跟着越来越多的手机支撑蓝牙功用,蓝牙耳机已成为手机的必备选件。一同,跟着支撑MP3播映的立体声蓝牙耳机的推出,蓝牙耳机已能够一同衔接到蓝牙移动电话和音乐播映器,这必将给蓝牙运用带来新的亮点。本文为咱们介绍蓝牙耳机及耳机扩大器的计划规划。
蓝牙耳机体系电路规划计划
导言
Bluetooth(蓝牙技能)是由爱立信、诺基亚、摩托罗拉、英特尔、IBM和日立等信息技能公司建议的一种短间隔无线通讯协议规范。因为 Bluetooth技能具有低功耗、抗搅扰才能强、适用于多种通讯场所以及集成电路相对简略,因此蓝牙技能作为一种替代有线电缆的无线接口技能具有宽广的 商场前景。蓝牙技能正成为移动电话、PDA、MP3player和电脑中的规范装备,蓝牙技能干流运用之一是通过蓝牙耳机赏识上述产品蓝牙接口发送出来的 高品质音乐和完结免提通话,可是技能的遍及速度除了与技能自身的先进与否有关外,还与完结本钱的凹凸密切相关,商场上的蓝牙耳机价格少则几百,多则上千 元,而移动电话自身价格大多也不过千元,蓝牙耳机的相对高价位导致了它的商场遍及速度和广度远低于移动电话,本文正式依据这一 XIAN,依据CSR蓝牙芯片BC358239A提出了一种低本钱蓝牙耳机电路规划计划,对蓝牙耳机的遍及必将起到重要效果。
一.蓝牙耳机架构和芯片介绍
图一 蓝牙耳机的结构
运用到蓝牙耳机的芯片除了低本钱、低功耗、外围电路简略以外,供给的软件开发东西彻底以及芯片封装小也很重要,下面临蓝牙耳机的首要芯片作扼要介绍。
1.BC358239A介绍:
BC358239A芯片频率规模2.402~2.480Ghz,发射功率可高达+4dB,内置有8比特DAC(数模转化器)可自动调整发射功率,无需外 部 BALUN(平衡不平衡转化器和功放即可契合蓝牙V1.2规范;0.1%BER(比特误码率)时典型接纳灵敏度-85dB;全集成的频率合成器,可支撑 8~40Mhz外部时钟输入又可外接CRISTAL(晶振);内部集成DSP(数字信号处理器)速度可达32MIPS,32bit指令字,24bit数据 存储器,内置4K字程序存储器,两个8K字数据存储器,足以支撑耳机运用软件规划需求;片上LDO(低压差线性稳压器),支撑u-law和A-law 语音代码转化,支撑I2S又支撑PCM语音接口, 深度睡觉方式功耗不超越10uA;10x10mm 的LFBGA封装,只需较小的PCB尺度。BC358239A内部结构见图二。
图二 BC358239A内部结构
此外BC358239A还有内置LDO,其输出电压1.8V,其最大输出电流可达70mA,彻底可满意蓝牙芯片自身需求。
BC358239A的蓝牙的软件架构具有恰当的灵敏性,蓝牙运用程序能够作业于BC358239A外部,也可由内部RISC处理器处理。
2.WM8731介绍
WM8731是WOLFSON公司推出的一款合适于语音运用的CODEC(编码解码器),它能为自身的MIC(麦克风)输入供给偏置电压,内部有两组 ADC(模数转化器)和DAC(数模转化器),其抽样频率从8KHz到96KHz.串行操控接口可挑选为两线制和三线制。其音频接口可通过编程设置为 I2S或PCM接口方式。28Pin5x5x0.9mm的QFN封装,特别合适对PCB面积有约束的运用。功耗极低,运用PCM接口通讯时电流自在 20mA左右,寄存器的正确设置可使待机功耗坚持在15uA以下。
3.充电芯片SC805和LDO RT9169-3.3
SEMTECH公司的SC805是一款功用强大的CCCV(恒流恒压)充电芯片,可编程的预充、快充和间断充电电流,使得它既可和PMU(电源办理)芯 片组合成充电办理电路,也可独自作为锂电池充电操控芯片。热维护、过流维护、电池充电电压精度可达1%使得它安全牢靠;输入电压规模从3V到6V,充电电 流最大可达1A,3x3mmMLP封装,合适消费类电子运用。
RT9169-3.3是RICHTECH公司出产的100mA低噪声3.3VLDO,它具有较低静态电流(低达4uA),较高的纹波按捺比,契合蓝牙耳机 WM8731和蓝牙芯片内部LDO对电源的要求。
二.电路规划和软件规划关键。
耳机电源的开关和音量调理可运用蓝牙芯片BC358239A的PIO口;从RT9169输出的3.3V电源送到蓝牙内置LDO输入端时留意在输入端加适 当的去偶电容,蓝牙芯片的VDD_ANA(内置LDO1.8V输出端)须加上去偶电容,以防止送到蓝牙芯片的电源引进搅扰导致蓝牙RF频偏过大,与此一同 蓝牙外接的Cristial(晶振)精度要求至少10PPM,不然也会影响蓝牙RF方针。
