音频信号的微处理器开关。方案、说明

基于微处理器的音频开关

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使用该开关，您可以轻松地将音源以任意组合连接到各种声音再现设备。

我们公寓中的家用音响设备的数量每年都在增加。新的音乐中心、家庭影院或电脑扬声器会导致越来越多的互连。在某些时候，无线耳机被添加到各种设备中，专门用于晚上在家的和平共处，当问题出现时：什么对精神发展更重要 - 真人秀节目的第二十系列或听您最喜欢的 CD 专辑。要在 PC 上观看 DivX 电影，将功能强大的家庭影院扬声器系统连接到计算机会很有用。在这样的时刻，您不可避免地不得不在电视或电脑后面狭窄的尘土飞扬的空间中找出错综复杂的电线。

主要的出路是购买一个开关，通过轻轻按下按钮，您可以将声源以任意组合连接到一个或另一个声音再现设备。问题是这样的开关只能在专业设备中找到，而且非常昂贵。

为了切换计算机声卡的输出，开发了一种简单的基于微处理器的音频信号开关。它解决了相当具体的任务，即：它将有源 2.1 扬声器系统、无线耳机或带麦克风的耳机连接到计算机上，以便在 Skype 程序中工作。开关有 1-3 结构，即将信号从一个输入切换到三个输出之一。由于开关元件是无源双向键，因此可以将开关用于相反的任务 - 将三个信号源之一连接到有源扬声器。当然，此切换器可以与任何其他声音再现设备一起使用。

（点击放大）

微处理器切换音频信号示意图

开关的电路图如图所示。 CD4052 芯片上的模拟开关用作开关元件。要切换双极信号，必须在 Vee 引脚上施加负电压，该电压不得小于施加到输入端的模拟信号的幅度。负电压由561LA7微电路产生，其上装有矩形脉冲发生器，并根据倍压电路进行二极管整流。 Vee 线上的电流消耗可以忽略不计，因此 561LA7 上的发生器在电源线上仅消耗 100 μA。发生器的工作频率选择在 35 kHz 范围内，即音频范围之外。

在 PIC16F84 微控制器上组装了一个控制节点，它轮询开关方向选择按钮 S1，为 CD4052 微电路生成控制信号，并使用 HL1 LED 指示当前状态。 3,5 MHz 的时钟频率并不重要，可以在 3 到 4 MHz 的任何范围内选择。微控制器固件文件可在该杂志的网站上找到。 TPA6110A2芯片上组装了一个高品质立体声耳机放大器。需要放大器是因为来自计算机声卡输出的信号并不总是能够在无源耳机中提供足够的音量。放大器以 1 的增益工作，但是，如果需要，可以通过减小电阻器 R9 和 R10 的电阻来轻松增加增益。该放大器设计用于输出阻抗至少为 16 欧姆的耳机。放大器的谐波失真系数在 0,03 kHz 频率下小于 1%。 TPA6110A2 放大器 IC (Texas Instruments) 可以替换为 LM4881 IC (National Semiconductor)。组装设备时，应特别注意电源线和地线的正确接线。

设备开机时，音频输出1始终处于激活状态，通过连续按下S1按钮，您可以“循环”连接其他音频输出：12-3-1-2-...。连接下一个输出伴随一个单一的声音指示，而给出的声音信号的数量对应于输出的数量。 LED 通过相应的短闪次数持续指示连接的输出数量，并在系列之间暂停。为方便使用，S1按键可以移到机箱外，放在方便的地方，而开关本身可以放在靠近开关音频设备接头集中的地方。

计算机上的空闲 USB 端口用作电源。电路消耗的总电流不超过 10 mA。此交换机易于升级，可扩展其功能。微控制器的空闲端口的存在使得指示方案变得复杂，例如，通过放置单独的 LED 来指示每个输出的连接。要将切换输出的数量增加到4个，添加一个连接器并将其连接到CD11芯片的4和4052线就足够了（程序中进行了相应的更改）。通过消除 LED 指示并通过按下 S1 按钮使用中断模式，可以显着降低电流消耗。如果你放弃D3芯片上的放大器，优化发电机的运行（短时间开启给C7充电），那么你可以构建一个电池供电的开关。在这种情况下，一组三节 AA 碱性电池可以使交换机连续运行数年。提高性能的另一种方法是使用红外遥控器或通过无线电频道控制替换 S1 按钮。微控制器的计算资源将足以完成上述所有改进。

石英 3,5 MHz
处理器：PIC16c84（PIC16F84A、PIC16F84）
CP 关，WDT 关，PWRTE 开，XT OSC

固件：
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作者：Oleg Pushkarev，鄂木斯克；出版：cxem.net

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