维普资讯 http://www.cqvip.com 第９卷第６期 ２０ｏ７年６月 薪瓣壤罅 厕 Ｖｏｌ＿９ Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ．２０ｏ７ 用ＳＧ２７０／Ｕ＼／Ｉ４８８４和ＡＴ８９Ｃ５１设计的 音频信号均幅控制放大器 王广武 （长沙韶光微电子总公司，湖南 长沙４１０１２９） 摘 要：介绍了用ＳＧ２７０＊－Ｊ－控增益音频放大器、ＡＴ８９Ｃ５１单片机和ＬＭ４８８４Ｂ＊－Ｊ－抑制射频干扰 音频放大器进行自反馈即时音频输入信号放大和智能协制均幅信号输出的电路组 成，提出了用于音源不稳定或嘈杂背景下话筒（麦克风）音频信号智能放大器的设计构想， 同时给出了硬件电路原理图和软件方案。 关键词：自控增益放大器；抑制干扰音频功率放大器；单片微型计算机 ０引言 现在的学校．有许多已经采用计算机加网络 多媒体系统来进行现场教学。此外，工程施工人 员在施工现场进行对讲通话。驾驶人员在开动的 坦克等自行火炮车辆上进行通话等。都避免不了 讲话时嘈杂的背景噪声或无线干扰（包括网络射 频干扰）。因而声音有大有小。怎样才能使听到 的广播声或耳机中说话的声音平稳清晰？本文给 出了一种用ＳＧ２７０、ＬＭ４８８４电路配合ＡＴ８９Ｃ５１单 片机来解决干扰问题的实现方案。 ＩＮ＋ ＩＮ． Ｃ Ｂ ＶＣＣ ＯＵｒ Ａ ＳＱ ＳＱＯＬＩＴ ＧＮＤ 图１ ＳＧ２７０的引脚排列 ＳＧ２７０的主要电参数如下： ◇电压增益：无控制电压或输入信号为０～５ ｍＶｆｌ￣，Ａ ＶＤ￣＞７０倍；输入信号为６～７０ ｍＶ时，Ａ ＶＤ 为７０～１倍 ◇直流输出电压：５～７ Ｖ（电源为１２Ｖ时）； １ 电路主要器件 １．１ ＳＧ２７０放大器 ◇输出电压：Ｉ＞５ Ｖ（电源电压１２Ｖ时）； ◇输入偏置电流， ≤１０ Ａ； ◇功耗电流Ｉｐ≤１０ ｍＡ； ◇电路固有压控电压：２．１～２．５ Ｖ ◇压控温漂：一４ ｍＶ／￣Ｃ或±０．２ Ｖ／１００℃，当 ＳＧ２７０电路为国产工业级（一４０℃～＋８５℃）可 控增益音频放大器【ｒ－。该芯片的１、２脚为正、反 相信号输入端。Ａ、Ｂ、Ｃ为压控输入端，增益控 制电压范围为２．１～２．５ Ｖ。可通过输出反馈信号来 即时进行自动增益控制。 若把ＳＧ２７０用作信号鉴 ＳＧ２７０用于气温条件相对较差的野外环境时，应 对ＳＧ２７０进行温度补偿（负系数），否则，在全部 温度范围内。ＳＧ２７０的输出幅度会产生±０．２ Ｖ的 温度漂移。 ◇增益调整范围ＡＡｖ为一７０ ｄＢ １．２ ＬＭ４８８４放大电路 幅电路，那么，ＳＱｆｌ［１为音频信号输入端，当输入 信号达到一定幅度时，ＳＱＯＵＴ端输出高电平（９ 脚须接上拉电阻）以此作为输出允许信号。 ＳＧ２７０的封装形式为Ｊ型或Ｄ型ＤＩＰ双列直插陶瓷 封装，图１所示是其引脚排列图。 收稿日期：２００７一叭一１８ ＬＭ４８８４是美国国家半导体公司的Ｂｏｏｍｅｒ音 频放大器，该器件具有噪音抑制功能，可以抑制 混入放大器的射频信号。从而有效地确保调制解 ｗｗｌｕ）．ｅｃｄｔ１．ｃｒ，２００７．ｌ６电手元器件主用 ｌ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第９卷第６期 电手元嚣件主用 Ｖ０１．９ Ｎｏ．６ ２０ｏ７年６月 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ＆Ｄｅｖｉｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｊｕｎｅ．２００７ 调器不受噪音影响，同时能有效地抑制来自无线 １．３ ＡＴ８９Ｃ５１单片机 笔记本电脑及手机等电子产品的干扰，有助于提 ＡＴ８９Ｃ５１是美国ＡＴＭＥＬ公司生产的带４ ＫＢ片 高扬声器的声音清晰程度。ＬＭ４８８４具有低电平 内Ｆｌａｓｈ程序存储器的４０引脚单片机，其有关参数 有效停机模式以及过热保护功能。同时带有２位 和引脚功能可查阅（ＡＴＭＥ￣９系列单片机应用技 四种增益ｆ６ ｄＢ、１０ｄＢ、１５．６ ｄＢ、２１．６ ｄＢ）选择 术》［３１等资料。 端。ＬＭ４８８４使用５Ｖ电源，可以很好地与ＴＴＬ电平 的单片机相连接，其封装形式为２０脚ＤＩＰ双列直 ２设计方案 插封装或无引线封装。 