基于ISD1420的高響度語音電路設(shè)計
如圖2所示,語音電路在現(xiàn)場使用時只受控放音,
AT89C51的P3.6控制,放音時間長短由P3.6低電平保持時間決定。放音地址則由P3.2~P3.5決定。P3.5=0為“提示音”地址;P3.5=1為“發(fā)令槍聲”地址,P3.2~P3.4為地址微調(diào)。何時放音、放哪段聲音、放多長時間均由PLC發(fā)布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時,可用電瓶供電,所以電源設(shè)定為12V。由于在戶外使用,要求發(fā)出的聲音具有一定的響度,即要求語音電路有較大功率輸出。ISD1420內(nèi)部輸出級帶有放大器,其直接的揚(yáng)聲器驅(qū)動功率為12.2mW(16Ω負(fù)載),這距離我們的實際需要相差很大,因此后級功放必須保證能在低電壓下輸出大功率信號,以推動揚(yáng)聲器發(fā)聲。
要在單電源低電壓條件下輸出大功率信號,功放電路選擇橋接式無變壓器輸出電路(即BTL電路),其基本工作原理由圖3所示的分立元件BTL電路簡圖說明。圖中有四個輸出管VT1~VT4,揚(yáng)聲器接在兩個輸出端之間。在輸入信號u的正半周,VT1、VT4導(dǎo)通,VT2、VT3截止,輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負(fù)半周,VT2、VT3導(dǎo)通,VT1、VT4截止,輸出電流如圖中I2所示。正、負(fù)半周,揚(yáng)聲器上的電位差方向相反,大小相等,都接近電源電壓,所以對電源的利用率很高。理論上BTL電路效率可達(dá)78.5%。
實際使用的電路如圖2所示,兩片10W集成功率放大器TDA2003接成BTL電路形式,通過電容與揚(yáng)聲器直接耦合,利用同時“推”“挽”的原理,揚(yáng)聲器上正弦波峰峰值電壓近似為電源電壓的兩倍。輸出基本能滿足要求。
AT89C51的P3.6控制,放音時間長短由P3.6低電平保持時間決定。放音地址則由P3.2~P3.5決定。P3.5=0為“提示音”地址;P3.5=1為“發(fā)令槍聲”地址,P3.2~P3.4為地址微調(diào)。何時放音、放哪段聲音、放多長時間均由PLC發(fā)布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時,可用電瓶供電,所以電源設(shè)定為12V。由于在戶外使用,要求發(fā)出的聲音具有一定的響度,即要求語音電路有較大功率輸出。ISD1420內(nèi)部輸出級帶有放大器,其直接的揚(yáng)聲器驅(qū)動功率為12.2mW(16Ω負(fù)載),這距離我們的實際需要相差很大,因此后級功放必須保證能在低電壓下輸出大功率信號,以推動揚(yáng)聲器發(fā)聲。
要在單電源低電壓條件下輸出大功率信號,功放電路選擇橋接式無變壓器輸出電路(即BTL電路),其基本工作原理由圖3所示的分立元件BTL電路簡圖說明。圖中有四個輸出管VT1~VT4,揚(yáng)聲器接在兩個輸出端之間。在輸入信號u的正半周,VT1、VT4導(dǎo)通,VT2、VT3截止,輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負(fù)半周,VT2、VT3導(dǎo)通,VT1、VT4截止,輸出電流如圖中I2所示。正、負(fù)半周,揚(yáng)聲器上的電位差方向相反,大小相等,都接近電源電壓,所以對電源的利用率很高。理論上BTL電路效率可達(dá)78.5%。
實際使用的電路如圖2所示,兩片10W集成功率放大器TDA2003接成BTL電路形式,通過電容與揚(yáng)聲器直接耦合,利用同時“推”“挽”的原理,揚(yáng)聲器上正弦波峰峰值電壓近似為電源電壓的兩倍。輸出基本能滿足要求。
AT89C51的軟件設(shè)計相對簡單。主要包括與PLC的串行通訊程序(12MHz晶振、4800波特率、八位異步方式),放音控制程序,顯示控制程序及喂狗程序。由于都是常規(guī)的方法,這里不在贅述。
本起跑訓(xùn)練裝置的語音環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,調(diào)整方便,可靠性高,實際使用證明能夠滿足場地自行車訓(xùn)練要求。通過適當(dāng)調(diào)整,該環(huán)節(jié)可用于其他場地競賽訓(xùn)練。同時,該設(shè)計也為智能儀器提供較大功率語音信號輸出給出了有益的嘗試。
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