影音游戲設(shè)備
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擴音器方案開發(fā)
無線擴音器大致經(jīng)歷了四個階段的歷程。第一階段是FM無線擴音器，因為FM成本比較低，在價錢方面是非常吸引人的；但是，F(xiàn)M無線擴音器操作比較麻煩，耐用比較差，而且還容易受收音機信號的干擾，出現(xiàn)雜音和呼嘯聲。第二個階段是2.4G外置無線擴音器，有效解決了第一階段擴音器的大部分問題；這一階段的擴音采用的無線鼠標的工作原理；具有免設(shè)置、不收FM收音機和手機等信號干擾、無線范圍可達50米；但是接收器的插孔容易損壞，而且要給3個設(shè)備進行充電。第三個階段是UHF內(nèi)置無線，有效解決了第二階段擴音器的大部分問題；利用KTV麥克風原理開機相連，具有免設(shè)置、不受信號干擾、無線達到30米的范圍等特點，但是它的無線范圍不夠廣，穿墻性差。第四個階段是2.4G內(nèi)置無線擴音器，有效解決了第三階段擴音器的所有問題；具有免設(shè)置、內(nèi)置2.4G無線、拒絕所有信號干擾、無雜音呼嘯、無線距離50米、可穿墻、充電容易和功耗小等特點。第四階段的無線擴音器采用了藍牙技術(shù)。
可以看出，藍牙技術(shù)在擴音器中的應用，解決了無線擴音器在音質(zhì)、操作、使用范圍等方面的問題。隨著生活質(zhì)量的提高，人們對生活享受的要求也越來越高。擴音器作為人們用來保護嗓子實現(xiàn)擴音的設(shè)備，音質(zhì)、性能方面的提高會越來越受歡迎。所以，現(xiàn)階段研究藍牙技術(shù)在擴音器中的應用是非常有必要的。
一、藍牙技術(shù)的概述
了解藍牙技術(shù)前，我們先來了解一下2.4G技術(shù)。2.4G技術(shù)是一種短距離無線傳輸技術(shù)，具有雙向傳播、抗干擾性強、傳輸距離遠和耗電少等優(yōu)點。所謂藍牙技術(shù)就是一種基于2.4G技術(shù)的無線傳輸協(xié)議，由于采用的協(xié)議不同，所以有區(qū)別于其他的2.4G技術(shù)。也就是說，藍牙技術(shù)實際上就是一種短距離的無線通信技術(shù)。
藍牙是一種短距離無線通信的技術(shù)規(guī)范，它由于體積小、功耗低等特點，被應用在大部分對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動便攜設(shè)備之中，擴音器只是其中的一種。藍牙技術(shù)主要具有以下幾個特點：
（1）全球范圍內(nèi)適用。藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，是通過各國的無線電資源管理部門許可適用的頻段。
（2）同時可以傳輸語音和數(shù)據(jù)。藍牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語言同時傳輸?shù)男诺馈?/span>
（3）可建立臨時的對等連接。根據(jù)藍牙設(shè)備在網(wǎng)絡中的角色，可設(shè)置主從藍牙設(shè)備，實現(xiàn)主從設(shè)備的點對點的通信。
（4）高抗干擾能力。由于開放性使用的ISM頻段的無線設(shè)備非常多，藍牙技術(shù)采用了跳頻的方式來擴展頻譜，而且跳頻的順序是偽隨機的，所以抗干擾性強。
（5）藍牙模塊體積小、易于集成。功耗低。開放的接口標準。SIG為了推廣藍牙技術(shù)的應用，公開了全部的藍牙技術(shù)標準。
（6）成本低。隨著市場的需求越來越大，藍牙芯片和藍牙模塊的開發(fā)也越來越多，導致藍牙產(chǎn)品的價格也相應地飛快降低。
二、藍牙擴音器的應用
