微電腦音頻處理器的製作方法
2023-05-03 05:10:11 2
專利名稱：微電腦音頻處理器的製作方法
技術領域：
本實用新型用於各種中短波廣播發射機上。
現有的音頻處理器的微機採用GNK－80單板機。限放是由場效應管和電晶體等分離元件組成，從整機的角度看，線路不完善，性能不理想，整機的體積大、成本高、元件的篩選困難。
為了解決上述問題，提高廣播發射機的平均調幅度，進一步改善發射效果，本實用新型對原有設備進行了改進。採用MCS－51系列單片機8031代替原來的GNK－80單板機，採用集成電路NE570組成限放，代替原來的由場效應管和電晶體組成的半導體限放，增加了慢增益控制電路，鎮噪電路，末級功放及低通濾波器。
本實用新型由予加重網絡3、變增益放大器4、極性轉換電路8、A／D轉換器9、D／A轉換器11，其中，予加重網絡與變增益放大器4串聯，輸入與極性轉換電路8的輸入並聯連接到限放2的輸出，極性轉換電路8與A／D轉換器9串聯，D／A轉換器11輸出接變增益放大器4的控制輸入端；由控制信號取自限放2的輸出，串聯連接的慢增益控制電路1和限放2；輸入輸出分別接A／D轉換器9輸出和D／A轉換器11輸入的微機10，輸入接變增益放大器4的輸出且串聯連接的鎮噪電路5，功放6及低道濾波器7組成。當音頻信號經由慢增益控制電路1和限放2被放大後，一路進入予加重網絡3，對音頻信號進行提升，然後進入變增益放大器4，鎮噪電路5、功放6、低道濾波器7輸出到廣播發射機的輸入端，另一路經由極性轉換電路8，A／D轉換器9進入微機10、微機10根據音頻信號幅度的大小，通過D／A轉換器11控制變增益放大器4增益的變化，對來自限放2的音頻信號幅度進行處理。
本實用新型與原有設備比較，除保留原有設備的優點外，還有下列優點由於用單片機8031代替原設備的GNK－80單板機，使整機的體積小，成本降低，抗幹擾能力增強，可靠性高，單片機8031為當今國際流行新機種，具有進一步開發的潛力。由於採用集成電路NE570構成限放，代替原設備的由場效應管和電晶體組成的半導體限放，減小了起限後的失真和噪聲，降低了功耗，簡化了元件的篩選工作。由於增加了慢增益控制電路，使整機的增益變為雙重控制，使放大器處於最佳狀態，保證廣播節目電平處於高調製水平。由於增設了鎮噪電路，提高了整機的信噪比。由於採用國產集成功率放大電路TA7240作為未級功放，使輸出電平由原來的OdB提高到＋10dB到＋15dB，能滿足各類發射機對音頻輸入的需要，並可進行調整。輸出端增設了低通濾波器，對5KC以上的音頻信號進行衰減，可保證發射機不因諧波分量而過荷。簡化了予加重網絡。由於採用上述元件，使控制軟體簡單，並可根據需要進行修改。
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述
圖1本實用新型方框圖圖2慢增益控制電路圖3限放圖4極性轉換電路圖5鎮噪電路圖68031單片機連線圖圖7予加重特性曲線1慢增益控制電路、2限放、3予加重網絡、4變增益放大器、5鎮噪電路、6功放、7低通濾波器、8極性轉換電路、9A／D轉換器、10微機、11D／A轉換器。
實現這種微電腦音頻處理器的最好方式如圖所示。它包括慢增益控制電路1，其電路見圖2，由IC31/2 NE570集成電路組成直流控制式變增益放大器，音頻信號由IC35腳輸入，經放大後由7腳輸出到限放2控制信號取自限放2的輸出，B端經過極性轉換電路8轉換為脈動直流電壓，經運算大器IC1接成的射極跟隨器的隔離，送到減法器IC2上，通過與參考電壓VF1相減輸出一直流控制電平。當發射機達到100％調幅時，減法器的輸入電平將大於基準電平VF1，慢增益控制電路IC3的輸出電平將自動調整放大器的輸出電平。使輸出特性曲線處於最佳狀態。限放2由IC41/2 NE570，IC5、IC61/2 LM339和一個PNP電晶體BG1組成，其電路見圖3輸入端IC4的12腳與慢增益控制電路1的IC3的7腳相聯，輸出端IC4的10腳接予加重網絡3。當小信號輸入時， 1/2 NE570內部的△G近似關閉，電壓增益取決於R3與R4的比值，當輸出電平的峰－峰值大於±1伏時，比較器輸出動作，晶體三極體導通，產生控制電壓加到△G上，使放大器的增益降低，即輸入每增加20dB時，輸出只增加1dB。限放動作時間取決於C1和R41，釋放時間約為100ms，電壓比較器IC5、IC的門限電平決定限放2的輸出電平，可按需要進行調整。