20世紀30年代，車載收音機radio開始應用，車載收音機作為獲取實時新聞、音樂娛樂及路況信息的主要渠道，成為了汽車內飾不可或缺的部分。

進入21世紀后，導航系統(tǒng)、音樂播放、在線音樂、手機車機互聯的興起，使得駕駛者能夠隨時隨地獲取更為個性化、多元化的信息與娛樂內容。相比之下，依賴無線電信號、節(jié)目選擇相對有限的傳統(tǒng)收音機顯得日漸落伍。

許多新款車型開始將傳統(tǒng)收音機功能整合進多功能觸控屏幕，甚至在部分高端車型中，收音機被簡化為應用程序app之一（如在線電臺），app是通過數據流傳輸音頻內容，使用的是車聯網的網絡流量，這種形式并非車載無線廣播接收系統(tǒng)，傳統(tǒng)的收音機在汽車內部的地位逐漸邊緣化。

傳統(tǒng)的車載收音機系統(tǒng)會不會被逐步取代，最后消亡呢？

1.無線廣播系統(tǒng)的特點

傳統(tǒng)的收音機使用的是無線廣播接收系統(tǒng)，也就是調幅AM和調頻FM的模擬信號接收系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主要有以下幾個特點：

1）實時信息：無線廣播系統(tǒng)能夠提供電臺播報的實時的交通信息、天氣預報和其他緊急公告。

2）覆蓋范圍廣：與需要網絡連接的互聯網音頻服務不同，傳統(tǒng)的AM/FM廣播覆蓋范圍廣泛，即使在偏遠地區(qū)也能接收到信號，而無需依賴像移動數據這種近距離的基站信號。

3）操作簡便：對于一些不太熟悉現代科技的老年用戶或者偏好簡單操作的人來說，傳統(tǒng)廣播的操作界面更為直觀和易于使用。

4）成本效益：對于那些沒有配備高級多媒體系統(tǒng)的汽車而言，安裝一個基本的無線廣播接收器成本相對較低，而且維護費用也較少。

實時信息、操作簡便和成本效益這幾個特點隨著車載新技術的應用，優(yōu)勢已不再明顯。但是它信號覆蓋范圍廣的特點在特定情境下卻展現出不可替代的價值。特別是在自然災害、大規(guī)模突發(fā)事件等導致通信網絡癱瘓的情況下，由于調頻（FM）廣播發(fā)射臺的覆蓋半徑超過100公里，而中波（AM）電臺的覆蓋距離可達上千公里，通常發(fā)射臺與汽車駕乘者相距遙遠，受到同一災害影響的可能性較小，所以無線電信號往往能保持相對穩(wěn)定。

而2G/3G/4G/5G蜂窩接收終端到基站的無線傳輸距離為幾百米到上千米，汽車駕乘者與基站同時遭受災害的可能性極大。這個特點使車載收音機成為獲取緊急信息、指導疏散行動的關鍵工具！

出于公共安全考慮，歐盟在2017年就要求車輛必須具有車載廣播收音機系統(tǒng)。2024年9月18日，中美兩國不約而同的同時開始立法強制新車配備收音機，美國通過了《2024車載調幅廣播法案》，要求美國的車輛中必須保留AM收音機功能。中國的工業(yè)和信息化部對《車載無線廣播接收系統(tǒng)》強制性國家標準修訂計劃進行公示。兩國的目的都是確保在極端情況下駕駛者能接收到官方發(fā)布的緊急廣播。

也就是無論車載收音機在外觀形式上如何變化，無線廣播的信號系統(tǒng)必須保留，所以車載無線廣播收音機不但不會消亡，還會重新成為車輛的標配，下面我們就來了解下無線廣播系統(tǒng)的基本原理。

