數字式音響控制器的原理及設計

0 引言
本設計的基本思路是分兩個(gè)系統一通道選擇系統和音量控制系統進(jìn)行設計，然后進(jìn)行整合。這樣分系統的設計，大大降低了設計復雜度，各系統的設計和修改只影響系統本身，而不會(huì )影響其他系統，這樣就使電路有了局部性。系統的原理框圖如圖1所示。

系統的設計沒(méi)有考慮輸入設備，輸入的音頻信號不予以考慮，默認是優(yōu)良的音頻信號；在這里將輸入的8個(gè)音頻輸入進(jìn)行選擇以達到8種音效，我們通過(guò)一級放大電路將選擇的音頻送入到音量控制系統，這之間的傳輸采用的是直接耦合，直接連接到了音量控制電路的輸入端，之后進(jìn)行音量的自由選擇，這樣就實(shí)現了音效和音量的控制。

1 通道選擇系統
1．1 系統實(shí)現功能
1)對8個(gè)通道實(shí)行選擇；2)通道選擇用按鍵實(shí)現，按一次，通道選擇加1，加至第8通道，再按回到第1通道；3)持續按下按鍵，每200ms轉下一個(gè)通道；4)一位LED實(shí)現通道選擇的顯示。
1．2 電路總體框圖

1．3 系統工作原理
通道選擇系統由計數脈沖發(fā)生器、二進(jìn)制計數器、數據分配器等部分組成。原理圖見(jiàn)附錄圖示。其工作原理如下：555及其外圍電路組成計數脈沖發(fā)生器，當電路接通電源后，它將輸出一連串周期約為200ms的脈沖信號，通過(guò)按鈕A1將脈沖信號送入加法計數器74LS161作為計數脈沖；計數器輸出送入作為數據分配器使用的74LS138，通過(guò)數字輸出控制“電子開(kāi)關(guān)”，對與“電子開(kāi)關(guān)”相連接的各個(gè)通道進(jìn)行選擇輸出；同時(shí)計數器輸出到譯碼顯示電路，進(jìn)行通道選擇的數字顯示。按下A1，工作加法計數狀態(tài)，計數器輸出按BCD碼依次變?yōu)楦唠娖?，數據分配器按照計數器送入的BCD碼分配相應的數據，控制相應“電子開(kāi)關(guān)”對通道進(jìn)行選擇，進(jìn)而實(shí)現對通道的數字控制選擇；同時(shí)LED數碼管顯示所選通道。(例如：按下A1持續450ms，計數器記錄為2，相應BCD碼為010，送入數據分配器，則要分配控制第2通道開(kāi)啟，選擇第2通道的音頻輸入；LED數碼管顯示為2)
1．4 各部分電路原理
(1)計數器電路。74LS161是四位同步加法計數器，當時(shí)鐘脈沖信號施加于CP端時(shí)，進(jìn)行加法計數開(kāi)始計數。CO是進(jìn)位信號輸出端，可供級聯(lián)使用；PE控制P0～P3并行數據輸入，Q0～Q3是計數器狀態(tài)輸出端。
(2)通道選擇電路。74LS138是3-8譯碼器和分配器，當E3=1，且E1=E2=0時(shí)分配器工作，A0～A3是輸出控制端，Y0～Y7是輸出端。“電子開(kāi)關(guān)”采用兩支NPN和PNP三極管和前置運放構成，由Y0～Y7經(jīng)過(guò)反相器74LS04后控制，開(kāi)關(guān)輸出通過(guò)控制各通道經(jīng)過(guò)的運算放大電路，進(jìn)行選擇，如圖3所示。