WM8731的电源输入端HPVDD、 DCVDD、DBVDD和AVDD都可用LDORT9169的3.3V输出,在WM8731的电源端加上恰当去偶能够改进WM8731输出的音频品 质;WM8731时钟可运用蓝牙芯片的AIO3引脚的可编程时钟输出。 WM8731与BC358239A的PCM接口相连时WM8731的ADCLRC和DACLRC一同衔接蓝牙PCM_SYNC。
BCHS(BluecoreHostSoftware)是CSR为客户供给蓝牙产品规划供给的开发软件,BCHS和蓝牙的协议栈一同组成了蓝牙产品的软件解决计划。蓝牙耳机的软件架构可参阅图四
图三 蓝牙耳机软件架构
图三中VMApplicationsoftware(虚拟机器运用软件)包含TCS(电话操控协议),它界说了蓝牙耳机树立语音和数据呼叫的操控信令, 界说了处理蓝牙TCS设备群的移动办理进程;运用程序功用包含通过I2C总线写WM8731寄存器操控耳机音量,电池低电压报警等功用。
定论:
蓝牙耳机的低本钱解决计划总是与蓝牙和语音解码芯片的价格下降相伴而生,跟着蓝牙接口在移动电话、PDA、MP3player和电脑中的敏捷遍及,蓝牙耳机替代有线耳机已成为技能发展的必然趋势。
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高清语音技能在手机和蓝牙耳机中的运用
高清语音也被称为宽带语音,是一种能为蜂窝网络、移动电话和无线耳机传输高清、天然语音质量的音频技能。与传统的窄带电话比较,高清语音很大程度上进步了语音质量,减少了听觉担负。
通讯产业链上的一切网络和设备都需支撑高清语音才干体现出该技能的长处。到2011年6月停止,18个国家运营的20种蜂窝网络,以及33家抢先的手机 品牌都已支撑高清语音。通过安置自习惯多速率宽带(AMR-WB)语音编码,GSM, WCDMA(UMTS)和LTE蜂窝网络中现已引进了高清语音。此外, 通过运用改进的子带编码(mSBC)语音编解码技能,无线蓝牙耳机也开端支撑高清语音,将免提通话与高语音质量结合在了一同。
高清语音的长处相同能够在现有网络中体现出来。跟着窄带网络和设备向高清语音过渡,一种名为带宽扩展(BWE)的语音处理技能能够用来在接纳终端设备上模仿类似于高清语音的通话质量,为不支撑高清语音的设备供给了一个折中的解决计划。
从窄带到高清语音
传统电话体系的带宽被约束在大约300Hz到3.4kHz的音频频率规模内(图表1),这一规模一般被称为窄带语音。尽管现在的电话体系是数字式的,但 其仍是传承了与传统模仿体系相同的带宽。从语音质量的视点来看,窄带语音缺少天然语音保真度,常常被描述为单薄和模糊不清。尽管如此,窄带频率规模内完好 句子的语音区分度大概是99%。
图1:窄带和宽带语音的带宽特征
高清语音在采样频率为16kHz时音频带宽大约为50Hz至7kHz,因此与窄带语音比较具有更明晰的语音信号。尽管宽带语音并没有明显进步语音明晰 度,可是窄带规模之外的3.4kHz至7kHz进步了单词中的摩擦音(例如f、s和th) 的辨认度。宽带语音能够供给愈加天然实在的语音,在片面音频质量方面比窄带语音有了明显的进步。高清语音扩展出的50Hz至300Hz的低频下降了窄带语 音尖细的特征,而扩展出的高频则进步了发音明晰度。
在片面语音质量听力测验中,宽带语音在均匀定见得分(MOS)中得到4.5分,而窄 带语音则为3.2分(1分为质量差,5分为优异)。宽带语音质量的进步减少了听力担负和听者的疲惫,特别是当听者处于喧闹的环境下。移动网络运营商 Orange在其网站上供给了一个音频样本作为高清语音长处的例子。2010 年6月Orange公司所做的另一项查询进一步向终端用户证明晰高清语音的价值:
* 96%的客户对高清语音通话标明满意;
* 86%的测验者标明,兼容高清语音将是他们未来购买手机时的一个挑选规范;
* 76%的测验者乐意替换手机以取得高清语音功用。
此外,2006年爱立信和T-Mobile进行的用户试用查询也证明晰高清语音的长处。在150个抽样用户中,超越70%的人以为运用了高清语音手机后通话质量更好,在喧闹的环境中对话质量有所进步。
