簡述4通道音頻處理器PT2313L及其應(yīng)用

引言

PT2313L是PrincetONTechnology公司推出的一款單片4通道音頻處理專用芯片。該器件可用最少的外圍元件組成一款娛樂場所的背景音樂電路。PT2313L音頻處理器具有高、低音控制功能和高響度（重低音）控制功能，同時具有三路立體聲輸入端口，且其增益可由微控器控制。微控制器是將微型計算機的主要部分集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個領(lǐng)域。例如電機控制、條碼閱讀器／掃描器、消費類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和白色家電（洗衣機、微波爐）等。微控制器（MicroController Unit，即MCU）可從不同方面進行分類：根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機；根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu)；根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲器的類別可分為OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和閃存Flash；根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC（Complex InSTruction Set Computer）和RISC（Reduced Instruction Set Computer）微控制器。

1 引腳功能

PT2313L的引腳排列如圖1所示，其引腳功能如下：

1腳（REF）：模擬參考電壓端，電壓等于VDD腳的一半；

　　2腳（VDD）：電源電壓，典型值為9V；

　　3腳（AGND）：模擬地；

　　4腳（TREB_L）：高音控制電路的左聲道輸入端；

　　5腳（TREB_R）：高音控制電路的右聲道輸入端；

　　6腳（RIN）：音頻處理電路的右聲道輸入端；

　　7腳（ROUT）：右聲道增益選擇器的輸出端；

　　8腳（LOUD_R）：右聲道高響度輸入端；

　　9-11腳（RIN3）：分別為音響源右聲道的輸入端口3～1；

　　12腳（LOUD_L）：左聲道高響度輸入端；

　　13～15腳（LIN3～1）：分別為音響源左聲道的輸入端口3～1；

　　16腳（LIN）：音頻處理電路的左聲道輸入端；

　　17腳（LOUT）：左聲道增益選擇器的輸出端；

　　18腳（BIN_L）：低音處理器左聲道輸入端；

　　19腳（BOUT_L）：低音處理器左聲道輸出端；

　　20腳（BIN_R）：低音處理器右聲道輸入端；

　　21腳（BOUT_R）：低音處理器右聲道輸出端；

　　22腳（RROUT）：用于和右聲道后揚聲器功放端口相連接；

　　23腳（LROUT）：用于和左聲道后揚聲器功放端口相連接；

　　24腳（RFOUT）：用于和右聲道前揚聲器功放端口相連接；

　　25腳（LFOUT）：用于和左聲道前揚聲器功放端口相連接；

　　26腳（DGND）：數(shù)字地；

　　27腳（DATA）：I2C總線數(shù)據(jù)輸入端；

　　28腳（CLK）：I2C總線時鐘輸入端。

2 PT2313L的內(nèi)部組成

PT2313L音頻處理器內(nèi)部主要由四部分電路組成。其中串行總線解碼和鎖存電路（Serial BusDecoderLatchs）用于完成串行數(shù)據(jù)的接收、解碼和鎖存，并以其控制其余三部分電路。輸人選擇器和增益控制電路（Input Selector＆Gain Control）主要完成對三路音響源的選擇和對其增益的控制。音量和高響度（重低音）、低音、高音電路（VolumeLoudness、Bass、Treble）由對稱的左右兩個聲道電路組成，主要完成對音量大小、重低音、低音、高音的控制。音頻處理器，又稱為數(shù)字處理器。數(shù)字處理器就是對數(shù)字信號的處理，其內(nèi)部的構(gòu)普遍是由輸入部分和輸出部分組成，其中屬于音頻處理部分的功能一般如下：輸入部分一般會包括，輸入增益控制（INPUTGAIN），輸入均衡（若干段參數(shù)均衡）調(diào)節(jié)（INPUT EQ），輸入端延時調(diào)節(jié)（INPUT DELAY），輸入極性（也就是大家說的相位）轉(zhuǎn)換（input polarity）等功能。而輸出部分一般有信號輸入分配路由選擇（ROUNT），高通濾波器（HPF），低通濾波器（LPF），均衡器（OUTPUTEQ），極性（polarity），增益（GAIN），延時（DELAY），限幅器啟動電平等功能。

3 串行控制格式及控制內(nèi)容

PT2313L音頻處理器可采用I2C總線進行控制。其控制時序如圖2所示。PT2313L音頻處理器中I2C總線的最大傳送速率為100k Bits／s。PT2313L的地址字節(jié)是固定為88H。多功能數(shù)字音頻處理器：一般是8進8出，或者更大一些；輸入通道全部帶有幻象供電，可以直接接會議鵝頸話筒。它內(nèi)部的功能更加齊全一些，有些帶有可拖拽編程的處理模塊，可以由用戶自由搭建系統(tǒng)組成。此類處理器一般可以在會議系統(tǒng)中取代小型調(diào)音臺和周邊設(shè)備組成的模擬系統(tǒng)。往往都帶有網(wǎng)絡(luò)接口，可以通過以太網(wǎng)接入計算機進行編程和在線實時控制。

PT2313L的立體聲音響源控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表1所列。若選擇立體聲音響源1為輸入信號且增益為11.25 dB，即高響度接通，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為40H。

PT2313L的揚聲器衰減控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表2所列。若左聲道前部揚聲器衰減30 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為98H。

表3所列是PT2313L的低音和高音控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式，若高音衰減12 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為71H。

PT2313L的總音量控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表4所列。若音量衰減37.5 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為1EH。

4實際應(yīng)用電路

PT2313L的實際應(yīng)用電路如圖3所示。事實上，利用微控器可方便地控制PT2313L，也可以利用89C51單片機和PT2313L來組成背景音響系統(tǒng)控制器，以用于娛樂場所。實際使用證明，該電路的效果十分良好。

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