在藍牙技術(shù)之前，大部分的擴音器都是僅僅實現(xiàn)擴音器與話筒的信號連接，而不能實現(xiàn)電腦、手機等信號的連接。藍牙技術(shù)的出現(xiàn)，擴音器可以實現(xiàn)麥克風信號的擴音之外，還能連接手機、電腦等藍牙設(shè)備，實現(xiàn)擴音。這樣，給擴音器帶來了新的發(fā)展空間。擴音器的主要由麥克風、功放電路及音箱三部分組成。藍牙技術(shù)主要應用在擴音器的麥克風和音箱兩個部分。根據(jù)擴音器使用的情況，導游和教師使用的頻率最高，接下來將介紹藍牙擴音器在導游和教師方面的使用必要性。
2.1藍牙導游擴音器
大家都知道導游是經(jīng)常要帶隊外出，在路途中要不斷地給游客講解景點。導游使用擴音器給大家講解旅程安排和景點時，無線擴音器都比有線擴音器更加方便攜帶和使用。無線擴音器的品種很多，基本上都能實現(xiàn)這些要求。從音質(zhì)方面要求來看，2.4G無線擴音器、UHF無線擴音器、藍牙擴音器都能實現(xiàn)這些要求。但是，如果導游一路都要給大家一直講解景點，就不免對導游的嗓子帶來了一定程度的要求，而不講解又會導致旅客對景點的認識不充分。那么用電腦或者手機給旅客播放景點講解音頻，就可以充分解決這些問題。如何用電腦和手機讓旅客能享受到大聲清晰的講解，成了對導游的考驗。有些導游帶個大音箱放在車上，有些導游播放的音質(zhì)出現(xiàn)了很多的問題，導致旅客出現(xiàn)了各種各樣的抱怨。藍牙擴音器的出現(xiàn)，可以充分解決這些問題。首先藍牙擴音器體積小，方便攜帶；聲音信號不容易受到干擾，音質(zhì)較好；最重要的是可以連接無線麥克風、手機、平板電腦等移動設(shè)備。為了配備手機、平板電腦的使用，藍牙麥克風是無線擴音器的一種優(yōu)質(zhì)選擇。從所有設(shè)備的攜帶、音質(zhì)方面考慮，導游擴音器中采用藍牙麥克風是非常有優(yōu)勢的。
2.2藍牙教師擴音器
老師在講課的過程中，需要講很多話，嗓子很容易受到傷害，為了能使學生清晰地聽課，老師又能保護好嗓子。擴音器在教師中的應用就是非常廣泛的。
藍牙擴音器在教師中除了有在導游方面使用的同等優(yōu)點外，還有兩方面的應用特點。一是便攜式的藍牙擴音器系統(tǒng)；由于擴音器輕巧便于攜帶，可以隨時方便攜帶使用。二是多個藍牙麥克風、匹配一個藍牙擴音器的系統(tǒng)；教師只需要帶藍牙麥克風，就可以在按照了藍牙擴音器的課室使用擴音器；由于藍牙技術(shù)易于連接，大大減少了學校在擴音器中使用成本，也給每個老師帶來了很大的方便。
由于大多數(shù)功放只能接收模擬音頻信號，對應的各集成電路的接口幾乎都是模擬的，因此模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換就需要反復進行。然而，這樣的過程會引入量化噪聲，導致音質(zhì)有所下降，從而效果無法達到最佳。數(shù)字功放在功耗和體積上占有絕對的優(yōu)勢，已廣泛應用于汽車音響和要求較高的重低音有源音箱。本文設(shè)計了一款數(shù)字擴音器，該擴音器具有電路簡單、開發(fā)周期短、穩(wěn)定性高等特點。
三、擴音器總體方案設(shè)計
本文設(shè)計的數(shù)字擴音器主要采用D類音頻功率放大器元件，該元件的作用就是把來自音源或前級放大器的弱信號放大，從而達到設(shè)計的要求。設(shè)計的數(shù)字擴音器具備以下功能H]：①放大音頻；②調(diào)節(jié)音調(diào)；③調(diào)節(jié)音量。
數(shù)字擴音器主要由4個模塊構(gòu)成(見圖1)，包括音頻輸入、選頻網(wǎng)絡、放大模塊、數(shù)字功放。4個模塊的作用如下所示：