2.車載無線廣播接收系統(tǒng)的基本原理

2.1無線廣播信號的發(fā)送

收音機所收到的聲音信號是來自廣播電臺發(fā)出的無線電波，收音機的作用是將接收到的無線電波轉化為人耳能聽到的聲音信號。

要想了解這些聲音信號是如何接收和轉化的，首先要知道這些聲音信號是如何產生和發(fā)送的。

人耳能聽到的聲音頻率范圍是20Hz-20KHz之間。電臺的聲音信號是通過基站中的天線發(fā)出來的，根據波導理論，天線的最佳長度一般是波長的1/2或1/4，而波長λ=波速V/頻率f

比如我們想要傳輸1000Hz的聲音信號，C為光速，可以求出此頻率的波長為300000米:

波長計算公式

進而求出天線的長度L至少是1/4波長，也就是75000米

天線長度計算公式

顯然做這么長的天線是無法實現的。

太長的天線是無法實現的

根據波長的計算公式可知，頻率越低，波長越長，進而導致需要的天線也越長，所以低頻的聲音信號是無法直接傳輸的，必須想辦法改為高頻信號才能傳輸。

將低頻的聲音信號疊加1個高頻信號后，可以生成1個新的高頻信號。如果將聲音信號稱為原始信號，則與原始信號疊加的高頻信號相當于一個運載工具，稱為載波信號，疊加的過程稱為調制。

信號調制

如果載波信號的頻率是1MHz，則合成之后就是1個新的1MHz的信號。

合成后的頻率與載波信號相同

根據波長公式可知，1MHz頻率信號的波長為300米，這樣發(fā)射天線的長度L只需要300/4=75米就可以了。

2.2無線廣播信號的接收

接下來在收音機的接收端就要先通過天線把無線廣播信號接收到，收到后把載波信號濾掉，把原始的聲音信號篩選出來使用。

信號接收電路圖

由于不同電臺發(fā)出的信號頻率是不同的， 所以在空氣中存在著各種不同頻率的電磁波。

不同頻率的電磁波

這些不同頻率的信號會通過收音機天線的電磁感應進入信號接收電路。

如果不對頻率進行篩選，這些不同頻率的信號都會通過接收電路進入采樣端口或者直接進入聲音驅動電路。

LC并聯諧振電路

上圖中左邊的LC并聯諧振電路就是用來篩選頻率的，LC并聯諧振電路有個固有頻率，它的計算公式是：

當從天線上收到的頻率信號和LC電路的固有頻率一樣時，會發(fā)生并聯諧振，所以這個頻率也叫諧振頻率。

發(fā)生諧振時，LC電路對外表現出很大的阻性，相當于是1個很大的電阻，也就相當于斷路。此時，天線上收到的頻率信號無法通過LC并聯電路，就會進入后面的采樣或驅動電路。

LC頻率特性曲線

通過LC電路的頻率特性曲線可知，當通過LC電路的頻率信號等于諧振頻率時，它的阻抗是最大的（無窮大）。

而其它頻率信號不會產生諧振，就會通過LC電路流向大地，不會流入后邊的電路，也就是被屏蔽掉了，這樣就完成了頻率篩選的功能。

如果LC的值是固定的，則LC電路只能篩選出1個頻率，但是由于收音機需要選擇多個不同的電臺頻率，所以這里的電容C1是個可變電容。

C1為可變電容

通過外部按鍵調節(jié)電容C1的值，就可以改變需要篩選的頻率值。這就是收音機通過旋鈕選擇頻道的原理，這個過程叫做調諧，調諧實際上就是調整電路的諧振頻率。

解調電路濾掉高頻信號

特定的頻率信號經過篩選后才會進入后面的解調電路，信號首先會經過二極管，由于二極管的單向性，具有整流作用，去除負向成分會使信號變得更加平穩(wěn)，更有利于后續(xù)的信號處理和分析。整流后的信號再經過電容C2和L2的濾波后，高頻信號會被濾除，只留下原始的低頻聲音信號。

