自制車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置

張 銘，凌振寶

（吉林大學儀器科學與電氣工程學院，吉林 長春 130026）

車載收音機作為一個良好的媒介，深受駕駛員和乘客的喜愛，其不僅給旅途增加了樂趣，還能減輕疲勞感。但是有的時候，它也會對用戶造成干擾。例如較大的收音機音量可能使車內乘客聽不到手機鈴聲而漏接重要電話和短信，而且當乘客在此環境中使用手機進行通話時，如果不進行手動調節收音機音量，會影響通話品質，如果頻繁地調節收音機音量，會分散駕駛員的注意力，造成安全隱患，所以設計一種能感應手機信號并自動調節車載收音機音量的裝置具有重要意義。

目前，有人設計了車用音響音量隨環境噪聲大小自動調節器，可以隨環境噪聲大小進行自動調節車用音響音量，避免駕駛員人工頻繁地調節音響音量大小。但是該調節器會把車內乘客手機信號當作環境噪聲，所以有手機信號時反而自動將音響音量調大，從而可能使車內乘客聽不到手機鈴聲而漏接重要電話和短信，而且會影響通話品質。

本文介紹一種車載收音機音量隨手機信號自動調節的裝置，當有電話或短信時，該裝置接收到手機的射頻信號，會自動將車載收音機音量調小，以免乘客漏接電話，并提高通話品質；當掛斷電話后，即手機的射頻信號消失時，自動恢復車載收音機原有的音量大小。自制車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置的實物圖如圖1所示。該裝置具有設計簡單、體積小、成本低、安裝方便等優點。

1 系統總體設計

系統總體結構框圖如圖2所示，主要由手機天線、感應與放大電路、比較電路、MCU主控電路和數字電位器組成。

待機狀態下的手機在接收到基站發來的呼叫信號后，將會發出應答信號，此時手機的天線會有短暫的射頻信號送出，當掛斷電話后，該射頻信號會逐漸消失。所以設計感應與放大電路用來接收射頻信號，將信號進行放大，放大后的信號通過一個電容接到比較電路的同相輸入端，此時比較電路輸出相應的高低電平，MCU主控電路檢測到比較器輸出端電壓的相應變化后，通過內部控制程序，調整數字電位器的分壓比，控制車載收音機音量的大小。

2 硬件電路設計與實現

2.1 電路原理

待機狀態下的手機在接收到基站發來的呼叫信號后，將會發出應答信號，此時手機的天線會有短暫的射頻信號送出，當掛斷電話后，該射頻信號會逐漸消失。基于此原理，設計的車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置原理圖如圖3所示。

在圖3中，T1在偏置電阻R1和R2的作用下處于臨界導通狀態。

當無手機信號，即天線W沒有接收到射頻信號時，電感L1中不產生感應電流，此時T1的集電極為高電平，使PNP管T2截止，所以在R7中無電流流過，C2兩端無電壓，即比較器同相端電壓低于反相端電壓。此時比較器輸出為低電平，MCU不執行中斷服務程序，不對輸入音頻信號進行衰減，即不調節車載收音機音量的大小。

當有手機信號時，即天線W接收到射頻信號后，在電感L1中產生感應電流。感應電流經C1送到T1放大，使處于臨界狀態的T1導通，此時T1集電極為低電平，PNP管T2導通，所以在R7中有電流流過，并通過R7對電容C2充電，使比較器同相端電壓高于反相端電壓。此時比較器輸出為高電平，P1.0引腳上升沿觸發中斷，使MCU執行中斷服務程序，控制數字電位器增大其分壓比，對輸入音頻信號進行衰減，從而自動將車載收音機音量調小。

當手機掛斷后，射頻信號消失，感應電流也隨之消失，T1的集電極恢復為高電平，PNP管T2恢復為截止狀態，C2上的電壓通過R6放電，比較器同相端電壓低于反相端電壓，此時比較器的輸出由高電平變為低電平，MCU檢測到P1.0引腳低電平后，通過內部控制程序，降低數字電位器的分壓比，使音量逐漸恢復為原來的大小。

2.2 參數選擇

在供電電壓為3.3V的情況下，為了使T1處于臨界導通狀態，即Ube=0.7V，選擇R1=3.7kΩ，R2=1kΩ。

R5為限流電阻，為了使流經R3的電流不至于太大而燒壞三極管T1，又能為T2提供足夠大的基極偏置電流，在此選擇R3=500Ω，即IR3=6.6mA。

R7既為限流電阻，又為充電電阻，設充電時間常數為t1=10ms，R7=500Ω，則C2==2μF。

R6為放電電阻，為了使有手機信號時，通過R7對C2充電的速度遠大于電容C2通過R6放電的速度，選取R7=10kΩ，此時放電時間常數t2=R7×C2=200ms。

3 軟件設計與實現

MCU主控電路采用51單片機，數字電位器采用AD376。設置P1.0為輸入，且單片機的P2.0、P2.1、P2.2分別與AD376的SCLK、SDATA、CS相連接，通過SCI總線方式控制AD376的分壓比，使輸入的音頻信號在AD376分壓后輸出。

當無手機射頻信號時，MCU不執行中斷服務程序，不對輸入音頻信號進行衰減，即不調節車載收音機音量的大小。當有手機射頻信號時，P1.0引腳上升沿觸發中斷，使MCU執行中斷服務程序，控制數字電位器增大其分壓比，對輸入的音頻信號進行衰減，從而自動將車載收音機音量調小。當手機射頻信號消失時，MCU檢測到P1.0引腳低電平后，通過內部控制程序，降低數字電位器的分壓比，使音量逐漸恢復為原來的大小。

主程序流程如圖4所示，中斷服務程序流程如圖5所示。

4 安裝方法與適用范圍

安裝時，先將原來車載收音機左聲道 （右聲道）輸出端與車載音響左聲道（右聲道）輸入端連接的插頭拔下，再將車載收音機左聲道 （右聲道）輸出端連接到該自制車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置的左聲道 （右聲道）輸入端，將該裝置的左聲道 （右聲道）輸出端連接到車載音響的左聲道 （右聲道）輸入端，即可實現感應手機信號并自動調節收音機音量大小的功能。

該自制車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置適用于各種車型，只需按照上述的安裝方法進行安裝即可，無需調試，安裝方便。

5 結束語

該自制車載收音機音量隨手機信號自動調節裝置能感應手機信號，并自動調節車載收音機音量大小，避免駕駛員因頻繁的手動調節車載收音機音量而分散注意力甚至造成安全隱患，避免車內用手機的乘客因為車載收音機音量過大而漏接電話，還能提高通話品質。由于該裝置具有設計簡單、體積小、成本低、無需調試、安裝方便等優點，所以特別適合自制。

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［2］何明煒.數字式音量電位［J］.實用電子文摘， 1995 （4）:81.

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