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基于AT89C51的音频信号均幅控制放大器

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:484

引言

现在的学校,有许多已经采用计算机加网络多媒体系统来进行现场教学。此外,工程施工人员在施工现场进行对讲通话,驾驶人员在开动的坦克等自行火炮车辆上进行通话等,都避免不了讲话时嘈杂的背景噪声或无线干扰(包括网络射频干扰),因而声音有大有小。怎样才能使听到的广播声或耳机中说话的声音平稳清晰?本文给出了一种用sg270、lm4884电路配合at89c51单片机来解决干扰问题的实现方案。

1 电路主要器件

1.1 sg270放大器

sg270电路为国产工业级(-40℃~+85℃)可控增益音频放大器,该芯片的1、2脚为正、反相信号输人端,a、b、c为压控输入端,增益控制电压范围为2.1~2.5 v,可通过输出反馈信号来即时进行自动增益控制。若把sg270用作信号鉴幅电路,那么,sq即为音频信号输入端,当输入信号达到一定幅度时,sqout端输出高电平(9脚须接上拉电阻)以此作为输出允许信号。sg270的封装形式为j型或d型dip双列直插陶瓷封装,图1所示是其引脚排列图。

sg270的主要电参数如下:

◇电压增益:无控制电压或输入信号为0~5mv时,a vd≥70倍;输入信号为6~70 mv时,avd为70~1倍

◇直流输出电压:5~7 v(电源为12v时);

◇输出电压:≥5 v(电源电压12 v时);

◇输入偏置电流i10:≤10μa;

◇功耗电流ip≤loma;

◇电路固有压控电压:2.1~2.5 v

◇压控温漂:-4 mv/℃或±0.2 v/100℃,当sg270用于气温条件相对较差的野外环境时,应对sg270进行温度补偿(负系数),否则,在全部温度范围内,sg270的输出幅度会产生±0.2 v的温度漂移。

◇增益调整范围△av为-70 db

1.2 lm4884放大电路

lm4884是美国国家半导体公司的boomer音频放大器,该器件具有噪音抑制功能,可以抑制混入放大器的射频信号,从而有效地确保调制解调器不受噪音影响,同时能有效地抑制来自无线笔记本电脑及手机等电子产品的干扰,有助于提高扬声器的声音清晰程度。lm4884具有低电平有效停机模式以及过热保护功能。同时带有2位四种增益(6 db、10 db、15.6 db、21.6 db)选择端。lm4884使用5v电源,可以很好地与ttl电平的单片机相连接,其封装形式为20脚dip双列直插封装或无引线封装。

lm4884的主要性能参数如下:

◇输出功率:8ω/1.2 w或4ω/1.9 w;

◇psrr(1 khz,vdd=5 v)≥62 db;

◇采用双通道差分放大,有2位四种可选增益(6 db、10 db、15.6 db、21.6 db);

◇信号电源和功率驱动电源分开供电。

1.3 at89c51单片机

at89c51是美国atmel公司生产的带4 kb片内flash程序存储器的40引脚单片机,其有关参数和引脚功能可查阅《atmel89系列单片机应用技术》等资料。

2 设计方案

2.1 硬件电路原理及功能

由sg270、lm4884和at89c51单片机构成的音频均幅(量)输出控制放大器的电路原理图如图2所示。图中未包括话筒或音源部分(也可来自网络,无线接收的音频信号等)的前级电路,前级输入sg270的信号vina为5~50 mv;out1、out2输出信号则可接人多媒体网络或扩音机,也可直接驱动扬声器或耳机。

(1) 静噪功能

当无正常的音频信号而只有背景噪声时,运放a1的输出幅度降低,南于压控电平的降低会使sg270增益增大,故必须进行静噪。可由a3把输入信号放大整形后由比较器b1进行输入信号vina大小的判别。若无正常信号,b1将输出低电平给at89c51单片机并进入int0静噪中断处理,然后按静噪延时设定延时后由p1.2发出高电平以关闭lm4884输出。

(2) 防声音突变

当系统在正常音频输入时,如果突然遭遇强声(如大喊、撞击话筒、接插件接触断续、雷爆、火器发射等),则该电路会由sg270自动反馈控制并通过即时降低增益来抑制这种强声,强声过后再自动恢复正常。

而当系统处于静噪状态时,若不加处置,sg270将处于高增益状态,此时若有话音信号,则可能出现冲击,故可由单片机p2.5发低电平以关闭电子开关a,同时由p2.6发出高电平打开电子开关b,而p2.7发出的1 khz方波则经100 kω电阻和电容c整形、w1降幅后,由运放a4输出25mv左右的假信号vinb给sg270,以使其保持有话音时的正常增益(这时lm4884输出关闭)。