运用高清语音需求语音通讯体系中的一切环节都支撑宽带语音频率规模。选用高清语音技能的关键是在蜂窝网络和手持电话中协同安置AMR-WB编解码。做为 一种宽带语音编码,AMR-WB的有用音频带宽是窄带编码AMR-NB的两倍。要完结一个高清语音通话,基站和手持电话之间协同传输以AMR-WB编码的 语音,在这一进程中没有进行语音修正或从终端到终端的转化编码。假如高清语音衔接无法完结,体系就会取而代之运用窄带AMR-NB编码。
扩展语音带宽
能够估计,在引进高清语音的进程中,通讯体系中的某些环节会因无法支撑而将语音转化为窄带频率,这实践上是在下降语音质量,添加听力担负。人工带宽扩展 (BWE)通过在通讯体系的终端环节为窄带语音信号参加人工生成的语音内容,补偿在传输进程中丢掉的高频和低频语音内容。通过这种方法,BWE将高清语音 的优势拓宽到了窄带和过渡的混合带宽的语音通讯体系中。
BWE算法运用发生语音的声源过滤模型来预算和发生扩展频率规模内的语音内容。 依据该模型,语音是由一个声源(例如声带)再加上一个模仿声道的模型发生的。BWE算法依据窄带语音预算出一个宽带声源模型,然后运用该模型的参数预算出 其丢掉的宽带频率内容。在实践运用中,BWE独立于源编码和发送途径处理进程的,因此它能够与传统的窄带和混合带宽的电话网络共存。
BWE首要运用于蓝牙耳机和免提设备。在这些设备的接纳终端上,窄带CVSD编码语音信号首要进行解码,然后通过BWE的处理发生给受话方的扩展带宽语音信号。BWE也能够运用在高清语音电话网络上,将语音信号扩展到带宽为14kHz的超宽带(SWB)频率规模。
高清语音和音效增强
将高清语音和音效增强处理方法(如噪声按捺(NS),回声消除(AEC) )结合在一同能够改进在噪声环境下的语音明晰度,并能够进步全体通话质量。噪声按捺技能能够剖析掺杂了噪音的对话,并铲除噪音,添加语音区分度。噪声按捺 算法通过很多频点预算出噪声功率谱密度,然后将噪声从对话出抽取出来。与窄带的处理比较,宽带噪声按捺在核算噪声频谱时包含了更多的频点数据来紧缩扩展频 率规模内的噪声。除噪声按捺外,回声消除处理方法能消除发话者和麦克风之间的动静耦合所发生的回音信号。回声消除的作业原理是从麦克风接纳到的信号中别离 出一个通过过滤和推迟的副本。回声消除技能能够核算出宽带语音中的自习惯过滤系数。
高集成度蓝牙耳机电源办理计划
跟着越来越多的手机支撑蓝牙功用,蓝牙耳机已成为手机的必备选件。一同,跟着支撑MP3播映的立体声蓝牙耳机的推出,蓝牙耳机已能够一同衔接到蓝牙移动电话和音乐播映器,这必将给蓝牙运用带来新的亮点。
蓝牙耳机的中心是射频和基带处理两部分,为习惯功用的集成和规划的小型化,CSR、Broadcom等公司已将射频和基带处理功用集成在一同,如CSR BlueCore4高集成的蓝牙芯片,封装最小为6×6mm。整个耳机的电源办理规划要求外围组件少,集成度高,一同满意蓝牙芯片对负载呼应和噪声按捺的 要求。
蓝牙耳机多选用锂电池供电,其电压规模为2.7V至4.2V。电池容量为90mAH至170mAH。为满意更长时刻通话及音乐播 放的需求,电池容量有逐步添加的趋势。别的,依据ARM或DSP内核的蓝牙芯片需求两组电源(如1.8V和2.7V)别离对内核和I/O供电。一同,麦克 风也需求一个 “洁净”的偏置电压。
依据上述体系电源的需求,Microchip推出了高度集成的、小尺度的电源办理计划,包含 TC1303和MCP73855。其间,TC1303为高集成的电源转化芯片,MCP73855为高集成的线性锂电池充电芯片。TC1303在3×3mm 10引脚DFN封装中集成了一个500mA同步降压转化器和一个300mA低压差LDO,并具有电压正常指示引脚(Power-Good)。其规范固定电 压输出组合,如1.8V/2.7V,刚好满意BlueCore2对电源的要求。图1为TC1303在蓝牙耳机上的运用电路。
图1:TC1303在蓝牙耳机上的运用电路。
图中500mA的同步DC/DC转化器集成了P沟道和N沟道MOSFET,选用2MHz的开关频率,转化功率抵达92%以上。高开关频率和 PWM/PFM自动切换技能可使工程师挑选低至2.2μH的表贴电感和陶瓷电容,即可满意滤波和蓝牙芯片对纹波的要求。TC1303内集成的LDO可供给 300mA的输出电流,且只需137mV电压差。为了进一步减小DC/DC开关噪声对电路规划的影响,在芯片规划时将LDO的电源地引脚和DC/DC电源 地引脚分隔,确保了LDO输出能够给I/O部分和麦克风供给“洁净”的电压。
