DM102數(shù)字化虛擬環(huán)繞聲音效盒的設(shè)計(jì)
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數(shù)字化虛擬環(huán)繞聲音效盒DM102具有以下特性：
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/2866.htm1. 采用PS8888和PS9999 虛擬環(huán)繞聲處理芯片。PS9999 對(duì)普通立體聲信號(hào)能增強(qiáng)其聲場(chǎng)深度和寬度，對(duì)輸入的Dolby Pro-logic信號(hào)解碼產(chǎn)生兩路虛擬環(huán)繞聲輸出；PS8888對(duì)輸入解碼后得到的Dolby環(huán)繞四聲道(Dolby Pro-Logic）或5.1聲道(Dolby Digital）信號(hào)，進(jìn)行虛擬處理后可通過2、3、4、5、5.1聲道輸出，并且具有直通和效果增強(qiáng)兩種模式輸出。
2. 微電腦控制，音源切換、音量、音調(diào)、平衡、等響度等全部由數(shù)字控制，四個(gè)功能鍵和紅外遙控操作，LED狀態(tài)顯示。
3. 四路音源輸入，在音源切換中，采用硬件過零檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“零”噪聲切換。
4. 輸出可配接普通功放、大屏幕彩電、組合音響、有源音箱等；另帶耳機(jī)插孔，獨(dú)自享受美妙的影院效果。
5. 整個(gè)系統(tǒng)加入mP監(jiān)控芯片，保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗干擾能力。
硬件設(shè)計(jì)采用如圖1所示的總體方案。音效盒由單片機(jī)、音源切換和音量、音調(diào)控制電路、虛擬環(huán)繞聲處理電路、紅外接收電路和電源監(jiān)控電路組成。
PS8889芯片是帶有四路音源輸入的可編程音量音調(diào)控制器，包括一個(gè)能切換四路音源的輸入選擇器。PS8889在減小L/R誤差、步進(jìn)誤差和串?dāng)_以及最大衰減等方面都能體現(xiàn)出極其優(yōu)良的性能，在低頻段或高頻段均具有激發(fā)并增大響度的功能，總諧波失真（THD）為0.002%，噪聲只有5mVrms。音量調(diào)節(jié)范圍：左聲道0dB～-∞dB，右聲道0dB～-∞dB。PS8889內(nèi)部的過零檢測(cè)使開關(guān)噪聲最小。PS8889還能對(duì)音調(diào)進(jìn)行±12dB的調(diào)整控制。PS8889有三根控制線（STB、數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線），用于與單片機(jī)進(jìn)行接口連接。PS8889的輸出可以把L、R信號(hào)分成FL(前左)、RL(后左)和FR(前右）、RR（后右），并可分別控制音量。在本應(yīng)用中只需兩路輸出，所以只用PS8889的FL、FR。
PS8889芯片在DM102音效盒中被作為兩部分使用，在輸入選擇器和音量控制器之間接入虛擬處理芯片。這樣四路音源經(jīng)選擇器選擇一路信號(hào)，送至虛擬處理芯片進(jìn)行音效處理后，再返回PS8889芯片進(jìn)行音量、音調(diào)和等響度的控制。
虛擬環(huán)繞聲處理電路采用PS9999芯片，兩聲道輸入兩聲道輸出，具有四種處理效果：對(duì)于單聲道信號(hào)，變成立體聲效果增強(qiáng)輸出；對(duì)于立體聲信號(hào)，進(jìn)行3D效果處理并輸出；對(duì)于Dolby Pro-Logic信號(hào)，進(jìn)行解碼并虛擬環(huán)繞聲處理后由兩聲道輸出；直通方式。由于PS9999芯片能夠?qū)?/font>Dolby Pro-Logic信號(hào)進(jìn)行軟件解碼并虛擬環(huán)繞聲處理后兩聲道輸出，故非常適合于接駁VCD視盤機(jī)。VCD伴音均采用Dolby Pro-Logic信號(hào)，經(jīng)PS9999處理后就可利用兩聲道功放和兩只音箱系統(tǒng)營(yíng)造環(huán)繞聲場(chǎng)，用其組成家庭影院不僅成本低而且效果好。也可直接利用電視機(jī)喇叭來營(yíng)造環(huán)繞聲場(chǎng)。PS9999可應(yīng)用于電視機(jī)音頻系統(tǒng)或有源音箱、多媒體音箱和AV功放前置處理器。輸出效果選擇只需一個(gè)引腳控制，電路簡(jiǎn)單方便。
