带增益显示的无线遥控音频功放设计

阮 越,包松浩

（浙江树人大学 信息科技学院，浙江 杭州310015）

在移动通信设备终端中，音频品质和可携带性十分重要，手机也不只限于单纯的语音通信服务，而具有丰富的MP3功能，另一方面音频设备的音质也越来越受到人们重视，因此功率芯片的选择以及音频设备的可携带性也很重要。为了解决音频功率放大器无线音量调控、可携带、能方便地与CPU、MP3连接等功能，设计中采用了TDA2030功放芯片、M62429（数字电位器）和PT2272无线接收模块，实现了带增益显示的无线音量控制便携式音频功放的设计要求。

1无线遥控音频功放的系统设计

带增益显示的无线遥控便携式音频功放设计主要包括远程控制部分、电源模块、LCD功率显示器和外设接口等。设计中采用了电子混响器电路模块、话放级、音调级电路、功放级组成了音频放大系统。电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使声音具有立体感。同时在音频放大系统中加入了无线接收器和电源管理模块，这样就可以用红外线发生器来实现对音频功率放大器功率的调节，并且通过电源管理模块有效减小功率损耗。为使产品更具实用性，加入了增益显示模块，这样用户就可以方便地读出音频放大器的放大倍数。系统设计如图1所示。

2信号输入部分

在电路设计中，为提高信噪比，采用差分放大的结构，由于输入信号较小，在选择运放时，选择了输入失调电压小、共模抑制比高、静态功耗小的运放芯片做前置放大器。另外还可以通过调节反馈电阻来调节增益，前置放大器如图2所示。

3可变增益的电路实现

音量控制集成芯片M62429的音量调节范围是0～83 dB,控制精度为1 dB。M62429通过单片机传送来的数据控制音量的调节。音频信号从LH1输入，其中左声道经过C1耦合到M62429的1脚，被控制之后从2脚输出，再经C2耦合到LH2进行输出。在LH1处输入适当的音源，从LH2就可以监听音量控制情况。

图2前置放大器

通常M6249送去控制的数据为11位，其中D0和D1是用来选择单通道还是双通道，D2～D8则是音量控制位，D9和D10则是结束标志位，控制数据如图3所示。

图3增益控制数据

4无线遥控模块及LCD显示

无线遥控技术原理是发射机把控制的电信号先编码，然后转换成无线电波发送出去。接收机收到载有信息的无线电波接收、放大、解码，还原编码前的控制电信号，然后再经过单片机处理，把相应的电信号转变成对应的音量控制信号，再经过串口通信传给M62429来实现增益的控制。电路中采用了无线发射模块2262和无线接收模块2272对音量进行无线遥控，根据单片机接收到的信号，进行音量的LCD显示。

5软件设计

根据图3增益控制电路的设计，需要两个通道来发送数据：一个是发送11位音量控制位，另一个则是发送对应的脉冲信号。当无线接收模块接收到数据时，对应的端口就会由原来的低电平变成高电平。当无线发射模块不发送数据时，所有端口就会回到原来的低电平。在程序设计中采用了P2.1和P2.2口来模拟串口通信。程序设计时，首先延时300 ms来等待电源的稳定，接着导入LCD1602的头文件，并让P2.1口发送声道选择位。然后判断按键1或按键3是否按下,如果按下则使Num++或 Num--，接着传输数组 volda[num]里的 8位数据，用来控制音量大小。如果没有按键按下则直接传输volda[num]数据，最后传输结束标志位。程序流程图如图4所示。

该功放电路的技术指标要求输出功率为10 W，输入信号为 50 mV，系统的总增益为 AU=180，在具体设计时考虑到实际电路中会存在损耗,所以电路按照总增益AU=200设计，留有一定的余量。

图4程序设计流程图

本文设计的带有增益显示的无线调音音频功放，方便了对音量大小的调节，而且可以直观地看出音响的输出功率。能方便地应用在免提电话、手机、便携的GPS、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等需要功率放大的地方。

[1]唐颖.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京大学出版社,2008.

[2]张瑾.Protel 99se入门与提高[M].北京：人民邮电出版社,2009.

[3]卞小梅.电子技术基础.北京：电子工业出版社,2005.

[4]沈伟慈.通信电路.西安：西安电子科技大学出版社,2009.

[5]唐颖,陈新民.数字电子技术及实训.杭州浙江大学出版社,2006.