ＬＭ４８８４的主要性能参数如下： ２．１硬件电路原理及功能 ◇输出功率：８ Ｑ／１．２ Ｗ或４ Ｑ／１．９ Ｗ； 由ＳＧ２７０、ＬＭ４８８４和ＡＴ８９Ｃ５１单片机构成的 ◇ＰｓＩｉＩｔ（１ ｋＨｚ，Ｖ ＤＩ）＝５ Ｖ）Ｉ＞６２ ｄＢ； 音频均幅ｆ量）输出控制放大器的电路原理图如 ◇采用双通道差分放大，有２位四种可选增 图２所示。图中未包括话筒或音源部分（也可来 益（６ｄＢ、１０ｄＢ、１５．６ｄＢ、２１．６ｄＢ）； 自网络，无线接收的音频信号等）的前级电路， ◇信号电源和功率驱动电源分开供电。 前级输入ＳＧ２７０的信号ＶＩＮＡ为５～５０ ｍＶ；ＯＵＴ１、 图２音频均幅输出控制放大器电路 ２ 电手元器件主用 ２００７．６ ｌｌＺＷＷ．ｅｃｄａ．ｃｎ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第９卷第６期 ２ｏｏ７年６月 蛳糟爨缛盛感 Ｊｕｎｅ．２００７ Ｖ０】．９ Ｎｏ．６ ＯＵＴ２输出信号则可接人多媒体网络或扩音机， 也可直接驱动扬声器或耳机。 ｆ１１静噪功能 ＬＭ４８８４输出（扬声器无声）以使电路静音。 其它功能也可在此电路上改进和增加。 ２．２软件设计 当无正常的音频信号而只有背景噪声时，运 放Ａ１的输出幅度降低．由于压控电平的降低会使 ＳＧ２７０增益增大，故必须进行静噪。可由Ａ３把输 入信号放大整形后由比较器Ｂ１进行输入信号 Ｍ 大小的判别。若无正常信号，Ｂ１将输出低电平给 在了解了硬件电路原理及功能要求的基础 上．可用ＡＴ８９Ｃ５１单片机通过软件进行编程来实 现电路功能，其程序框图如图３所示。 ＡＴ８９Ｃ５１单片机并进入ＩＮＴ０静噪中断处理，然后 按静噪延时设定延时后由Ｐ１．２发出高电平以关闭 ＬＭ４８８４输出。 ｆ２１防声音突变 当系统在正常音频输入时，如果突然遭遇强 声ｆ如大喊、撞击话筒、接插件接触断续、雷 爆、火器发射等），则该电路会由ＳＧ２７０自动反馈 控制并通过即时降低增益来抑制这种强声，强声 过后再自动恢复正常。 而当系统处于静噪状态时，若不加处置， ＳＧ２７０将处于高增益状态，此时若有话音信号， 则可能出现冲击．故可由单片机Ｐ２．５发低电平以 关闭电子开关Ａ，同时由Ｐ２．６发出高电平打开电 子开关Ｂ．而Ｐ２．７发出的１ ｋＨｚ方波则经１００ ｋ１２电 阻和电容Ｃ整形、Ｗ１降幅后，由运放Ａ４输出２５ ｍＶ左右的假信号ＶＩＮＢ给ＳＧ２７０，以使其保持有 话音时的正常增益（这时ＬＭ４８８４输出关闭）。 ｆ３１对声音的自动增益跟踪 自动增益跟踪功能主要利用ＳＧ２７０的自动增 益调节特性，并通过压控反馈回路由运放Ａ０、 Ａ１、Ａ２来完成。 （４）功率输出功 由运放Ａ５对Ａ０输出的平稳信号进行限幅后， 其输出ＶＩＮＣ可用于ＬＭ４８８４的差分放大．这种放 大输出的功率可达１．２ Ｗ以上。ＬＭ４８８４的增益可 由单片机（Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４开关）进行设定并控制指 示（通过Ｌｌ、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４发光二极管）。 ｆ５１静噪延时设定和数字显示 不静噪时，电路开关Ｋ１闭合，这时开关Ａ一 直接通，Ｂ一直断开，ＬＭ４８８４也将一直打开。 有静噪和延时时，Ｋ１断开，进入可静噪状态 （ＬＤ指示）。静噪动作延时可由Ｊ１和Ｊ２在０～１９秒内 设定，设定值可由ＬＥＤ２和ＬＥＤ１显示。 开机的初始设定为５秒。５秒无人说话将关闭 图３程序流程图 ３ 结束语 利用本文给出的实现方式设计的音频信号均 幅控制放大器，可以使嘈杂环境下的通话声音变 得平稳清晰。从而解决了音频信号的背景噪声和 无线干扰问题。 参考文献 【１】 国营四四三五厂ＳＧ品牌产品技术手册，长沙０７３１— ４６１６６８９． 【２】 美国国家半导体技术资料，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ． Ｎａｔｉｏｎａ１． ｃｏｍ／ｐｆ／ＬＭ／ＬＭ４８８４．ｈｔｍ！． 【３】 余永权．ＡＴＭＥＬ８９系列单片机应用技术【Ｍ】．北京：北 京航空航天大学出版社．２ｏｏ２． Ｗ／／）２／３．ｅｃｄ￣ｃｎ ２００７．６电子元器件左用 ３
