Conception et développement d'amplificateurs

2020-05-18 21:28:07 fandoukeji

Les amplificateurs sans fil sont passés par quatre étapes. La première étape est le haut-parleur sans fil FM. Parce que le coût de la FM est relativement faible, il est très attractif en termes de prix; cependant, le fonctionnement du haut-parleur sans fil FM est plus gênant, moins durable et il est également sensible aux interférences des signaux radio. Bruit et sifflement. Le deuxième étage est l'amplificateur sans fil externe 2.4G, qui résout efficacement la plupart des problèmes du premier étage de l'amplificateur; le principe de fonctionnement de la souris sans fil utilisée dans l'amplificateur à ce stade; sans réglage et sans radio FM Il interfère avec des signaux tels que les téléphones portables et a une portée sans fil pouvant atteindre 50 mètres; mais la prise du récepteur est facilement endommagée et il doit charger trois appareils. Le troisième étage est sans fil UHF intégré, qui résout efficacement la plupart des problèmes des haut-parleurs du deuxième étage; en utilisant le principe du microphone KTV pour se connecter à la machine, il a les caractéristiques d'aucun réglage, aucune interférence de signal et une portée sans fil de 30 mètres, mais il La portée sans fil n'est pas suffisamment large et la pénétration du mur est médiocre. Le quatrième étage est l'amplificateur sans fil intégré 2.4G, qui résout efficacement tous les problèmes de l'amplificateur du troisième étage; il n'a pas de réglage, sans fil 2.4G intégré, rejette toutes les interférences de signal, aucun bruit et sifflement, une distance sans fil de 50 mètres, peut Pénétration dans le mur, charge facile et faible consommation d'énergie. Le quatrième étage de l'amplificateur sans fil utilise la technologie Bluetooth.


On peut voir que l'application de la technologie Bluetooth dans le haut-parleur résout les problèmes du haut-parleur sans fil en termes de qualité sonore, de fonctionnement et de champ d'utilisation. Avec l'amélioration de la qualité de vie, les exigences des gens en matière de plaisir de vivre augmentent de plus en plus. En tant qu'appareil utilisé par les gens pour protéger leur gorge et obtenir une amplification sonore, l'amélioration de la qualité et des performances sonores deviendra de plus en plus populaire. Par conséquent, il est très nécessaire d'étudier l'application de la technologie Bluetooth dans l'amplificateur à ce stade.


1. Présentation de la technologie Bluetooth

Avant de comprendre la technologie Bluetooth, comprenons d'abord la technologie 2.4G. La technologie 2.4G est une technologie de transmission sans fil à courte distance, qui présente les avantages d'une propagation bidirectionnelle, d'une forte protection contre les interférences, d'une longue distance de transmission et d'une faible consommation d'énergie. La technologie dite Bluetooth est un protocole de transmission sans fil basé sur la technologie 2.4G. En raison des différents protocoles utilisés, elle est différente des autres technologies 2.4G. En d'autres termes, la technologie Bluetooth est en fait une technologie de communication sans fil à courte portée.


Le Bluetooth est une spécification technique pour les communications sans fil à courte portée. En raison de sa petite taille et de sa faible consommation d'énergie, il est utilisé dans la plupart des appareils portables qui ne nécessitent pas de taux de transmission de données élevés. L'amplificateur n'est que l'un d'entre eux . La technologie Bluetooth présente principalement les caractéristiques suivantes:


(1) Applicable dans le monde entier. Bluetooth fonctionne dans la bande ISM 2,4 GHz, qui est une bande de fréquences approuvée par les services de gestion des ressources radio de divers pays.


(2) La voix et les données peuvent être transmises en même temps. Bluetooth utilise des technologies à commutation de circuits et à commutation de paquets pour prendre en charge les canaux de données asynchrones, les canaux vocaux à trois voies et les canaux pour la transmission simultanée de données asynchrones et d'un langage synchrone.


(3) Une connexion poste à poste temporaire peut être établie. Selon le rôle du périphérique Bluetooth dans le réseau, vous pouvez configurer les périphériques Bluetooth maître et esclave pour établir une communication point à point entre les périphériques maître et esclave.


(4) Haute capacité anti-interférence. Parce qu'il existe de nombreux appareils sans fil dans la bande ISM ouverte, la technologie Bluetooth utilise le saut de fréquence pour étendre le spectre, et l'ordre de saut de fréquence est pseudo-aléatoire, donc il a une forte anti-interférence.


(5) Le module Bluetooth est petit et facile à intégrer. Faible consommation d'énergie. Norme d'interface ouverte. Afin de promouvoir l'application de la technologie Bluetooth, SIG a publié toutes les normes de technologie Bluetooth.


(6) Faible coût. Avec la demande croissante du marché, de plus en plus de puces Bluetooth et de modules Bluetooth ont été développés, conduisant à une baisse rapide correspondante du prix des produits Bluetooth.


