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基于Atmega128L單片機(jī)控制的聲音監(jiān)測與無線定位系統(tǒng)

作者： 時(shí)間：2013-11-12 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
1.聲音信號產(chǎn)生的選擇
ATMEGA128L單片機(jī)產(chǎn)生頻率為500Hz的方波用來作為聲音信號。方波信號的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是在定時(shí)器溢出中斷次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)時(shí)，將輸出I/O管腳的狀態(tài)取反。該信號穩(wěn)定是比較標(biāo)準(zhǔn)的頻率為500Hz的方波信號，而且，產(chǎn)生波形比較靈活，頻率可調(diào)，程序比較容易實(shí)現(xiàn)，最重要的是不會(huì)占用單片機(jī)太多資源。將信號經(jīng)過三極管放大，此時(shí)揚(yáng)聲器的輸出電流為40mA左右，供電電源為5V，P=U*I發(fā)聲模塊的功率低于200mW.如圖1所示。
基于Atmega128L單片機(jī)控制的聲音監(jiān)測與無線定位系統(tǒng)
圖1
2.拾音器接收放大電路
接收部分用拾音器接收聲音信號，但由于拾音器接收到的信號在不經(jīng)過放大時(shí)信號很小，200mv左右，不易檢測，故接收到信號后利用NE5532組成的單級放大電路對信號進(jìn)行放大。NE5532是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器集成電路。與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點(diǎn)。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時(shí)音色溫柔，保真度高，阻抗匹配，適合用于聲音信號放大。經(jīng)過放大后信號幅值達(dá)到0.7v，接收放大電路如圖2所示。
基于Atmega128L單片機(jī)控制的聲音監(jiān)測與無線定位系統(tǒng)
圖2
3.濾波電路方案
通過放大后的信號由于音頻信號載傳輸?shù)倪^程中空氣中會(huì)有各種噪聲干擾，故需對放大后的信號進(jìn)行濾波處理方案。本設(shè)計(jì)采用UAf42通用有源濾波器，可配置為低通、高通、帶通濾波器。它使用了一種經(jīng)典的狀態(tài)可調(diào)的模擬結(jié)構(gòu)，通過一個(gè)反向放大器和兩個(gè)積分器。積分器包含片上1000pF±0.5%電容。這種結(jié)構(gòu)解決了有源濾波器設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的難題——獲得緊密對準(zhǔn)公差、低損耗電容。一種DOS兼容濾波器設(shè)計(jì)程式使得多款濾波器的設(shè)計(jì)變得容易。UAf42內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。
基于Atmega128L單片機(jī)控制的聲音監(jiān)測與無線定位系統(tǒng)
圖3
通過計(jì)算可以較方便的通過匹配電阻電容得出所需要的通頻帶。該濾波電路抗干擾性較強(qiáng)，可以準(zhǔn)確計(jì)算帶寬上下限，并且選用標(biāo)準(zhǔn)的阻容元件易得，帶通濾波的中心頻率為500Hz，可控制在5HZ之內(nèi)，精度高。濾波電路如圖4所示。
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