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无线音频传感器节点设计与实现

发布时间:2012/4/13 19:34:10 访问次数:895

    作为能够实时传输音频信号的无线传 MBR0520LT1G 感器网络节点,除了应具有常规的处理器模块、无线通信模块、能量供应模块外,还需要加入音频信号处理所特有的滤波电路模块、音频放大模块及音频编解码模块。
    1.滤波电路模块
    人耳能分辨出来的音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,在实际使用中,取300Hz~3 400Hz为通频带就能完全满足正常语音通话的要求。这个频率范围之外的信号就是干扰信号,需要加入滤波电路加以滤除。综合考虑成本、能耗、器件大小等因素,选择RC无源带通网络作为滤波网络。图10-40所示为多媒体音频节点上的滤波网络模块电路。

               
 
    图10-40由3阶RC高通网络和3阶RC低通网络级联而成。在前级的RC高通网络中,电阻R取值为38Q,电容C取值为lOpiF,理论计算得到的截止频率c=l/2兀RC=419Hz;后级的RC低通网络中,电阻R取值为470Q,电容C取值为O.lyF,理论截止频率c-l/27rRC=3 386Hz。因此,该带通网络的理论通频带应为419Hz~3 386Hz。

                       
    2.音频放大模块
    由于从驻级体话筒采集到的语音信号十分微弱,必须通过放大电路才能进行后级处理。同时,通过音频编解码芯片输出的语音模拟信号也不具备足侈大的功率来驱动喇叭还原出语音。因此,这里就必须加入语音放大电路来进行语音信号的电平放大和功率放大。
    这里采用通用、高效、成本低廉的LM386来作为音频放大电路的核心芯片。其整个模块的电路图10-41所示。该电路能实现200倍的放大增益。

    作为能够实时传输音频信号的无线传 MBR0520LT1G 感器网络节点,除了应具有常规的处理器模块、无线通信模块、能量供应模块外,还需要加入音频信号处理所特有的滤波电路模块、音频放大模块及音频编解码模块。
    1.滤波电路模块
    人耳能分辨出来的音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,在实际使用中,取300Hz~3 400Hz为通频带就能完全满足正常语音通话的要求。这个频率范围之外的信号就是干扰信号,需要加入滤波电路加以滤除。综合考虑成本、能耗、器件大小等因素,选择RC无源带通网络作为滤波网络。图10-40所示为多媒体音频节点上的滤波网络模块电路。

               
 
    图10-40由3阶RC高通网络和3阶RC低通网络级联而成。在前级的RC高通网络中,电阻R取值为38Q,电容C取值为lOpiF,理论计算得到的截止频率c=l/2兀RC=419Hz;后级的RC低通网络中,电阻R取值为470Q,电容C取值为O.lyF,理论截止频率c-l/27rRC=3 386Hz。因此,该带通网络的理论通频带应为419Hz~3 386Hz。

                       
    2.音频放大模块
    由于从驻级体话筒采集到的语音信号十分微弱,必须通过放大电路才能进行后级处理。同时,通过音频编解码芯片输出的语音模拟信号也不具备足侈大的功率来驱动喇叭还原出语音。因此,这里就必须加入语音放大电路来进行语音信号的电平放大和功率放大。
    这里采用通用、高效、成本低廉的LM386来作为音频放大电路的核心芯片。其整个模块的电路图10-41所示。该电路能实现200倍的放大增益。

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