图2:MCP73855在蓝牙耳机规划中的运用电路。
TC1303供给的电压正常指示引脚能够衔接到蓝牙芯片的I/O,以监督供电电压的状况。电压正常指示引脚能够检测DC/DC输出电压(TC1303A)或LDO输出电压(TC1303B),乃至可别离检测这两路输出,完结次序上电,满意不同蓝牙芯片对供电的要求。
MCP73855可供给锂电池充电办理功用,片内集成的MOSFET、电流检测电阻和反向阻断二极管可供给最大400mA的充电电流,并可通过外接电阻 或直接由I/O输出设置所需的充电电流。MCP73855可自动完结锂电池的预充、恒流、恒压充电操控,并把充电状况输出到LED或蓝牙芯片。合作恰当的 外围电路,充电状况指示引脚能够驱动双色LED,完结充电进程及充电完毕的别离显现。图2为MCP73855在蓝牙耳机规划中的运用电路。
TC1303和MCP73855的小尺度封装(3×3mm)以及简略的外围电路,构成了一个低本钱、高功能、高度集成的蓝牙耳机电源办理计划,这个计划 也可适用于最新播映MP3的立体声蓝牙耳机规划。工程师运用它和蓝牙芯片,能够规划愈加舒适、时髦、易用,一同分量轻盈的蓝牙立体声耳机,运用户能够在移 动时赏识音乐,又永久不会漏接电话。
蓝牙无线耳机规划及VxWorks移植方法
蓝牙耳机是一种无线语音传输技能,是依据耳机在无线技能方面的延伸。它是般配于蓝牙技能而进入多媒体个人区域网络的。跟着蓝牙技能的日趋完善和蓝牙产品 商场占有率逐步提高,蓝牙耳机在技能上也将不断得到改进,使之成为个人多媒体区域网络的首要配套产品。蓝牙耳机的运用规模除了手机以外,PDA、无绳电话 运用、轿车免提东西、电话终端等,也是蓝牙耳机发挥技能优势的运用领域。本文规划的蓝牙耳机支撑蓝牙规范1.2版别,传输间隔达10 m,传输速率达723.2 kb/s,而且具有低功耗和(简直)无辐射等技能长处和优势。
1 蓝牙技能
蓝牙作为一种低本钱、短间隔的无线衔接技能规范,是由 Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba五家公司一同倡议的一种全球无线技能规范,是一种无线数据与语音通讯的开放性全球规 范。它以低本钱的短间隔无线衔接为根底,为固定设备与移动设备通讯环境树立一个特别衔接。其实质是树立通用的无线空中接口及其操控软件的揭露规范,完结设 备问的电缆替代。
蓝牙技能规范包含协议和运用规范两个部分。协议界说了各功用元素各自的作业方式,整个蓝牙协议体系结构分为4层,即核 心协议层、线缆替代协议层、电话操控协议层和选用的其他协议层;运用规范则论述了为了完结一个特定的运用模型,各层协议间的作业协同机制。较典型的运用规 范有拨号网络、耳机 (headset)、局域网拜访和文件传输等。蓝牙耳机的协议栈原理如图1所示。
2 硬件规划
硬件电路信号处理与操控部分选用Zeevo公司的依据ARM7的音频处理器ZV4301。ZV4301处理器是在一个单芯片收发器上参加一个集成 RF、数字信号处理、通讯处理和运算及操控处理功用的48 MHz APM7微处理器,片外扩展闪存,以完结需求技能和高度最佳化的音频处理。
编解码芯片选用飞利浦公司的UDAl380音频芯片。UDAl380是一颗专为便携式产品所规划的单芯片立体动静频编解码器,能够供给当即可用的先进音 频功用。这颗音频编解码器具有24位数据途径、多重时钟支撑、DC偏移消除、支撑多重数据格式以及数字静音检测等集成功用。本规划中,UDAl380运用 与微控器接口作音控处理.并运用L3接口来操控音量。
3 I2S总线
本规划在硬件电路上运用依据I2S总线的音频体系体系结构。I2S(Inter-IC Sound bus)是飞利浦公司提出的串行数字音频总线协议。
I2S总线只处理动静数据,其他信号(如操控信号)有必要独自传输。为了使芯片的引脚尽或许少,I2S只运用了三根串行总线。这三根线别离是:供给分时复用功用的数据线(SD)、字段挑选线(声道挑选WS)、时钟信号线(SCK)。
此规划中选用电源一致供电,ZV4301作为主设备,UDAl380作为从设备。ZV4301运用3个通用I/O口来模仿I2S总线。其读写I2S总线的数据首要包含以下几个函数;