蓝牙扩音器方案设计

Deuxièmement, l'application de l'amplificateur Bluetooth

Avant la technologie Bluetooth, la plupart des amplificateurs ne réalisaient que la connexion du signal entre le microphone et le microphone, mais ne pouvaient pas réaliser la connexion de signaux tels que les ordinateurs et les téléphones portables. Avec l'avènement de la technologie Bluetooth, le microphone peut non seulement amplifier le signal du microphone, mais également connecter des appareils Bluetooth tels que des téléphones portables et des ordinateurs pour réaliser l'amplification sonore. De cette façon, il apporte un nouvel espace de développement à l'amplificateur. L'amplificateur est principalement composé de trois parties: microphone, circuit amplificateur de puissance et haut-parleur. La technologie Bluetooth est principalement utilisée dans le microphone et le haut-parleur du haut-parleur. Selon la situation d'utilisation des haut-parleurs, les guides et les enseignants utilisent la fréquence la plus élevée. Ensuite, nous introduirons la nécessité d'utiliser des haut-parleurs Bluetooth pour les guides et les enseignants.


2.1 Microphone de guidage Bluetooth


Tout le monde sait que les guides touristiques doivent souvent sortir avec une équipe et ils doivent constamment expliquer les sites touristiques aux touristes en chemin. Lorsque le guide utilise un haut-parleur pour expliquer les dispositions de voyage et les attractions, les haut-parleurs sans fil sont plus pratiques à transporter et à utiliser que les haut-parleurs filaires. Il existe de nombreux types de haut-parleurs sans fil, qui peuvent essentiellement répondre à ces exigences. Du point de vue des exigences de qualité sonore, les haut-parleurs sans fil 2,4 G, les haut-parleurs sans fil UHF et les haut-parleurs Bluetooth peuvent tous répondre à ces exigences. Cependant, si le guide doit expliquer les attractions à tout le monde, cela entraînera inévitablement un certain degré de demande à la voix du guide, et sans explication, cela entraînera une compréhension insuffisante des attractions des touristes. Utilisez ensuite l'ordinateur ou le téléphone portable pour diffuser l'audio des sites pittoresques aux passagers, ce qui peut résoudre complètement ces problèmes. Comment utiliser les ordinateurs et les téléphones portables pour permettre aux voyageurs de profiter d'explications claires et claires est devenu un test pour les guides touristiques. Certains guides touristiques mettent un gros haut-parleur sur la voiture, et certains guides touristiques ont beaucoup de problèmes avec la qualité sonore, ce qui fait que les passagers ont diverses plaintes. L'émergence de haut-parleurs Bluetooth peut résoudre complètement ces problèmes. Tout d'abord, les haut-parleurs Bluetooth sont petits et faciles à transporter; le signal sonore n'est pas facilement perturbé et la qualité du son est bonne; la chose la plus importante est qu'elle peut être connectée à des appareils mobiles tels que des microphones sans fil, des téléphones portables et des tablettes. Pour être équipés de téléphones portables et de tablettes, les microphones Bluetooth sont un bon choix pour les enceintes sans fil. Compte tenu de la portabilité et de la qualité sonore de tous les appareils, l'utilisation de microphones Bluetooth dans les haut-parleurs des guides touristiques est très avantageuse.



2.2 Microphone Bluetooth pour enseignant


Pendant le cours, l'enseignant doit parler beaucoup de mots et sa gorge est facilement blessée. Afin de permettre aux étudiants d'écouter clairement le cours, l'enseignant peut protéger sa gorge. L'application des haut-parleurs chez les enseignants est très étendue.


En plus des mêmes avantages que l'enceinte Bluetooth dans le guide touristique, il existe également deux caractéristiques d'application. Le premier est un système de microphone Bluetooth portable; parce que le microphone est léger et portable, il peut être facilement utilisé à tout moment. Le second est un système avec plusieurs microphones Bluetooth et correspondant à un microphone Bluetooth; les enseignants n'ont qu'à apporter un microphone Bluetooth, ils peuvent utiliser le microphone dans la salle de classe conformément au microphone Bluetooth; parce que la technologie Bluetooth est facile à connecter, ce qui réduit considérablement le nombre d'écoles Le coût d'utilisation de l'amplificateur apporte également une grande commodité à chaque enseignant.


Comme la plupart des amplificateurs de puissance ne peuvent recevoir que des signaux audio analogiques, les interfaces des circuits intégrés correspondants sont presque toutes analogiques, de sorte que la conversion analogique-numérique et la conversion numérique-analogique doivent être répétées. Cependant, un tel processus introduira un bruit de quantification, entraînant une diminution de la qualité sonore, de sorte que l'effet ne peut pas être optimal. Les amplificateurs de puissance numériques ont des avantages absolus en termes de consommation d'énergie et de volume, et ont été largement utilisés dans l'audio de voiture et les haut-parleurs de graves actifs avec des exigences plus élevées. Cet article a conçu un haut-parleur numérique qui présente les caractéristiques d'un circuit simple, d'un cycle de développement court et d'une grande stabilité.


