數(shù)字式音響控制器的原理及設(shè)計

0 引言
本設(shè)計的基本思路是分兩個系統(tǒng)一通道選擇系統(tǒng)和音量控制系統(tǒng)進行設(shè)計，然后進行整合。這樣分系統(tǒng)的設(shè)計，大大降低了設(shè)計復(fù)雜度，各系統(tǒng)的設(shè)計和修改只影響系統(tǒng)本身，而不會影響其他系統(tǒng)，這樣就使電路有了局部性。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

系統(tǒng)的設(shè)計沒有考慮輸入設(shè)備，輸入的音頻信號不予以考慮，默認是優(yōu)良的音頻信號；在這里將輸入的8個音頻輸入進行選擇以達到8種音效，我們通過一級放大電路將選擇的音頻送入到音量控制系統(tǒng)，這之間的傳輸采用的是直接耦合，直接連接到了音量控制電路的輸入端，之后進行音量的自由選擇，這樣就實現(xiàn)了音效和音量的控制。

1 通道選擇系統(tǒng)
1．1 系統(tǒng)實現(xiàn)功能
1)對8個通道實行選擇；2)通道選擇用按鍵實現(xiàn)，按一次，通道選擇加1，加至第8通道，再按回到第1通道；3)持續(xù)按下按鍵，每200ms轉(zhuǎn)下一個通道；4)一位LED實現(xiàn)通道選擇的顯示。
1．2 電路總體框圖

1．3 系統(tǒng)工作原理
通道選擇系統(tǒng)由計數(shù)脈沖發(fā)生器、二進制計數(shù)器、數(shù)據(jù)分配器等部分組成。原理圖見附錄圖示。其工作原理如下：555及其外圍電路組成計數(shù)脈沖發(fā)生器，當電路接通電源后，它將輸出一連串周期約為200ms的脈沖信號，通過按鈕A1將脈沖信號送入加法計數(shù)器74LS161作為計數(shù)脈沖；計數(shù)器輸出送入作為數(shù)據(jù)分配器使用的74LS138，通過數(shù)字輸出控制“電子開關(guān)”，對與“電子開關(guān)”相連接的各個通道進行選擇輸出；同時計數(shù)器輸出到譯碼顯示電路，進行通道選擇的數(shù)字顯示。按下A1，工作加法計數(shù)狀態(tài)，計數(shù)器輸出按BCD碼依次變?yōu)楦唠娖?，?shù)據(jù)分配器按照計數(shù)器送入的BCD碼分配相應(yīng)的數(shù)據(jù)，控制相應(yīng)“電子開關(guān)”對通道進行選擇，進而實現(xiàn)對通道的數(shù)字控制選擇；同時LED數(shù)碼管顯示所選通道。(例如：按下A1持續(xù)450ms，計數(shù)器記錄為2，相應(yīng)BCD碼為010，送入數(shù)據(jù)分配器，則要分配控制第2通道開啟，選擇第2通道的音頻輸入；LED數(shù)碼管顯示為2)
1．4 各部分電路原理
(1)計數(shù)器電路。74LS161是四位同步加法計數(shù)器，當時鐘脈沖信號施加于CP端時，進行加法計數(shù)開始計數(shù)。CO是進位信號輸出端，可供級聯(lián)使用；PE控制P0～P3并行數(shù)據(jù)輸入，Q0～Q3是計數(shù)器狀態(tài)輸出端。
(2)通道選擇電路。74LS138是3-8譯碼器和分配器，當E3=1，且E1=E2=0時分配器工作，A0～A3是輸出控制端，Y0～Y7是輸出端。“電子開關(guān)”采用兩支NPN和PNP三極管和前置運放構(gòu)成，由Y0～Y7經(jīng)過反相器74LS04后控制，開關(guān)輸出通過控制各通道經(jīng)過的運算放大電路，進行選擇，如圖3所示。