word_selection(); //字挑选函数
serial_clock(); //时钟信号函数
serial_data(); // 串行数据函数
shift_register(); //寄存器移位函数
4 软件规划
VxWorks操作体系是美国WindRiver公司于1983年规划开发的一种嵌入式实时操作体系。杰出的持续发展才能、支撑多种硬件环境、高功能的内核以及友爱的用户开发环境,使之成为一切独立于处理器实时体系中最具特征的操作体系。
在该规划中,软件协议悉数下载到蓝牙设备内核处理器的外置闪存中,操作通过人机接口操控。依据VxWorks的软件编写作业首要包含:BSP包的改动、 程序的编写和操作体系的削减。因为VxWorks的高度灵敏性,能够很简略地对这一操作体系进行定制或作恰当开发,来满意体系的实践运用需求。BSP 包的改动指依据方针硬件实践装备修正体系的装备参数宏(MAC-RO),首要修正config.h、makefile.h、bspname.h文件。
程序编写函数首要包含以下7个。
(1)体系引导函数
VxWorks操作体系在一些板级体系初始化后自动履行tUsrRoot()函数,以完结初始化。
tUsrRoot()
…… //必要初始化程序
vInitializeLmp(); //LMP初始化完结
vInitializeL2cap(); //L2CAP初始化完结
vInitializeSdp(); //SDP初始化完结
vInitializeRf(); //RFCOMM初始化完结
vInitializeHA(); //HeadsetApplication初始化完结
exit(); //退出
(2)体系初始化函数(以L2CAP为例)
typedet
{MSG_IDSdpToL2cap;
MSG_ID L2capToSdp;
MSG_ID RfToL2cap;
MSG_ID L2capToRf;
MSG_lD HAToSdp;
MSG_ID SdpToHA;
MSG_ID HAToRf;
MSG_ID RfToHA;
}MSG_QUEUE_ID//界说音讯行列1D结构体类型
MSG_QUEUE_ID MsgQueueld; //界说大局音讯行列ID结构体,用于寄存每个音讯行列的ID
vInitlalizeL2caD();//L2CAP初始化,包含初始化大局变量、创立定时器、创立音讯
//行列、创立并发动使命
(3)LMP软件规划
基带程序作业在蓝牙芯片的信号处理单元中,而LMP程序作业在蓝牙芯片的微处理器中,它们通过邮箱来交流信息。只需任何一方向邮箱发送了信息,邮箱就会发生中止信号,别的一方能够在中止服务程序中进行信息读取和处理。其处理函数为;
vLmpDealFromBB()
//处理来自BaseBand层的音讯以树立衔接,对来自BaseBand层
//的操作码
决议承受与否,并进行鉴权、加密、处理或断开等操作
(4)L2CAP软件的规划
tL2capDealMsgFromSdp()
//处理来自SDP层的音讯SdpToL2eap,生成L2CAP数据包,把数据传BaseBand层
tL2capDealMsgFromRf()
//处理来自RFCOMM层的音讯RfToL2cap,生成L2CAP数据包,把数据传BaseBand层
vL2capDealMsgFromBB()
//处理来自BaseBand层的音讯,在处理器邮箱中止程序被调用
(5)SDP软件的规划
tSdpDealMsgFromL2cap()
//处理来自L2CAP的音讯L2capToSdp,并上报查找到的服务的特色
tSdpDealMsgFromHA()
//处理来自HeadsetApplieation的音讯HAToSdp,对上报信息进行应对
(6)RFOOMM软件的规划
tRfDealMsgFromHA()
//处理来自HeadsetApplication的音讯HAToRf,生成RFCOMM数据包,传送给L2CAP
tRfDealMsgFromL2cap()
//处理来自L2CAP的音讯L2capToRf,对不同的帧进行处理
(7)HeadsetApplication软件的规划
tHADealMsgFronaSdp()
//处理来自SDP的音讯SdpToHA,判别是否正常并处理
tHADeaIMsgFromRf()