3.調幅AM與調頻FM

在高頻載波的發(fā)送基礎上，無線電信號的傳輸還可分為AM（調幅）廣播和FM（調頻）廣播兩種不同的傳輸方式。

AM的調制方式是通過改變無線電波的振幅來傳輸信息，也就是說高頻信號的幅度會隨低頻聲音的強弱而變化。

調幅AM波形

而FM則是通過改變無線電波的頻率來傳輸信息，信號頻率會隨著聲音的強弱而改變。

調頻FM波形

在抗干擾能力方面，因為FM的信號變化基于頻率，不易受噪聲和干擾影響，抗擾性強；

AM變化基于幅度，容易受雷電、電器設備等干擾，其抗擾性弱，聲音質量會低一些。但AM的優(yōu)點是傳輸距離較遠，可以覆蓋較大的范圍，適合全國范圍內的廣播；FM信號的抗干擾能力強，還能支持立體聲，適合播放音樂類的內容，但FM的傳輸距離相對比較短，更適合在城市等局部地區(qū)進行廣播。

4.長波LW、中波MW與短波SW

無線電信號在空氣中的傳播方式有2種，地波和天波。

地波貼著地平線發(fā)射，通過衍射，可以沿著地球表面的弧度傳輸。地波的傳播距離取決于地表介質特性，由于陸地上的表面介質對電波衰減較大，所以地波在陸地上難以傳送太遠的距離，在無障礙物的海洋上可以傳送更遠的距離。

地波

天波的衍射能力比較差，不能貼著地平線傳輸，但是它可以通過大氣中的電離層反射，通過多次反射來傳輸，由于天波不受陸地上的表面介質阻礙，信號衰減小，所以天波可以傳送很遠的距離，可以達到幾千公里。

天波

無線廣播信號分為長波LW、中波MW和短波SW。

長波的頻率范圍為30～300kHz。長波能夠用天波或地波的形式傳播。長波波段的發(fā)射能力最強，在所有波段中，它最適于以圍繞地球曲面的地波的形式而傳播，但地波傳播的最大距離也不超過3～4千公里。所以，—般長波的傳播方式仍以天波為主。長波適合于海洋傳輸,其次是陸地傳輸。

中波的頻率范圍為525～1605KHz,中波廣播通常采用調幅AM的方式進行信號傳輸，因此中波電臺也可以被稱為調幅電臺。

由于AM的傳輸容易受到干擾，遇到山丘和高樓，信號會衰減，產生噪音，所以一般都是新聞類節(jié)目或者緊急播報，不太適合音樂等對音質要求較高的內容。

中波也能夠用天波或地波的形式傳播。白天，主要靠沿地球表面?zhèn)鞑サ牡夭▊鬟f。由于受地面影響，電波衰減較大、傳遞距離較近，但傳播穩(wěn)定、接收效果較好。晚間，高空電離層較低，部分電波被電離層反射傳遞，傳播距離較遠。所以，中波廣播晚上的服務范圍比白天大。中波廣播主要用于國內或省內的廣播。

短波SW的頻率范圍為3～30MHz，主要使用調頻FM的方式進行信號傳輸。

短波可以用天波或地波的形式傳播，由于短波的波長短，沿地球表面?zhèn)鞑サ牡夭ɡ@射能力差，傳播的有效距離短。

短波以天波形式傳播時，在電離層中所受到的吸收作用小，有利于電離層的反射。經過一次反射可以得到100～4000km的跳躍距離。經過電離層和大地的幾次連續(xù)反射，傳播的距離更遠。是實現遠距離通信最經濟的選擇，可用于國際間的通信。

5.小結

傳統(tǒng)的車載收音機（無線廣播系統(tǒng)）雖然在信息的獲取方面不如新興的在線電臺更加多元和個性化。但是其利用無線電信號的AM和FM的調制收發(fā)原理具有獨特的優(yōu)勢，在一些特定情境下，尤其是在自然災害、大規(guī)模突發(fā)事件等導致通信網絡癱瘓的情況下，仍展現出不可替代的價值。

隨著《車載無線廣播接收系統(tǒng)》強制性國家標準制的推進，車載收音機成為獲取緊急信息、指導疏散行動的關鍵工具，會重新成為汽車的標配！