(1)音頻輸入。檢測的聲音被采集后送到控制系統(tǒng)。(2)選頻網(wǎng)絡。利用電阻電容的分頻網(wǎng)絡實現(xiàn)音調(diào)調(diào)節(jié)。(3)放大模塊。利用運算放大器構(gòu)成的放大電路對信號電壓進行放大。(4)數(shù)字功放。利用數(shù)字電路的原理對音頻信號進行電流放大，從而驅(qū)動揚聲器。通過滑動變阻器的調(diào)節(jié)改變輸入信號的頻率，然后通過選頻網(wǎng)絡將頻率調(diào)節(jié)到預期值，再通過電壓放大器調(diào)節(jié)音調(diào)的大小，最后信號傳輸?shù)紻類功放芯片。通過電流放大促使功率放大來驅(qū)動揚聲器工作，最終達到數(shù)字信號放大的設(shè)計要求和預期效果。
四、數(shù)字擴音器硬件設(shè)計
4.1電源電路設(shè)計
本文主要采用橋式整流電路，該電路的原理比較簡單。電源電路將220V的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?2V的直流電壓，電源電路原理如圖2所示。
利用變壓器的特性將220V的電壓轉(zhuǎn)化為一個低壓交流電，然后經(jīng)橋式整流電路轉(zhuǎn)變成脈動的直流電加到電容C9，再經(jīng)過濾波作用產(chǎn)生一個15V的直流電壓，這部分電壓提供給功率放大器；15V直流電壓經(jīng)過LM7812的降壓作用產(chǎn)生一個12V的直流電壓，該直流電壓符合運算放大器工作的要求。
4.2音量調(diào)整電路設(shè)計
音量調(diào)整電路的核心器件是一個電位器R10，R10的主要作用就是分壓。按照一定的規(guī)律或比例在變阻器上滑動浮點，產(chǎn)生不同的輸出值，從而完成音量的調(diào)整和改變。
4.3音調(diào)調(diào)整電路設(shè)計
音調(diào)調(diào)整電路設(shè)計采用的是反比例運算放大器，由電阻和電容形成一個選頻網(wǎng)絡，通過改變電容兩極板間的距離和正對面積來改變電容的大小，從而改變網(wǎng)絡的頻率以實現(xiàn)音調(diào)的調(diào)整。
4.4數(shù)字功放
D類功放對信號進行轉(zhuǎn)換，損耗幾乎為零，因此電源的利用率非常高。本文設(shè)計主要以D類功放為主。功率放大電路由4個組成部分，分別是電路供電、信號輸入、功放處理和信號輸出n。數(shù)字功放芯片采用TDA8932芯片。輸入的音頻模擬信號經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制處理后，按照一定的比例形成一個脈沖鏈，被放大的信號再由低通濾波器將高頻部分濾除，得到一個被放大的輸入信號波形來驅(qū)動揚聲器，最終達到數(shù)字信號放大的目的。
本文設(shè)計的數(shù)字擴音器主要由4個重要組成部分，分別是電源電路、音量調(diào)整電路、音調(diào)調(diào)整電路和數(shù)字功放電路，每個組成部分都起著至關(guān)重要的作用。音頻信號經(jīng)電流放大，從而驅(qū)動揚聲器，最終達到音頻放大、音調(diào)和音量調(diào)節(jié)的效果。
結(jié)語
隨著科技的更新，人們生活水平的提高，人們對生活的品質(zhì)要求越來越高。作為比較成熟的新技術(shù)之一的藍牙技術(shù)，在無線系統(tǒng)中將應用的更廣泛。為了順應技術(shù)發(fā)展的需要，我們應該致力于完善藍牙技術(shù)，并讓它應用得更加廣泛。
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