//处理来自RFCMM的音讯RfToHA,对AT指令及其应对作出处理
5 语音传输树立进程
蓝牙耳机体系作业时总是蓝牙语音网关(AG)和蓝牙耳机(HS)成对呈现的。其通讯所用到的协议栈及实体如图4所示。
蓝牙设备衔接的树立遵从底层到高层的准则,即查找蓝牙设备、树立链路、服务查找、树立信道、树立衔接和数据传输。
以下是音频衔接树立的全进程。(以AG自动建议衔接恳求为例。)
①AG首要建议查询,通过查询AG取得HS的蓝牙地址。
②AG在运用层的驱动下向查询到的HS建议一个page进程。当接纳到HS回来的应对信号时,AG与HS之间的ACL链接现已成功树立。
③一旦ACL链接树立,即能够被用来传送振铃信号。振铃信号的发送是通过AT指令RING来完结的。
④ACL链接好后,接着树立L2CAP链路。AG首要在信令信道上发送一个链接恳求信令L2CAP_req,要求树立信道标号为0x0040的 L2CAP。当HS回来链接呼应信号时,标明0x0040信道现已树立好。然后对此信道进行装备,装备完信道后,就能够运用此CID(信道标识符)为 0x0040的L2CAP信道进行SDP查询。
⑤AG在L2CAP信道上发送一个SDP查询包。SDP查询包将查询SDP服务器端HS 是否具有所需求的服务。若查询成功,在ACL链路上,AG再树立一条标号为0x0041的l.2CAP链路,用来传输RFCOMM数据;一同,断开用作 SDP查询的标号为0x0040的L2CAP链路。
⑥当CID为0x004l的L2CAP信道树立好之后,首要树立操控信道 DICIO,AG在信道上发送一个SABM帧,即要求树立RFCOMM层上的 Channel O。假如呼应方HS期望树立链接,回来一个VA帧,标明现已树立好了Channel 0这条RFCOMM信道。此信道为操控信道,用来传送带着操控信息和指令的UIM帧。假如呼应方HS不期望树立链接,回来一个DM帧。其次树立数据信道, 先是对数据传送信道的参数进行洽谈,洽谈指令PN参数包含对即将树立的信道Channel 1的优先级,最大帧长等,当两边洽谈好后树立传输数据的信道Channell。
⑦通过RFooMM信道传输HS操控层的AT指令,即在RFCOMM数据传送信道Channe1上运用UIH帧传送AT+CKPD指令。当接纳到对方的呼应后,就能够开端树立SCO链接。
⑧HCI(主机操控接口)发一个WRITE_VOICE_SETTING指令,对音频状况进行一些设置。当接纳到AG的树立SC0链接
的恳求时,若HS答应,发送一个接纳的HCI指令,在指令完结之后,传输音频信号的SC0链路就树立好了,此刻就能够进行语音通讯。
结语
本文给出了蓝牙及蓝牙耳机体系的基本概念及其在软硬件方面的详细完结。蓝牙耳机运用户脱节线缆的捆绑,能够在较大的自在空间内通话。因为选用专用的动静 编解码芯片和规范音频取样率44.1 kHz,并通过先进的信号处理技能,能够使动静效果挨近CD音质,这样也使蓝牙耳机真实替代有线耳机成为或许。
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耳机扩大电路
双三极管ECC822电子管组成的OTL耳机扩大器电路
本文用双三极管ECC82(恰当于E802C、E82CC、与北美12AU7、国产6N10型)作为扩大器。此类管子有方针优异和运用寿命长的特征。
如图所示电路,用双三极管ECC82(恰当于E802C、E82CC、与北美12AU7、国产6N10型)作为扩大器。此类管子l有方针优异和运用寿命 长的特征。前置扩大器要发生满意的信号起伏去驱动耳机。管脚1、2、3、的三极管部分扩大信号。输入信号通过50kΩ音量操控对数式电位器P1(P1不在 图 I中标明)抵达电路板,再通过C1、R1直接输给前置扩大级,而R1、C1l供给必需负栅偏压。增益实质上由R8决议。而最大输入电压由R2决议。R9是 这样确认.即把静态阳极电流选在特性曲线最大或许的线性部分。在阳极上被倒相和扩大的输入信号通过C2耦合到第二级栅极。第二级阴极电阻被分红R5和R6 两部分。R5和R6串联构成负载电阻。其分压效果为栅偏压挑选一个正确值。栅偏压加到栅极之前经R4和C3退耦和安稳。由栅偏压和相应特性曲线决议的阳极 电流在R5和R6上构成压降,严格地与电流成比例关系。此电压接着通过耦合电容C4馈给耳机。为防止耳机刺进时发生喀啦噪声,接入R7坚持输出在DC信号 地电位。上述仅介绍L(左)声道电路作业原理。右声道与此相同。
