期里还要留出验证试验的时间。这些约束都是实在的,谨慎有它的道理。

只是这些约束里,没有一条和上面那笔账冲突。整车电磁干扰会治理,天线会布设,噪声底会压下来,因为模拟强国标的要求,这些都已经成了定局。剩下的只有一个问题:接收端要不要留住那条已经铺到门口的通路。

发射和接收互相等,是典型的先有鸡还是先有蛋,两边都有理由等对方先动。但两边的形状不一样。发射端可以一个台站一个台站地加,今年加三十个,明年加五十个,什么时候起步都不算太晚;接收端不行,硬件在车离开产线的那一刻就定死,这一版没写进去,接下来八年出厂的车就没有,事后补不回来。所以先动的那一边只能是接收端,而能让接收端一次铺满的,只有一版强制性国家标准。三千四百万辆一年的确定装机量摆在那里,发射侧的台站升级和内容侧的投入才有一个值得算的账。

按公开的时间安排,标准草案的公开征求意见与对外通报安排在今年8月。窗口之后,这一版定下的技术框架要管到下一次修订,按周期大约在八年之后,而数字广播接收能力能不能通过OTA推送到汽车,取决于汽车出厂时装没装那套硬件,那套硬件装没装,是在PCB那一版图纸上决定的。

把数字广播写进这一版强标的强制范围,是让接收端一次铺满的机制,也是中国数字广播在可见的时间里最实在的一个窗口。退一步,就算不要求新车当下能解调,只要求硬件别主动废掉那条通路,也比八年之后再补便宜得多。

说到底,这一版标准要不要把这类边际账算进去,考的不是对某一种技术的判断,是成本这两个字在文本里怎么算:只看新增的那一项,还是看它落在什么样的既有投入上。同一批数字,前一种算法会得出数字广播是额外负担,后一种会得出相反的结论。凡是新能力要搭在已经建成的基础设施上,账都是这么算的。

参考资料

《车载无线广播接收系统》强制性国家标准研制中期进展公开报告(2026年4月)

GY/T 268.1-2013、GB/T 43020-2023、调频频段数字音频广播实施指南(载噪比门限与同播功率比)

ITU-R WP6A关于中波数字广播覆盖测量的成员国来文

美国汽车行业委托的电动车中波干扰缓解技术与成本研究(2023年11月)

本号已发:《一颗车规调谐器里发生了什么》《100元成本论的真相》《CCBN 2026现场:那份决定中国车载广播8年未来的强标,技术框架定了》

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