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，給出了一個在音響中的應(yīng)用實例，闡述了軟件設(shè)計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

BA3826S具有用于頻譜分析的7個帶通濾波器，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)。

音頻信號輸入選擇：左右立體聲道信號可以通過時間分割器產(chǎn)生的邏輯信號進行連續(xù)轉(zhuǎn)換。輸入引腳通過50kW接地電阻偏置,控制邏輯設(shè)定在1.4V(典型)，可以通過單片機對R、L引腳的置位來選擇左右聲道音頻信號的輸入；同時可以通過對引腳A、B、C的置位來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)實際需要任意調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的方式為通過改變與引腳14相連的電阻RF的值來改變整個頻帶的范圍，此范圍可以分為7個頻段，每個頻段信號按從低到高分檢出來，分時送出。如當RF=120KW時的頻率范圍為50Hz~17.3kHz，將其分成7個頻帶，則每個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：這個電路可以從輸入信號中提取出需要的信號，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，在峰值輸出到達之前必須有5個輸入周期。

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

輸出開關(guān)電路:這個電路用時間分割器轉(zhuǎn)換來自DET的峰值保持信號。

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)動芯片PT6311配合使用，可使音響設(shè)備在播放過程中根據(jù)音樂的頻率顯示跳動的光條。

FYVFD48是具有11個柵極和11個陽極的VFD顯示屏，當光條或字符對應(yīng)的柵極和陽極加正電壓時，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)音樂的頻率顯示8個頻段跳動的光條以及顯示相關(guān)信息。

硬件電路構(gòu)成

應(yīng)用BA3826S開發(fā)音樂頻率分頻顯示器,可以應(yīng)用于DVD、VCD以及功放，做為主機的面板顯示屏，可以根據(jù)主機的串行信號進行適時顯示。與以往的分頻電路相比，具有外圍器件少、干擾小的優(yōu)點。整個電路主要由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

考慮到應(yīng)用BA3826S設(shè)計的音頻顯示屏只是整個音響設(shè)備的一部分電路，它必須服從由主CPU傳來的各種控制信號，比如除音頻顯示以外的各種狀態(tài)指示符號，如TV、VGA、HDTV、VIDEO、STATE等，按照控制信號的命令正確顯示。主CPU的控制信號是I2C串行信號，故程序中應(yīng)設(shè)立I2C中斷程序。根據(jù)實驗結(jié)果編制了5個音頻信號到顯示輸出對應(yīng)的查表子程序，同時，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題。軟件流程如圖2所示。

結(jié)語                                                       

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)用于音樂噴泉和舞臺燈光