分立元件耳机扩大电路以及差分功放仿真电路
分立元件耳机扩大电路
电路图OPA2134和三极管等元件组成。
差分功放仿真电路
三极管耳机兼线路扩大器
本文介绍用3只电子管拼装的低阻抗线路扩大器兼32Ω耳机扩大器,它选用差动推挽扩大和变压器输出,电路简略简略制造,又可一机二用,值得有爱好的耳机爱好者拷贝。
高保真立体声耳机的电声功能越来越好。它的动静不受房间声学条件的影响,也不会影响旁人的作业或歇息,更有利于倾听者聚精会神地领会音乐的旋律、节奏和 感人的气氛。再加上耳机听音体系的本钱低、音质好,日益遭到本站的喜爱。不过,运用一般功放的耳机插口倾听音乐的效果还不行抱负,比较好的方法是为耳机 专门定制一台耳机扩大器,现在已成为用耳机赏识音乐的一致。
本文介绍用3只电子管拼装的低阻抗线路扩大器兼32Ω耳机扩大器,它选用差动推挽扩大和变压器输出,电路简略简略制造,又可一机二用,值得有爱好的耳机爱好者拷贝。
一.电路和原理
图1为本机电原理图(只画出左声道,电源则为左右声道共用)。整机扩大部分只用3只MT电子管。一只12AT7/ECC81双三极管作左、右声道的输入 级,一只12Au7/ECC82双三极管作一个声道的差动推挽输出级。因为这个电路自身具有倒相效果,因此可省去一级倒相电路,简化了电路结构。
输入端设有两组输入端子A、B,可用开关切换。为了改进整机特性,输入级加有来自输出级的负反应。反应量取lOdB比较适中。该管也可选用12AU7,不过增益略低,本电路选用12AT7,以确保增益和必要的负反应量。
输出级选用12AU7作推挽扩大,如前所述它兼有倒相效果,故它无需输入反相信号而只需一个信号输入端。这个电路初看起来不太简略了解,其实它便是咱们 了解的差分扩大器。在晶体管电路中,差分扩大器是习以为常的,在电子管电路中差分扩大器的运用相对比较罕见。下面略微阐明一下。
这个电路结构与晶体管差分扩大器彻底相同。它有两个信号输入端子,两个信号输出端子,阴极共用一个电阻。屏极选用电阻作负载。差放的运用恰当灵敏。它可 以在两个输入端子上都加信号,也能够只在一个输入端子上加信号。而输出信号可从两个输出端子上得到,也可从一个输出端子上取得。
下面为常见的3种作业方式。
(1)当两个输入端加上同相位、同起伏的信号时。在两个输出端子上得到同相位、同起伏的输出信号。如作推挽输出时,则两者信号彼此抵消,这对遏止输入噪声的输出非常有利。
(2)当两个输入端加上反相的同起伏信号时,输出端则得到两个起伏相同的反相输出信号。
(3)当仅在一个输入端加上信号时,两个输出端大将取得起伏相同、相位相反的输出信号。
本机输出级选用单端输入信号(另一输入端接地)、双端输出信号的作业方式(屏极用一输出变压器替代两个负载电阻)。它既有(3)点的倒相效果,又有(1)点的抑噪效果,电路又简略。
为了进步差分扩大电路的对称性及其特性,图1输出级两只三极管阴极选用了恒流源电路,为此运用了一块LM317稳压IC.作为耳机扩大器,额外输出功率 有100mW现已满意,本机选用12AU7作差分推挽扩大,屏极电压取180V,屏极电流约7.5mA,栅偏压约一6V,选用输出变压器的初级阻抗为。 10kΩ时的A类最大输出功率约150roW.此刻屏极功耗为180V×7.5mA=1.35W,不到12Au7最大屏极损耗的一半,是恰当安全的。
最终要阐明,本机作耳机扩大器运用时,供阻抗为32Ω的耳机合作16Ω端子运用,此刻输出级的实践负载阻抗为20kQ.当作线路扩大器运用时,相同运用 16 Q端子。不过为了防止因配接的后级功放输入阻抗不同而造本钱机输出级的负载阻抗大起伏变化,16 Ω端子应并联一只33 n(2W)电阻到地。别的,本机的增益约3.2倍,作为线路扩大器且与CD机直驳运用时,本机显得增益过大,此刻最好在输出端接入图3所示的衰减网络。选 择恰当的衰减量;使体系正常倾听时本机的音量电位器的转角行程为一半左右,这样可使本机作业在最佳状况下。至于作为耳机扩大器,线路扩大器以及配接衰减网 络之间怎么完结相应的转化(用恰当的转化开关等),请制造者依据自己的实践需求自行规划,这儿不再赘述。
二.元件和制造
本机大部分元件都很一般,图1中已注明晰要求,未注明要求的电阻均选用1/2 w的。稳流源所用的电阻(50 Q、82 Q)和灯丝稳压IC所用的电阻(240t2、100t2、2k Ω)宜用1%差错的电阻。高频相位补偿网络(200pF‘、30kΩ)中的电容可选用一般的云母电容器。
