Diseño y desarrollo de esquema de altavoces

Los altavoces inalámbricos han pasado aproximadamente por un proceso de cuatro etapas. La primera etapa es el altavoz inalámbrico FM, porque el costo de FM es relativamente bajo, es muy atractivo en t

Los altavoces inalámbricos han pasado aproximadamente por un proceso de cuatro etapas. La primera etapa es el altavoz inalámbrico FM, porque el costo de FM es relativamente bajo, es muy atractivo en términos de precio; sin embargo, el altavoz inalámbrico FM es más problemático de operar, tiene poca durabilidad y es fácilmente interferido por señales de radio. Ruidos y aullidos. La segunda etapa es un altavoz inalámbrico externo de 2.4G, que resuelve de manera efectiva la mayoría de los problemas del altavoz de la primera etapa; el principio de funcionamiento del mouse inalámbrico usado en el altavoz de esta etapa; no tiene configuraciones ni radio FM Interfiere con señales como teléfonos móviles, y el alcance inalámbrico puede alcanzar los 50 metros; pero el conector del receptor se daña fácilmente y se deben cargar tres dispositivos. La tercera etapa es inalámbrica UHF incorporada, que resuelve de manera efectiva la mayoría de los problemas del altavoz de la segunda etapa; utiliza el principio del micrófono KTV para encender y conectar, que tiene las características de configuración libre, sin interferencia de señal y alcance inalámbrico de hasta 30 metros, pero El alcance inalámbrico no es lo suficientemente amplio y la penetración de la pared es pobre. La cuarta etapa es el altavoz inalámbrico incorporado de 2.4G, que resuelve de manera efectiva todos los problemas del altavoz de la tercera etapa; no tiene configuraciones, inalámbrico 2.4G incorporado, rechaza todas las interferencias de señal, sin ruido y silbidos, distancia inalámbrica de 50 metros, Características como penetración en la pared, fácil carga y bajo consumo de energía. El amplificador inalámbrico de la cuarta etapa utiliza tecnología Bluetooth.


Se puede ver que la aplicación de la tecnología Bluetooth en altavoces resuelve los problemas de los altavoces inalámbricos en cuanto a calidad de sonido, funcionamiento y rango de uso. Con la mejora de la calidad de vida, las personas tienen cada vez más requisitos para el disfrute de la vida. Los altavoces se utilizan para proteger sus voces y realizar la amplificación del sonido. La mejora de la calidad y el rendimiento del sonido se volverá cada vez más popular. Por tanto, es muy necesario estudiar la aplicación de la tecnología Bluetooth en altavoces en esta etapa.


1. Descripción general de la tecnología Bluetooth

Antes de comprender la tecnología Bluetooth, primero comprendamos la tecnología 2.4G. La tecnología 2.4G es una tecnología de transmisión inalámbrica de corta distancia, que tiene las ventajas de transmisión bidireccional, fuerte antiinterferencias, larga distancia de transmisión y bajo consumo de energía. La denominada tecnología Bluetooth es un protocolo de transmisión inalámbrica basado en la tecnología 2.4G. Debido a los diferentes protocolos utilizados, es diferente de otras tecnologías 2.4G. En otras palabras, la tecnología Bluetooth es en realidad una tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance.


Bluetooth es una especificación técnica para la comunicación inalámbrica de corto alcance. Debido a su pequeño tamaño y bajo consumo de energía, se utiliza en la mayoría de dispositivos portátiles móviles que no requieren altas velocidades de transmisión de datos. Los amplificadores son solo uno de ellos. . La tecnología Bluetooth tiene principalmente las siguientes características:


(1) Aplicable en todo el mundo. Bluetooth funciona en la banda de frecuencia ISM de 2,4 GHz, que es una banda de frecuencia autorizada por los departamentos de gestión de recursos de radio de varios países.


(2) La voz y los datos se pueden transmitir al mismo tiempo. Bluetooth utiliza tecnología de conmutación de circuitos y conmutación de paquetes para admitir canales de datos asíncronos, tres canales de voz y canales para la transmisión simultánea de datos asíncronos y lenguaje síncrono.


(3) Se puede establecer una conexión de igual a igual temporal. Según la función del dispositivo Bluetooth en la red, el dispositivo Bluetooth maestro-esclavo se puede configurar para realizar la comunicación punto a punto entre el dispositivo maestro-esclavo.


(4) Alta capacidad antiinterferente. Debido al uso abierto de dispositivos inalámbricos de banda ISM, la tecnología Bluetooth utiliza saltos de frecuencia para extender el espectro, y el orden de salto de frecuencia es pseudoaleatorio, por lo que tiene una fuerte antiinterferencia.


(5) El módulo Bluetooth es de tamaño pequeño y fácil de integrar. Bajo consumo de energía. Estándares de interfaz abierta. Con el fin de promover la aplicación de la tecnología Bluetooth, SIG ha publicado todos los estándares de la tecnología Bluetooth.


(6) Bajo costo. Con la creciente demanda del mercado, el desarrollo de chips y módulos Bluetooth también ha aumentado, lo que ha dado como resultado una rápida reducción correspondiente en el precio de los productos Bluetooth.

