帶增益顯示的無線遙控音頻功放設計

阮 越,包松浩

（浙江樹人大學 信息科技學院，浙江 杭州310015）

在移動通信設備終端中，音頻品質和可攜帶性十分重要，手機也不只限于單純的語音通信服務，而具有豐富的MP3功能，另一方面音頻設備的音質也越來越受到人們重視，因此功率芯片的選擇以及音頻設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控、可攜帶、能方便地與CPU、MP3連接等功能，設計中采用了TDA2030功放芯片、M62429（數字電位器）和PT2272無線接收模塊，實現了帶增益顯示的無線音量控制便攜式音頻功放的設計要求。

1無線遙控音頻功放的系統設計

帶增益顯示的無線遙控便攜式音頻功放設計主要包括遠程控制部分、電源模塊、LCD功率顯示器和外設接口等。設計中采用了電子混響器電路模塊、話放級、音調級電路、功放級組成了音頻放大系統。電子混響器的作用是用電路模擬聲音的多次反射,產生混響效果,使聲音具有立體感。同時在音頻放大系統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生器來實現對音頻功率放大器功率的調節，并且通過電源管理模塊有效減小功率損耗。為使產品更具實用性，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。系統設計如圖1所示。

2信號輸入部分

在電路設計中，為提高信噪比，采用差分放大的結構，由于輸入信號較小，在選擇運放時，選擇了輸入失調電壓小、共模抑制比高、靜態功耗小的運放芯片做前置放大器。另外還可以通過調節反饋電阻來調節增益，前置放大器如圖2所示。

3可變增益的電路實現

音量控制集成芯片M62429的音量調節范圍是0～83 dB,控制精度為1 dB。M62429通過單片機傳送來的數據控制音量的調節。音頻信號從LH1輸入，其中左聲道經過C1耦合到M62429的1腳，被控制之后從2腳輸出，再經C2耦合到LH2進行輸出。在LH1處輸入適當的音源，從LH2就可以監聽音量控制情況。

圖2前置放大器

通常M6249送去控制的數據為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則是結束標志位，控制數據如圖3所示。

圖3增益控制數據

4無線遙控模塊及LCD顯示

無線遙控技術原理是發射機把控制的電信號先編碼，然后轉換成無線電波發送出去。接收機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，然后再經過單片機處理，把相應的電信號轉變成對應的音量控制信號，再經過串口通信傳給M62429來實現增益的控制。電路中采用了無線發射模塊2262和無線接收模塊2272對音量進行無線遙控，根據單片機接收到的信號，進行音量的LCD顯示。

5軟件設計

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

該功放電路的技術指標要求輸出功率為10 W，輸入信號為 50 mV，系統的總增益為 AU=180，在具體設計時考慮到實際電路中會存在損耗,所以電路按照總增益AU=200設計，留有一定的余量。

圖4程序設計流程圖

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

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