頻譜分析帶通濾波器

摘    要： 本文介紹了BA3826S芯片的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，給出了一個(gè)在音響中的應(yīng)用實(shí)例，闡述了軟件設(shè)計(jì)思路并提供了程序流程圖。
關(guān)鍵詞：BA3826S；PT6311; VFD

圖1 硬件電路圖

BA3826S的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)

BA3826S具有用于頻譜分析的7個(gè)帶通濾波器，所有濾波電容都內(nèi)部集成，以使外圍附件最小化。另外，還具有低電流損耗(典型8mA)。

音頻信號(hào)輸入選擇：左右立體聲道信號(hào)可以通過(guò)時(shí)間分割器產(chǎn)生的邏輯信號(hào)進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)換。輸入引腳通過(guò)50kW接地電阻偏置,控制邏輯設(shè)定在1.4V(典型)，可以通過(guò)單片機(jī)對(duì)R、L引腳的置位來(lái)選擇左右聲道音頻信號(hào)的輸入；同時(shí)可以通過(guò)對(duì)引腳A、B、C的置位來(lái)選擇不同頻率的輸出。

BA3826S電氣及頻率特性：BA3826S可以分析的頻譜范圍非常廣，并且可以根據(jù)實(shí)際需要任意調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的方式為通過(guò)改變與引腳14相連的電阻RF的值來(lái)改變整個(gè)頻帶的范圍，此范圍可以分為7個(gè)頻段，每個(gè)頻段信號(hào)按從低到高分檢出來(lái)，分時(shí)送出。如當(dāng)RF=120KW時(shí)的頻率范圍為50Hz~17.3kHz，將其分成7個(gè)頻帶，則每個(gè)頻帶的中心頻率分別為：fO1=60Hz；fo2=150Hz；fO3=400Hz；fO4=1KHz；fO5=2.4KHz；fO6=6KHz；fO7=15KHz。

帶通濾波電路BPF：這個(gè)電路可以從輸入信號(hào)中提取出需要的信號(hào)，并且將其放大。中心頻率是由流經(jīng)和引腳14連接的電阻的電流值決定的。由于帶通濾波電路具有上升和下降轉(zhuǎn)換特性，在峰值輸出到達(dá)之前必須有5個(gè)輸入周期。

DET電路:DET電路用來(lái)檢測(cè)被帶通濾波器選擇的信號(hào)，并且完成峰值保存。復(fù)位驅(qū)動(dòng)(RESET Driver)用來(lái)釋放存儲(chǔ)在電容器上的電荷。當(dāng)復(fù)位輸入釋放后，復(fù)位驅(qū)動(dòng)釋放電荷持續(xù)14ms。                            

輸出開(kāi)關(guān)電路:這個(gè)電路用時(shí)間分割器轉(zhuǎn)換來(lái)自DET的峰值保持信號(hào)。

圖2 軟件流程圖

BA3826S在音響中的應(yīng)用

BA3826S與真空熒光顯示器(VFD)及其控制/驅(qū)動(dòng)芯片PT6311配合使用，可使音響設(shè)備在播放過(guò)程中根據(jù)音樂(lè)的頻率顯示跳動(dòng)的光條。

FYVFD48是具有11個(gè)柵極和11個(gè)陽(yáng)極的VFD顯示屏，當(dāng)光條或字符對(duì)應(yīng)的柵極和陽(yáng)極加正電壓時(shí)，該條或字符可以發(fā)光，顯示的光條和字符有4種顏色，可根據(jù)音樂(lè)的頻率顯示8個(gè)頻段跳動(dòng)的光條以及顯示相關(guān)信息。

硬件電路構(gòu)成

應(yīng)用BA3826S開(kāi)發(fā)音樂(lè)頻率分頻顯示器,可以應(yīng)用于DVD、VCD以及功放，做為主機(jī)的面板顯示屏，可以根據(jù)主機(jī)的串行信號(hào)進(jìn)行適時(shí)顯示。與以往的分頻電路相比，具有外圍器件少、干擾小的優(yōu)點(diǎn)。整個(gè)電路主要由4部分組成：PIC主控電路、分頻濾波電路、顯示控制電路和電源電路。硬件電路的構(gòu)成如圖1所示。

軟件設(shè)計(jì)

考慮到應(yīng)用BA3826S設(shè)計(jì)的音頻顯示屏只是整個(gè)音響設(shè)備的一部分電路，它必須服從由主CPU傳來(lái)的各種控制信號(hào)，比如除音頻顯示以外的各種狀態(tài)指示符號(hào)，如TV、VGA、HDTV、VIDEO、STATE等，按照控制信號(hào)的命令正確顯示。主CPU的控制信號(hào)是I2C串行信號(hào)，故程序中應(yīng)設(shè)立I2C中斷程序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果編制了5個(gè)音頻信號(hào)到顯示輸出對(duì)應(yīng)的查表子程序，同時(shí)，為了使輸出音頻波形平滑美觀而又不失真，又采用了加權(quán)算法，解決了波形突兀的問(wèn)題。軟件流程如圖2所示。

結(jié)語(yǔ)                                                       

BA3826S結(jié)構(gòu)緊湊,多通道分頻單片集成，濾波電容內(nèi)置,可做到外圍器件最小化，與其它器件配合，有著廣泛的應(yīng)用。除音響旋律顯示外，BA3826S也可以應(yīng)用于音樂(lè)噴泉和舞臺(tái)燈光