AC-3信號(hào)的虛擬環(huán)繞聲處理電路采用PS8888芯片，此芯片對(duì)解碼后的AC-3信號(hào)和Dolby Pro-Logic信號(hào)（DVD機(jī)輸出即為解碼后的這兩種信號(hào)）進(jìn)行虛擬環(huán)繞聲處理，可有多種聲道輸出方式。PS8888芯片不僅具有空間環(huán)繞定位效果增強(qiáng)式的回放而且提高聲道分離度，它產(chǎn)生的虛擬環(huán)繞聲場(chǎng)適用于任意音箱數(shù)量的系統(tǒng)：對(duì)于杜比數(shù)字(AC-3)音頻信號(hào)，可處理為5路、4路、3路和2路音頻輸出；對(duì)于杜比定向邏輯音頻信號(hào)，可處理為4路、3路和2路音頻輸出。控制方式有并行和串行數(shù)字接口，串行接口有I2C 2線串行接口和3線串行接口，芯片易于各種接口方式控制。在本設(shè)計(jì)中利用PS8888芯片對(duì)解碼后的多聲道信號(hào)進(jìn)行虛擬環(huán)繞聲處理，通過兩聲道輸出。使這款音效盒不僅可以接駁VCD、VCR等兩聲道輸出的播放器，還可以接駁DVD視盤機(jī)，5.1信號(hào)直接輸入虛擬兩聲道輸出。
整個(gè)系統(tǒng)的核心采用LG公司的GMS97C51單片機(jī)。該單片機(jī)與MCS-51系列兼容，OTP器件降低了硬件成本。程序存貯器使用內(nèi)部的4K字節(jié)EPROM，簡(jiǎn)化外圍電路。GMS97C51提供32根I/O口線，3根用于控制PS8889芯片，一根用于控制PS9999芯片的虛擬效果/直通功能，3根用于控制PS8888芯片，狀態(tài)指示LED直接由I/O口驅(qū)動(dòng)。GMS97C51接收紅外命令和檢測(cè)按鍵，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制和狀態(tài)顯示。它的復(fù)位信號(hào)由監(jiān)控芯片提供。
IMP810L監(jiān)控芯片可以保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和極強(qiáng)的抗干擾能力。IMP810L的Vcc檢測(cè)路，可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響。當(dāng)Vcc降至最小復(fù)位門限以下時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位一直確保到Vcc返回且穩(wěn)定為止。
另外，遙控接收電路選用帶解調(diào)器的紅外接收頭，簡(jiǎn)化紅外接收電路。虛擬處理會(huì)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行提升，典型提升為9dB。為防止信號(hào)經(jīng)過虛擬環(huán)繞聲或3D處理后失真，在信號(hào)輸入端增加衰減電路，輸出時(shí)由運(yùn)放再將信號(hào)放大輸出。
系統(tǒng)程序完成的主要操作包括：讀按鍵，接收紅外遙控碼，設(shè)置PS8889和PS9999芯片，狀態(tài)指示。讀按鍵操作，每隔200ms檢測(cè)一次按鍵，如有按鍵，采取去抖動(dòng)和延時(shí)，以便正確讀取按鍵。紅外遙控碼的接收由定時(shí)器和中斷來實(shí)現(xiàn)，紅外碼采用不同周期的脈沖來表示1和0，定時(shí)器逐位讀取脈沖周期，得到紅外碼，再根據(jù)碼值進(jìn)行控制操作和顯示。使用中斷和定時(shí)器功能部件，保證紅外遙控接收的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，也節(jié)省了硬件資源。PS8889、PS8888和PS9999的控制采用多個(gè)子程序，如音源切換子程序、音量調(diào)整子程序、高音調(diào)整子程序、低音調(diào)整子程序、平衡調(diào)整子程序、虛擬/直通控制子程序等，使用時(shí)分別調(diào)用。
本數(shù)字化虛擬環(huán)繞聲音效盒在數(shù)字化控制和音頻虛擬處理方案方面均具有先進(jìn)性。
1. 音源切換和音量、音調(diào)、平衡、等響度等均采用數(shù)字方式控制。
2. 整個(gè)系統(tǒng)集成度高、可靠性好、性價(jià)比高整個(gè)方案采用最優(yōu)化的芯片組合，具有較好的聆聽效果。
3. 虛擬環(huán)繞處理方案具有理想的效果，聲音定位相當(dāng)精確。
4. 所有控制由紅外遙控操作完成，紅外遙控采用軟件解碼。
5. 系統(tǒng)加入mP監(jiān)控芯片，保證系統(tǒng)具有強(qiáng)的抗干擾能力?！?/font>
評(píng)論