扩音器电路板设计开发

3. La conception globale de l'amplificateur

L'amplificateur numérique conçu dans ce document utilise principalement des composants d'amplificateur de puissance audio de classe D. La fonction de ce composant est d'amplifier le signal faible de la source sonore ou du préamplificateur pour répondre aux exigences de conception. L'amplificateur numérique conçu a les fonctions H suivantes: ①Amplifier l'audio; ②Régler la tonalité; ③Régler le volume.


L'amplificateur numérique est principalement composé de 4 modules (voir figure 1), comprenant une entrée audio, un réseau de sélection de fréquence, un module d'amplification et un amplificateur de puissance numérique. Les fonctions des quatre modules sont les suivantes:


(1) Entrée audio. Le son détecté est collecté et envoyé au système de contrôle. (2) Réseau de sélection de fréquence. Utilisation du réseau de croisement résistance-condensateur pour obtenir un réglage de tonalité. (3) Module d'amplification. Un circuit amplificateur composé d'un amplificateur opérationnel amplifie la tension du signal. (4) Amplificateur de puissance numérique. Le principe du circuit numérique est utilisé pour amplifier le signal audio pour piloter le haut-parleur. La fréquence du signal d'entrée est modifiée par l'ajustement du rhéostat coulissant, puis la fréquence est ajustée à la valeur attendue via le réseau de sélection de fréquence, puis la taille de la tonalité est ajustée par l'amplificateur de tension, et enfin le signal est transmis à la puce d'amplificateur de classe D. L'amplification de puissance est utilisée pour conduire l'enceinte à travailler à travers l'amplification de courant, et enfin les exigences de conception et les effets attendus de l'amplification du signal numérique sont atteints.


图1 数字扩音器的总体框图

Quatrièmement, la conception matérielle de l'amplificateur numérique

4.1 Conception du circuit de puissance


Cet article utilise principalement un circuit redresseur en pont, le principe de ce circuit est relativement simple. Le circuit d'alimentation convertit la tension alternative de 220 V en tension continue de 12 V. Le principe du circuit d'alimentation est illustré à la figure 2.


Utilisez les caractéristiques du transformateur pour convertir la tension 220 V en un courant alternatif basse tension, puis convertissez-la en une alimentation CC pulsée via le circuit du pont redresseur et ajoutez-la au condensateur C9, puis générez une tension CC 15 V par l'action de filtrage. La tension continue génère une tension continue de 12 V grâce à l'effet abaisseur du LM7812, qui répond aux exigences de l'amplificateur opérationnel.

图2 扩音器电源电路原理

4.2 Conception du circuit de réglage du volume


Le dispositif central du circuit de réglage du volume est un potentiomètre R10, la fonction principale de R10 est de diviser la tension. Faites glisser la virgule flottante sur le rhéostat selon une certaine règle ou un certain rapport pour produire différentes valeurs de sortie, complétant ainsi l'ajustement et le changement du volume.


4.3 Conception du circuit de réglage de la tonalité


La conception du circuit de réglage de la tonalité utilise un amplificateur opérationnel proportionnel inverse. Un réseau de sélection de fréquence est formé par la résistance et le condensateur. La taille du condensateur est modifiée en modifiant la distance entre les deux plaques du condensateur et la zone en regard, modifiant ainsi la fréquence du réseau pour ajuster la tonalité.


4.4 Amplificateur numérique


L'amplificateur de puissance de classe D convertit le signal et la perte est presque nulle, le taux d'utilisation de l'alimentation est donc très élevé. La conception de cet article est principalement basée sur des amplificateurs de classe D. Le circuit amplificateur de puissance se compose de quatre composants, à savoir l'alimentation du circuit, l'entrée de signal, le traitement de l'amplificateur de puissance et la sortie de signal n. La puce d'amplificateur de puissance numérique adopte la puce TDA8932. Une fois que le signal analogique de fréquence audio d'entrée a subi un traitement de modulation de largeur d'impulsion, une chaîne d'impulsions est formée selon un certain rapport. Le signal amplifié est ensuite filtré par un filtre passe-bas pour supprimer la partie haute fréquence afin d'obtenir une forme d'onde de signal d'entrée amplifié pour piloter le haut-parleur. Enfin, l'objectif de l'amplification du signal numérique est atteint.


L'amplificateur numérique conçu dans cet article se compose principalement de quatre composants importants, à savoir le circuit de puissance, le circuit de réglage du volume, le circuit de réglage de la tonalité et le circuit de l'amplificateur de puissance numérique, chacun jouant un rôle essentiel. Le signal audio est amplifié par le courant pour piloter le haut-parleur, et enfin obtenir l'effet d'amplification audio, de réglage de la tonalité et du volume.


Conclusion


Avec la mise à jour de la technologie et l'amélioration du niveau de vie des gens, les gens ont des exigences de plus en plus élevées sur la qualité de vie. En tant que l'une des nouvelles technologies les plus matures, la technologie Bluetooth sera plus largement utilisée dans les systèmes sans fil. Afin de répondre aux besoins du développement technologique, nous devons nous engager à améliorer la technologie Bluetooth et à la rendre plus largement utilisée.