(3) 对声音的自动增益跟踪

自动增益跟踪功能主要利用sg270的自动增益调节特性,并通过压控反馈回路由运放a0、a1、a2来完成

引言

现在的学校,有许多已经采用计算机加网络多媒体系统来进行现场教学。此外,工程施工人员在施工现场进行对讲通话,驾驶人员在开动的坦克等自行火炮车辆上进行通话等,都避免不了讲话时嘈杂的背景噪声或无线干扰(包括网络射频干扰),因而声音有大有小。怎样才能使听到的广播声或耳机中说话的声音平稳清晰?本文给出了一种用sg270、lm4884电路配合at89c51单片机来解决干扰问题的实现方案。

1 电路主要器件

1.1 sg270放大器

sg270电路为国产工业级(-40℃~+85℃)可控增益音频放大器,该芯片的1、2脚为正、反相信号输人端,a、b、c为压控输入端,增益控制电压范围为2.1~2.5 v,可通过输出反馈信号来即时进行自动增益控制。若把sg270用作信号鉴幅电路,那么,sq即为音频信号输入端,当输入信号达到一定幅度时,sqout端输出高电平(9脚须接上拉电阻)以此作为输出允许信号。sg270的封装形式为j型或d型dip双列直插陶瓷封装,图1所示是其引脚排列图。

sg270的主要电参数如下:

◇电压增益:无控制电压或输入信号为0~5mv时,a vd≥70倍;输入信号为6~70 mv时,avd为70~1倍

◇直流输出电压:5~7 v(电源为12v时);

◇输出电压:≥5 v(电源电压12 v时);

◇输入偏置电流i10:≤10μa;

◇功耗电流ip≤loma;

◇电路固有压控电压:2.1~2.5 v

◇压控温漂:-4 mv/℃或±0.2 v/100℃,当sg270用于气温条件相对较差的野外环境时,应对sg270进行温度补偿(负系数),否则,在全部温度范围内,sg270的输出幅度会产生±0.2 v的温度漂移。

◇增益调整范围△av为-70 db

1.2 lm4884放大电路

lm4884是美国国家半导体公司的boomer音频放大器,该器件具有噪音抑制功能,可以抑制混入放大器的射频信号,从而有效地确保调制解调器不受噪音影响,同时能有效地抑制来自无线笔记本电脑及手机等电子产品的干扰,有助于提高扬声器的声音清晰程度。lm4884具有低电平有效停机模式以及过热保护功能。同时带有2位四种增益(6 db、10 db、15.6 db、21.6 db)选择端。lm4884使用5v电源,可以很好地与ttl电平的单片机相连接,其封装形式为20脚dip双列直插封装或无引线封装。

lm4884的主要性能参数如下:

◇输出功率:8ω/1.2 w或4ω/1.9 w;

◇psrr(1 khz,vdd=5 v)≥62 db;

◇采用双通道差分放大,有2位四种可选增益(6 db、10 db、15.6 db、21.6 db);

◇信号电源和功率驱动电源分开供电。

1.3 at89c51单片机

at89c51是美国atmel公司生产的带4 kb片内flash程序存储器的40引脚单片机,其有关参数和引脚功能可查阅《atmel89系列单片机应用技术》等资料。

2 设计方案

2.1 硬件电路原理及功能

由sg270、lm4884和at89c51单片机构成的音频均幅(量)输出控制放大器的电路原理图如图2所示。图中未包括话筒或音源部分(也可来自网络,无线接收的音频信号等)的前级电路,前级输入sg270的信号vina为5~50 mv;out1、out2输出信号则可接人多媒体网络或扩音机,也可直接驱动扬声器或耳机。

(1) 静噪功能

当无正常的音频信号而只有背景噪声时,运放a1的输出幅度降低,南于压控电平的降低会使sg270增益增大,故必须进行静噪。可由a3把输入信号放大整形后由比较器b1进行输入信号vina大小的判别。若无正常信号,b1将输出低电平给at89c51单片机并进入int0静噪中断处理,然后按静噪延时设定延时后由p1.2发出高电平以关闭lm4884输出。

(2) 防声音突变

当系统在正常音频输入时,如果突然遭遇强声(如大喊、撞击话筒、接插件接触断续、雷爆、火器发射等),则该电路会由sg270自动反馈控制并通过即时降低增益来抑制这种强声,强声过后再自动恢复正常。

而当系统处于静噪状态时,若不加处置,sg270将处于高增益状态,此时若有话音信号,则可能出现冲击,故可由单片机p2.5发低电平以关闭电子开关a,同时由p2.6发出高电平打开电子开关b,而p2.7发出的1 khz方波则经100 kω电阻和电容c整形、w1降幅后,由运放a4输出25mv左右的假信号vinb给sg270,以使其保持有话音时的正常增益(这时lm4884输出关闭)。

(3) 对声音的自动增益跟踪

自动增益跟踪功能主要利用sg270的自动增益调节特性,并通过压控反馈回路由运放a0、a1、a2来完成

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