帶增益顯示的無線遙控音頻功放設(shè)計(jì)

阮 越,包松浩

（浙江樹人大學(xué) 信息科技學(xué)院，浙江 杭州310015）

在移動通信設(shè)備終端中，音頻品質(zhì)和可攜帶性十分重要，手機(jī)也不只限于單純的語音通信服務(wù)，而具有豐富的MP3功能，另一方面音頻設(shè)備的音質(zhì)也越來越受到人們重視，因此功率芯片的選擇以及音頻設(shè)備的可攜帶性也很重要。為了解決音頻功率放大器無線音量調(diào)控、可攜帶、能方便地與CPU、MP3連接等功能，設(shè)計(jì)中采用了TDA2030功放芯片、M62429（數(shù)字電位器）和PT2272無線接收模塊，實(shí)現(xiàn)了帶增益顯示的無線音量控制便攜式音頻功放的設(shè)計(jì)要求。

1無線遙控音頻功放的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

帶增益顯示的無線遙控便攜式音頻功放設(shè)計(jì)主要包括遠(yuǎn)程控制部分、電源模塊、LCD功率顯示器和外設(shè)接口等。設(shè)計(jì)中采用了電子混響器電路模塊、話放級、音調(diào)級電路、功放級組成了音頻放大系統(tǒng)。電子混響器的作用是用電路模擬聲音的多次反射,產(chǎn)生混響效果,使聲音具有立體感。同時(shí)在音頻放大系統(tǒng)中加入了無線接收器和電源管理模塊，這樣就可以用紅外線發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)對音頻功率放大器功率的調(diào)節(jié)，并且通過電源管理模塊有效減小功率損耗。為使產(chǎn)品更具實(shí)用性，加入了增益顯示模塊，這樣用戶就可以方便地讀出音頻放大器的放大倍數(shù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2信號輸入部分

在電路設(shè)計(jì)中，為提高信噪比，采用差分放大的結(jié)構(gòu)，由于輸入信號較小，在選擇運(yùn)放時(shí)，選擇了輸入失調(diào)電壓小、共模抑制比高、靜態(tài)功耗小的運(yùn)放芯片做前置放大器。另外還可以通過調(diào)節(jié)反饋電阻來調(diào)節(jié)增益，前置放大器如圖2所示。

3可變增益的電路實(shí)現(xiàn)

音量控制集成芯片M62429的音量調(diào)節(jié)范圍是0～83 dB,控制精度為1 dB。M62429通過單片機(jī)傳送來的數(shù)據(jù)控制音量的調(diào)節(jié)。音頻信號從LH1輸入，其中左聲道經(jīng)過C1耦合到M62429的1腳，被控制之后從2腳輸出，再經(jīng)C2耦合到LH2進(jìn)行輸出。在LH1處輸入適當(dāng)?shù)囊粼矗瑥腖H2就可以監(jiān)聽音量控制情況。

圖2前置放大器

通常M6249送去控制的數(shù)據(jù)為11位，其中D0和D1是用來選擇單通道還是雙通道，D2～D8則是音量控制位，D9和D10則是結(jié)束標(biāo)志位，控制數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3增益控制數(shù)據(jù)

4無線遙控模塊及LCD顯示

無線遙控技術(shù)原理是發(fā)射機(jī)把控制的電信號先編碼，然后轉(zhuǎn)換成無線電波發(fā)送出去。接收機(jī)收到載有信息的無線電波接收、放大、解碼，還原編碼前的控制電信號，然后再經(jīng)過單片機(jī)處理，把相應(yīng)的電信號轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的音量控制信號，再經(jīng)過串口通信傳給M62429來實(shí)現(xiàn)增益的控制。電路中采用了無線發(fā)射模塊2262和無線接收模塊2272對音量進(jìn)行無線遙控，根據(jù)單片機(jī)接收到的信號，進(jìn)行音量的LCD顯示。

5軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)圖3增益控制電路的設(shè)計(jì)，需要兩個通道來發(fā)送數(shù)據(jù)：一個是發(fā)送11位音量控制位，另一個則是發(fā)送對應(yīng)的脈沖信號。當(dāng)無線接收模塊接收到數(shù)據(jù)時(shí)，對應(yīng)的端口就會由原來的低電平變成高電平。當(dāng)無線發(fā)射模塊不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，所有端口就會回到原來的低電平。在程序設(shè)計(jì)中采用了P2.1和P2.2口來模擬串口通信。程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先延時(shí)300 ms來等待電源的穩(wěn)定，接著導(dǎo)入LCD1602的頭文件，并讓P2.1口發(fā)送聲道選擇位。然后判斷按鍵1或按鍵3是否按下,如果按下則使Num++或 Num--，接著傳輸數(shù)組 volda[num]里的 8位數(shù)據(jù)，用來控制音量大小。如果沒有按鍵按下則直接傳輸volda[num]數(shù)據(jù)，最后傳輸結(jié)束標(biāo)志位。程序流程圖如圖4所示。

該功放電路的技術(shù)指標(biāo)要求輸出功率為10 W，輸入信號為 50 mV，系統(tǒng)的總增益為 AU=180，在具體設(shè)計(jì)時(shí)考慮到實(shí)際電路中會存在損耗,所以電路按照總增益AU=200設(shè)計(jì)，留有一定的余量。

圖4程序設(shè)計(jì)流程圖

本文設(shè)計(jì)的帶有增益顯示的無線調(diào)音音頻功放，方便了對音量大小的調(diào)節(jié)，而且可以直觀地看出音響的輸出功率。能方便地應(yīng)用在免提電話、手機(jī)、便攜的GPS、MP4播放器、筆記本電腦、電視機(jī)、音響設(shè)備等需要功率放大的地方。

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