蓝牙扩音器方案设计

En segundo lugar, la aplicación del altavoz Bluetooth.

Antes de la tecnología Bluetooth, la mayoría de los altavoces solo se daban cuenta de la conexión de señal entre el altavoz y el micrófono, y no podían realizar la conexión de señal de computadoras, teléfonos móviles, etc. Con la llegada de la tecnología Bluetooth, los altavoces no solo pueden amplificar las señales del micrófono, sino que también pueden conectarse a dispositivos Bluetooth como teléfonos móviles y computadoras para lograr amplificación. De esta manera, el nuevo espacio de desarrollo se lleva al altavoz. El altavoz se compone principalmente de tres partes: micrófono, circuito amplificador de potencia y altavoz. La tecnología Bluetooth se utiliza principalmente en dos partes, el micrófono y el altavoz del amplificador. De acuerdo con la situación de uso de los altavoces, los guías turísticos y los profesores utilizan la frecuencia más alta. A continuación, presentaremos la necesidad de utilizar altavoces Bluetooth para los guías turísticos y los profesores.


2.1 Amplificador de guía turístico Bluetooth


Todo el mundo sabe que los guías turísticos a menudo sacan al equipo y deben explicar constantemente las vistas a los turistas en el camino. Cuando el guía turístico usa el altavoz para explicar el itinerario y las atracciones, los altavoces inalámbricos son más convenientes de llevar y usar que los altavoces con cable. Existen muchos tipos de altavoces inalámbricos, que básicamente pueden cumplir con estos requisitos. Desde la perspectiva de los requisitos de calidad del sonido, los altavoces inalámbricos 2.4G, los altavoces inalámbricos UHF y los altavoces Bluetooth pueden cumplir estos requisitos. Sin embargo, si el guía turístico tiene que explicar los lugares escénicos a todos durante todo el camino, inevitablemente traerá un cierto nivel de requisitos a la voz del guía turístico, y la falta de explicación conducirá a una comprensión insuficiente de los lugares escénicos. Luego, usar una computadora o un teléfono móvil para reproducir el audio de los lugares escénicos para los turistas puede resolver completamente estos problemas. Cómo utilizar las computadoras y los teléfonos móviles para que los pasajeros disfruten de explicaciones fuertes y claras se ha convertido en una prueba para los guías turísticos. Algunos guías turísticos llevaron un parlante grande al automóvil y algunos guías turísticos tuvieron muchos problemas con la calidad del sonido de la transmisión, lo que generó varias quejas de los pasajeros. La aparición de altavoces Bluetooth puede resolver completamente estos problemas. En primer lugar, el amplificador Bluetooth es de tamaño pequeño y fácil de transportar; la señal de sonido no se interfiere fácilmente y la calidad del sonido es mejor; lo más importante es que se puede conectar a dispositivos móviles como micrófonos inalámbricos, teléfonos móviles y tabletas. Para equipar teléfonos móviles y tabletas, los micrófonos Bluetooth son una opción de alta calidad para altavoces inalámbricos. Teniendo en cuenta la portabilidad y la calidad del sonido de todos los equipos, es muy ventajoso utilizar un micrófono Bluetooth en un amplificador de guía turístico.


2.2 amplificador de profesor Bluetooth


El maestro necesita hablar mucho durante la conferencia y su voz se lastima fácilmente. Para permitir que los estudiantes escuchen la conferencia con claridad, el maestro puede proteger su voz. Los altavoces se utilizan ampliamente en los profesores.


Además de las mismas ventajas que se utilizan en los guías turísticos, los altavoces Bluetooth tienen dos características de aplicación entre los profesores. Uno es un sistema de altavoz Bluetooth portátil; debido a que el altavoz es liviano y fácil de transportar, se puede transportar y usar fácilmente en cualquier momento. El segundo es un sistema con varios micrófonos Bluetooth y un altavoz Bluetooth; los profesores solo necesitan traer un micrófono Bluetooth para usar el altavoz en el aula que tiene un altavoz Bluetooth; debido a que la tecnología Bluetooth es fácil de conectar, reduce en gran medida la El costo de uso del altavoz también brinda una gran comodidad a cada maestro.


Dado que la mayoría de los amplificadores de potencia solo pueden recibir señales de audio analógicas, las interfaces de los circuitos integrados correspondientes son casi todas analógicas, por lo que es necesario repetir la conversión de analógico a digital y la conversión de digital a analógico. Sin embargo, dicho proceso introducirá ruido de cuantificación, lo que dará como resultado una disminución en la calidad del sonido y el efecto puede no ser óptimo. Los amplificadores digitales tienen ventajas absolutas en cuanto a consumo de energía y tamaño, y se han utilizado ampliamente en el audio del automóvil y en los exigentes altavoces activos de graves pesados. Este documento diseña un altavoz digital, que tiene las características de circuito simple, ciclo de desarrollo corto y alta estabilidad.

扩音器电路板设计开发

En tercer lugar, el diseño general del altavoz.

