蓝牙音频功放的设计

王琳娜 胡冬琴 刘硕

北京电子科技职业学院 北京 100176

摘要：本设计是以蓝牙技术为基础，结合音频功率放大器，实现远距离无线蓝牙传输，使用手机远距离控制音频功放的播放曲目及音量大小。

关键词：蓝牙 音频功放 无线

中图分类号：G64文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016） 01 （a）-0000-00

一、设计任务

设计并制作一个蓝牙音频功放系统，技术指标如下：

该系统能够快速正确地连接蓝牙设备，实现无线控制与传输，距离范围在10米。要求声音效果清晰，音频输出最大功率在12W以上，可以直接驱动4Ω或8Ω的音箱负载。

二、设计思路

1.蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。采用时分双工传输方案实现全双工传输，数据速率为1Mbps。

2.系统将BLK-MD-BC05-B蓝牙模块与TDA2822功放置于音箱中，通过51单片机UART0完成与蓝牙模块的通信与控制，实现蓝牙手机或者PC电脑或Pad与BLK-MD-BC05-B蓝牙模块的互连，完成HFP和A2DP功能，采用6个按键完成数据和音频控制指令的输入。

3.BLK-MD-BC05-B蓝牙模块集成了蓝牙芯片（CSR公司的57F68芯片）、振荡电路，数据存储电路（I2C存储芯片24C32），天线与2.4G滤波等电路，使用更加方便。该模块具有1个SPI接口，双声道立体声音频输入与输出，包括电源开/关、前、后/重播、音量加、音量减、播放/暂停，6个按键（可用户自定义），两个状态指示灯。

4.功放电路的核心器件选择TDA2822，TDA2822是意法半导体（ST）开发的双通道单片功率放大集成电路，具有电路简单、音质好、电压范围宽等优点。电压范围一般在1.8～15V，静态电流小，交越失真也小。

三、系统框图

系统主要有蓝牙模块、信号调理模块、音频功率放大模块组成，模块框图见图1。

四、各模块电路原理图

1.电源模块电路

蓝牙音频传输系统提供了Mini USB插座与电池供电双供电接口。同时，Mini USB接口还兼有为电池供电接口连接的可充电电池充电的作用。

2.按键输入电路

案例电路共设置6个按键，功能定义见表，按键功能学生可自行设置，教学过程中不必强调哪个按键必须設置什么功能，完全由学生编程来设置。如暂停播放、音量加减、上一曲、下一曲、连接设备等。

按键电路从功能脚连接10K电阻接按键后接地，检测功能脚的电平既可判断按键按下，10K电阻的作用是分压，避免按键按下后功能脚电流太大损坏蓝牙模块。

3.音频信号调理电路

NE5532输入端同样采用了差分电路，输出端采用电容输出电路，加入了反馈、除自激等电路。如图2所示。

R19、R20、C25、C26为负反馈电路；将输出的音频信号反馈到输入端，由于反馈信号与输入端信号是反相的，抵消了输入信号中频率相同但反向的波形；输出信号越高，反馈的电压越高，抵消的输入信号也就越多，降低了输入信号的幅度，从而提高了音频输出信号的质量。但反馈元件的值应选用适当；反馈信号过高会影响放大倍数和大动态音频信号的幅度，太低则无法抑制信号幅度，输出信号产生很大失真。

C21、C24为隔离电容，隔离直流信号，避免直流信号进入耳机等音频负载中；电容的值不可太小，要保证50Hz到15KHz的音频信号通过。

R15、R16、R17、R18、C19、C20为消除自激电路；由于耳机等为纯阻性负载，会产生较大的自激反馈，通过此电路可有效抑制自激产生的噪音。

C22、C23为退耦电容，消除电压波动时产生的寄生耦合；采用4.7uF和0.1uF两个容量的电容是为了滤除产生的低频和高频寄生耦合。

功率放大电路采用TDA2822作为核心器件，输出端左右声道各接一个喇叭。

五、结束语

从制作效果上来看，达到了设计的要求，能够实现将手机播放歌曲传送到蓝牙功放上进行播放，经过测量，输出功率最大可以达到14W，左右声道可外接8Ω的喇叭，但还存在一些噪音，需要进一步改进设计，提高功放指标。

参考文献：

[1] 门宏. 经典音频功率放大器制作40例[m]. 北京：人民邮电出版社，2014.

[2] 海登. 低功耗蓝牙开发权威指南[m]. 北京：机械工业出版社，2014.