基于单片机的高保真功放系统设计研究

董钢

【摘要】随着人们生活水平的提高，对一般的功放听音要求以满足不了人们的生活需求了，现有功率功放普遍存在2大问题：第一是输出信号失真，第二是系统保护问题，主要有：扬声器短路保护、输出信号直流保护。保护做得不好，很容易烧坏功放输出管和扬声器。单片机具有强大的测控功能，可以用来解决大功率功放的失真校正和电路保护的问题。本系统采用单片机HT32芯片作为核心控制器来检测和控制功放系统，是系统各部分实现相应的功能，开机时进行自检和延时等保护，通过蓝牙模块对音频信号进行无线传输，通过数码管调节音量，高音、低音时显示其大小，也可遥控进行调节。对音量、高音、低音采用数字化控制，对系统过压、过流、中点电位偏离保护，对系统温度过高进行智能散热。本系统前级采用电子管放大后级采用晶体管放大，以满足人们的听音要求。

【关键词】高保真;智能;功放

一、系统介绍

1.创作动机

随着现代科技发展越来越快， 城市正在现代化的进程中，随处都能感知到声音，当人们在疲劳、烦躁时，总是想通过优美的音效环境来缓解压力。传统的功放在音量调节时存在滑动噪声，音效差，没有很好的保护系统需要有线传输信号。 因此一个智能化、实用性的放大系统是必不可少的。

2.创作目的

为了减小音量调节噪声，实现无线调节音量、高音、低音。使开关系统能够方便智能控制，根据人们的要求营造一个很好的音效环境，能够在各种环境都能使用，并能对系统本身有很好的智能保护措施，使系统持久耐用减少用户的维修费用。

3.设计创新点

通过无线控制功放的模拟量的调节，显示模拟量调节的大小，系统智能保护系统，使系统智能化，方便，持久耐用，并营造好的音效环境。

二、工作原理

用户通过（手机、电脑）等蓝牙连接系统蓝牙设备，通过遥控开关系统、调节音量、高低音，并通过显示电路对其大小显示，通过相关电路对系统关键点的电压进行监测送回单片机，同时通过软件对其大小进行判断是否超过安全值，如果超过相关保护电路动作，通过温度传感器对系统的温度进行监测并送回单片机，同过软件对其大小进行判断是否超过安全值，如果超过散热装置动作。

系统功能框图如图2-1所示：

图2-1 系统框图

三、系统功能

1.通过智能保护系统对系统进行保护使系统工作更加稳定。

2.系统可以实现遥控和手动控制，用户使用更加方便快捷。

3.系统采用无线和有线两种输入方式，用户使用更加灵活。

4.系统放大电路前级采用电子管放大，后级采用晶体管放大，信号的动态范围大，线性好，音色甜美、悦耳温顺，克服了晶体管产生的奇次谐波，引起听感的不适。

5.通过显示模块对音量、高低音、温度的显示，用户更加直观的了解系统的工作状态。

四、系统结构

1.硬件部分

控制单元采用HT32单片机来实现，由它来实现对采集来的信息处理并控制，整个系统包括遥控接收模块、显示模块、按键模块、温度采集模块、保护模块、放大模块、蓝牙模块，等其他必要模块。硬件系统框图如图1所示。

图1 硬件系统框图

2.程序流程图（如图2所示）

图2 程序流程图