El altavoz digital diseñado en este documento adopta principalmente componentes de amplificador de potencia de audio de Clase D. La función de este componente es amplificar la señal débil de la fuente de audio o el preamplificador para cumplir con los requisitos de diseño. El amplificador digital diseñado tiene las siguientes funciones H]: ①Amplificar el audio; ②Ajustar el tono; ③Ajustar el volumen.


El amplificador digital se compone principalmente de 4 módulos (consulte la Figura 1), incluida la entrada de audio, la red de selección de frecuencia, el módulo de amplificación y el amplificador de potencia digital. Las funciones de los 4 módulos son las siguientes:


(1) Entrada de audio. El sonido detectado se recopila y se envía al sistema de control. (2) Red de selección de frecuencia. Se utiliza una red divisoria de frecuencia de resistencias y condensadores para lograr el ajuste de tono. (3) Módulo de amplificación. El voltaje de la señal se amplifica mediante un circuito amplificador compuesto por un amplificador operacional. (4) Amplificador de potencia digital. El principio del circuito digital se utiliza para amplificar la señal de audio para impulsar el altavoz. La frecuencia de la señal de entrada se cambia mediante el ajuste del reóstato deslizante, y luego la frecuencia se ajusta al valor esperado a través de la red de selección de frecuencia, y luego el tono se ajusta a través del amplificador de voltaje, y finalmente la señal se transmite al chip amplificador de potencia de clase D. La amplificación de corriente promueve la amplificación de potencia para hacer funcionar el altavoz y finalmente logra los requisitos de diseño y los efectos esperados de la amplificación de la señal digital.

图1 数字扩音器的总体框图

Cuarto, diseño de hardware de amplificador digital

4.1 Diseño del circuito de la fuente de alimentación


Este texto adopta principalmente el circuito rectificador de puente, el principio de este circuito es relativamente simple. El circuito de alimentación transforma el voltaje de CA de 220 V en un voltaje de CC de 12 V. El principio del circuito de alimentación se muestra en la Figura 2.


Usando las características del transformador, el voltaje de 220 V se convierte en una corriente alterna de bajo voltaje y luego se convierte en una corriente continua pulsante a través del circuito rectificador de puente y se agrega al condensador C9, y luego se filtra para generar un voltaje de corriente continua de 15 V, que se proporciona al amplificador de potencia; 15 V El voltaje de CC genera un voltaje de CC de 12 V mediante la acción de reducción del LM7812, que cumple con los requisitos del amplificador operacional.

图2 扩音器电源电路原理

4.2 Diseño del circuito de ajuste de volumen


El componente central del circuito de ajuste de volumen es un potenciómetro R10. La función principal de R10 es dividir el voltaje. Deslice el punto flotante en el reóstato de acuerdo con una cierta regla o proporción para producir diferentes valores de salida, completando así el ajuste y cambio del volumen.


4.3 Diseño del circuito de ajuste de tono


El diseño del circuito de ajuste de tono utiliza un amplificador operacional inversamente proporcional. Una red de selección de frecuencia está formada por resistencias y condensadores. El tamaño del condensador se cambia cambiando la distancia entre las dos placas del condensador y el área de revestimiento, cambiando así la frecuencia de la red para lograr el ajuste de tono.


4.4 Amplificador de potencia digital


El amplificador de potencia de clase D convierte la señal y la pérdida es casi nula, por lo que la tasa de utilización de la fuente de alimentación es muy alta. El diseño de este artículo se basa principalmente en un amplificador de potencia de clase D. El circuito del amplificador de potencia consta de 4 componentes, que son la fuente de alimentación del circuito, la entrada de señal, el procesamiento del amplificador de potencia y la salida de señal n. El chip amplificador de potencia digital adopta el chip TDA8932. Después de que la señal analógica de audio de entrada se procesa mediante modulación de ancho de pulso, se forma una cadena de pulsos de acuerdo con una cierta relación, y la señal amplificada se filtra mediante un filtro de paso bajo para eliminar la parte de alta frecuencia, y se obtiene una forma de onda de la señal de entrada amplificada para impulsar el altavoz. Finalmente lograr el propósito de la amplificación de la señal digital.


El amplificador digital diseñado en este artículo se compone principalmente de 4 componentes importantes, a saber, el circuito de suministro de energía, el circuito de ajuste de volumen, el circuito de ajuste de tono y el circuito del amplificador de potencia digital, cada uno de los cuales juega un papel vital. La señal de audio es amplificada por la corriente para impulsar el altavoz y finalmente lograr el efecto de amplificación de audio, ajuste de tono y volumen.


Conclusión


Con la renovación de la tecnología y la mejora del nivel de vida de las personas, las personas tienen requisitos cada vez más altos para la calidad de vida. Como una de las nuevas tecnologías más maduras, la tecnología Bluetooth se utilizará más ampliamente en sistemas inalámbricos. Para satisfacer las necesidades del desarrollo tecnológico, debemos dedicarnos a perfeccionar la tecnología Bluetooth y hacerla más utilizada.