予加重網絡3採用簡單的阻容網絡實現，其阻容值能實現圖7特性曲線即可。為了補償接收機帶寬不足而造成的頻率失真，在發送端採用了予加重的方法，由於家用收音機3dB帶寬只有200C－3KC左右，所以採用100C提升2dB，5000C提升10dB－12dB的辦法，使實際收聽結果頻帶展寬100C－5KC左右，這種方法在聽覺上符合音調平衡的50萬法則。變增益放大器4由 1/2 NE570組成，其增益是由微機控制。它的控制規規律對小信號進行4／3倍擴張，對較大信號進行2／3倍的壓縮，輸入信號再增大時，前段限放啟限，使輸出電平基本保持不變，擴張與壓縮的功能是由微機按照事先編好的程序隨機處理。變增益放大器的直流控制電壓由D／A轉換器11提供。鎮噪電路5由IC12模擬開關CD4066組成，它由四個獨立的帶有控制端的開關組關組成，為了可靠，四組開關全部並連，電路見圖5，該電路的控制信號取自極性轉換電路8，當有信號輸入時取樣電平高於抑噪電平VF2，電壓比較器IC11輸出低電平使模擬開關斷開，音頻信號輸入到功放上，當無信號輸入時，取樣電平為零，低於抑噪電平VF2，比較器輸出高電平。使摸擬開關導通，將功放輸入端接地，防止前級噪聲送入放大器。功放6由江南無線電廠生產的TA7240組成，TA7240內部有兩組放大器，輸入信號接管腳6，其輸出信號經電阻分壓後送到另一組放大器的反相輸入端，分壓係數為放大器增益的倒數，輸出與變壓器相接。兩放大器的輸出分別接於變壓器的一端，構成平衡輸出。為防止振蕩，可在兩組放大器輸入端分別加入1000PF的電容。低通濾波器7頻率為5KC採用無源平衡式結構，該器件可防止高音頻及諧波對發射機造成過負荷，也可避免對鄰臺的幹擾。極性轉換電路8其電路見圖4，它的輸入取至限放2輸出先由一射隨器IC7進行阻抗變換，再經過一級同相放大器IC8進行電平提升，再經IC9、IC10及二極體BG2、BG3、BG4、BG5組成的檢波電路將音頻信號轉換成脈動信號送給A／D轉換器。微機10以IC131NTEL公司生產的MCS－51系列8位單片機8031為核心。輸入輸出分別接A／D9輸出和D／A11輸入它與IC15EPROM2716及地址鎖存器IC1474LS373的連線見圖6。由於採用單片機8031。使運行程序簡單，又有潛力可進一步開發。A／D轉換器9採用0809集成電路，D／A轉換器11採用0832集成電路。由上述元件件組成的微電腦音頻處理器，當開機後微機即可按予先編好並存於EPROM裡的程序，隨機調整變增益放大器的增益，控制方式簡單，控制速度快，可滿足各類發射機的需要。
權利要求1.一種微電腦音頻處理器，包括予加重網絡3、變增益放大器4、極性轉換電路8、A/D轉換器9、D/A轉換器11，予加重網絡3與變增益放大器4串聯，輸入與極性轉換電路8輸入並聯連接到限放2的輸出，極性轉換電路8與A/D轉換器9串聯，D/A轉換器11輸出接變增益放大器4的控制輸入端，本實用新型的特徵在於由控制信號取自限放2的輸出、串聯連接的慢增益控制電路1和限放2，輸入輸出分別接A/D轉換器9輸出和D/A換換器11輸入的微機10，輸入接變增益放大器4的輸出輸且聯連接的鎮噪電路5功放6、低通濾波器7組成。
2.按照權利要求1所述的微電腦音頻處理器，其特徵在於上述的增益控制電路1由 1/2 NE570集成電路組成直流控制式變增益放大器。
3.按照權利要求1所述的微電腦音頻處理器，其特徵在於上述的限放2是由 1/2 NE570、 1/2 LM339和一個PNP型電晶體組成。
4.按照權利要求1所述的微電腦音頻處理器，其特徵在於上述的微機採用單片機8031。
5.按照權利要求1所述的微電腦音頻處理器，其特徵在於上述的鎮噪電路5由CMOS摸擬開關CD4066組成。
專利摘要一種微電腦音頻處理器，應用在各種中短波廣播發射機上，目前，對如何提高廣播發射機的平均調幅度，改善收聽效果是中短波廣播領域面臨的一個重大技術課題。為此，本實用新型對原有設備進行改進，它採用微機技術，對中短波廣播發射機的音頻信號進行壓縮和擴張，結合慢增益放大控制、限放、預加重網絡、鎮噪、功放及低通濾波器、微機組成微電腦音頻處理器，按照預先編好的程序，隨機調整變增益放大器的增益，實現實時控制。
文檔編號H04B1/04GK2031180SQ87212958
公開日1989年1月18日 申請日期1987年8月29日 優先權日1987年8月29日
發明者吳名樺, 王躍光 申請人:黑龍江省廣播科研處, 黑龍江省廣播設備廠