输出变压器选用日本平田电机制造所的FE—10一lO,其外形尺度和接线端子如图4所示。首要特性如下:(1)输出功率:10W(50Hz)
(2)频率呼应:20Hz~50kHz(一ldB,输入4v,2rn=ZP)
(3)一次侧电感:l 0 0 H(1mW),最大50H(50Hz)
(4)一次侧容许DC电流:双管90mA(不平衡电流4mA)
(5)功率损耗:0.41dB(16 Ω)
(6)一次侧DC电阻:410Ω输出级阴极恒流源选用可调三端稳压IC接成恒流电路,选用LM31 7T可装置在小型散热片上,并留意与底盘之间的绝缘要牢靠。为使稳压Ic作为恒流器材运用,只需在L=M317T输出端接一电阻即可抵达规则的恒流值。该 电阻可用1.25(v)/I(A)来求得。本机输出级每管电流为7.5mA,两管为15mA即O.015A,故R=1.25V/O.015A=83 Q,图l中选用82 Ω。LM317T正常作业时要求其输入至输出端之间的压降大于3V.本机输出级阴极对地电压约6v,其输出端子对地电压为1.2 5V,输入端子电压则可在4.25V以上,能满意正常作业要求。在LM 3l 7T输入端子和12AU7阴极之间的50Ω电阻是用来检测阴极电流所设。灯丝供电选用LM3 50T稳压(也可选用LM317T),装置时应加小型散热片。装置时不管LM 3l 7仍是LM350其3个端子切勿搞错。
图5为本机面板、底盘上下首要元件安置示意图。电源和输出变压器均装置于底盘上面,其间输出变压器卧式装置。一切大电解电容器均卧式装置在底盘下面。电子管及上述电解电容邻近都设置了支架,以便直接搭接相关元件。
信号输入端引线选用双芯屏蔽线。图6为双芯屏蔽线的运用图示。双芯屏蔽线中的两根芯线别离为信号线的“热端”和“冷端”,屏蔽层则接地。也便是说在屏蔽层中没有流过信号,因此信号不易遭到其他杂散电流的搅扰。
三.调蔓和功能
配线完结且查看无误之后可通电实验。首要断开电源二次侧高压接线,然后在不刺进电子管的状况下接通电源,查看各管灯丝电压是否正常。该电压约为12.3V.如误差过大,可微调LM350调整端对地的电阻值(100Ω)。
灯丝电压正常后,可断开电源并康复电源高压接线。然后插好各电子管再次接通电源,听和看整机有无反常动静或其他状况。如无反常状况,可用万用表测验各管 阴极电压。一般,只需阴极电压正常,管子的作业状况就八成没有什么问题。 输出级的有用屏极电压约180V,阴极电压约一5.6V.屏极电流可测量阴极50Ω电阻上的压降得知。实测为1 5.6mA,每管电流为7.8mA.三端稳压%&&&&&%上有3V压降就能进行正常的稳流作业。
现在来看一下本机的各项实测功能。
四.输入/输出特性
本机增益为3.2倍,削波前的输出电压为2.6V,因此在33Ω耳机上输出功率可达205mw,是规划值的1.3倍以上。这对耳放来说功率已非常富余。 图7为本机输入/输出特性,跟着输入信号添加,在削波之前呈现“圆顶”失真,能看到真实削波时的输出功率实践上抵达270mW。
(2)频响特性
图8为本机频响特性。作为耳机扩大器,测验时功率取30mW.由图可见lOHz时为一0.3dB,100kHz时为一1.3dB,无疑是一款宽频带耳 放。图中还给出了10mV时的特性,这是推挽输出变压器在小输出下作业时初级电感有所下降所引起的。不过低频的下降也仅0.8dB,仍是恰当优异。
(3)失真特性图9为本机的失真特性。10mw输出时100Hz的失真为O.15%,1kHz失真为0.1%,10kHz为O.12%,应该说还算不错。
其他特性方面,也都不错。阻尼系数在33 n负载下,20Hz~20kHz全频段规模内抵达8.3.这对取得杰出的低声重放是很重要的。左右声道的别离度lkHz时抵达一70dB.高频20kHz 一般不超越一60dB,彻底没有什么问题。用耳机赏识音乐时,残留噪声也是一项重要方针。本机低达0.03~0.0 41“12V,这关于灵敏度为lOOdB/mW的耳机,即便音量置于最大方位,也彻底听不到任何噪声。本机方波呼应也很好,接上0.1 u F纯%&&&&&%负载也不用忧虑电路会发生振动。
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