电脑智能音箱电路制作

新型电脑智能音箱电路制作 张小惠 新型电脑智能音箱电路制作 作者 ：张小惠 地址：深圳市南山区科技园科苑学里1栋7D 电话 ：13692198350 email：zhangxiaohui_sz@126.com 目前市场上为电脑配套的音箱都不具备智能功能，它们只是技术含量简单的有源音箱(将功率放大器电路安装在音箱内部)而已，存在机械装置(电位器，控制按键等)使用寿命短、开关机冲击噪声、操作麻烦、摆放位置受局限等弊端，尤其是作为电脑的伴侣产品使用时更显得土里土气、不够时尚。本文介绍一款能和电脑进行通信的智能音箱电路，其基本特征是：通过USB端口接受电脑控制，具备自动开机、自动关机、音量/音调/平衡等调节功能、没有任何传统音量音调调节旋钮等机械装置，对音箱的各种控制操作都通过电脑软件来完成。 一 系统 如图1所示，音箱以控制芯片FC910V20为控制核心，通过USB接口与电脑进行通信，实现对音箱的各种控制功能，具体包括自动开机、自动关机、音量/音调/平衡调节等功能。PT2313为音量音调处理芯片，用来实现模拟音频信号的前级处理功能；TDA7375为4声道集成功率放大芯片，本方案使用两个声道桥接驱动低音炮音箱，另外两个声道驱动环绕音箱，功率为30W；BT134-600E为可控硅，用来实现对220V交流电源的接通和切断控制。PT2313、TDA7375以及可控硅都在FC910V20的控制下进行工作，FC910V20由电脑USB端口进行供电，配套有相应的电脑主机界面软件。 图1 系统方案图 二 硬件设计 与传统有源音箱相比，本系统多了USB控制芯片FC910V20和用来实现220V交流电源开关功能的可控硅。图2为实际电路原理图。 图2 硬件原理图 1. FC910V20控制电路原理说明 如上图所示，FC910V20芯片为整个电路控制核心，其USB接口用来连接电脑，接受电脑控制， 在电脑配套软件的控制下进行工作。FC910V20由电脑USB端口供电。FC910V20的引脚P_OPEN 用来可控硅工作，实现220V交流电源的接通和切断控制；P_DETECT用来进行电源检测，并会通 过电脑提示用户电源没有插入等信息；MUTE用来控制TDA7375芯片的待机电路,以实现开关机无 噪声；SDA和SCL用与PT2313芯片通信，实现音量/音调/平衡等调节；LED引脚用来驱动指示 灯，指示灯亮表明音箱处于正常工作状态，灭表明音箱处理关闭状态。 注意2.0 / 2.1SELECT引脚的连接方法，当接GND时表明FC910V20工作在2.0音箱模式，此时 PT2313的24、25引脚输出立体声音频信号；当接VCC时表明FC910V20工作在2.1音箱模式， 22、23引脚输出的信号通过电容耦合叠加后作为主声道（低音炮）音频输出。本制作选择2.1模 式。 2. 功率放大电路原理说明 如图2所示，整个功率放电路在FC910V20的控制下工作。电脑声卡输出的音频信号通过耦合电容接入PT2313的10脚和14脚输入端，经过PT2313进行音量控制、高音处理、低音处理后由22、23、24和25脚输出给后级功率放大芯片TDA7375进行功率放大处理，最后通过TDA7375的1/2/14和14脚输出功率信号推动音箱工作，其中14脚和15脚为桥接输出，可直接接低音炮音箱，而1和2脚可通过耦合电容后接环绕音箱。注意电路图中的信号地SGND,电源地PGND和数字地GND（DGND）需要在电路板上某一点相连实现共地。 3. 电路板布局指导 图3为电路板布局示意，尤其需要关注220V交流电源的输入输出布局，尽量远离模拟音频放大电路。同时USB线路也尽量远模拟音频放大电。 图3 PCB布局图 4. 主要元器件选择 PT2313和TDA7375以及可控硅BT134-600E都是比较普通电子元件，一般电子市场都容易 买到。变压器选择单12V，功率在30W左右的，低音炮音箱可选择30W左右的中低音音箱，环 绕音箱可以选择10W左右的高音音箱。FC910V20是深圳市FreeIt电脑智能音响设计工作室设 计提供的电脑智能音箱专用控制芯片，价格大约在4元人民币，并配有免费的电脑主机界面软 件，可直接发送电子邮件到freeit_sz@126以及直接通过电话0755 33317263 申请相关 资料和样板套件。其他电阻电容没有特殊要求，只要其参数满足原理图中标注即可。 5. 硬件调试 硬件的调试非常简单，如果没有故障元件以及焊接错误，应都能正常工作。可按如下步骤 进行硬件的调试工作： 1：USB控制控制电路的调试 先不连接220V交流电源，将USB端口连接到电脑，并启动电脑，如果正常，指示灯会亮 （伴随低频率闪烁）。第一次会在电脑屏幕上会出现“找到新硬件，已经完成安装”类似信息， 表明USB控制电路与电脑通信正常，否则请检查USB连接信号，以及电脑USB端口是否正常。 2：电源调试 先不要连接220V交流电源，通过操作电脑屏幕上的FreeIt控制软件界面（参见图5）选择 打开，此时会看到提示“请检查音箱电源是否正确连接”信息，将220V电源连接后此信息会消 失，表明电源部分工作正常，否则请检查可控硅、变压器以及电路板上的整流桥等器件是否正 确。同时有条件的情况下可用电压表测量一下各个工作电压，看是否符合设计目标。 3：整机调试 将功率放大板的音频输入端与电脑声卡音频输出端正确连接，并连接好音箱，在电脑上播 放歌曲，操作FreeIt控制软件打开音箱工作，分别试验一下音量、高音、低音、左右平衡、以及 开关机等基本功能是否正常，如不正常请检查PT2313与TDA7375相关电路，以及各电路与 FC910V20的连接信号是否正确。再操作控制软件调试一下关闭和打开音箱，感觉一下声音的 淡入淡出效果。最后测试感受一下关闭电脑和开启电脑时音箱的自动开关机功能。 至此你的电脑智能音箱制作已经宣告成功，可以享用了。需要提醒的是：由于本系统 具备自动开机和自己关机功能，当电脑关闭的时候，本系统会自行关闭并切断电源，不需要你 去拔电源插头。 三 配套软件介绍 由于电脑智能音箱是在电脑的控制下进行工作的，因此电脑上必须要安装FC910V20芯片的配套主机界面软件，该软件为免费共享软件，可直接向freeit_sz@126.com发电子邮件或者通过电话0755 33317263向深圳市FreeIt电脑智能音箱设计工作室索取。软件安装后会在电脑屏幕右下角出现如图4所示音箱图标，并伴随着电脑的开启和关闭自动运行和退出，无需人工操作。当用鼠标单击图标后即弹出如图5所示控制界面，该界面即是电脑USB智能音箱的软件控制台，通过操作界面上的各个控件即可实现对音箱的具体操作。 图4音箱控制软件图标 图5 音箱控制软件界面 本文的主要目的在于介绍电脑智能音箱硬件电路的制作，对配套界面软件不再做过多介绍，可以在具体使用中慢慢体会和熟悉。 最后，祝您的电脑智能音箱电路制作成功。 PAGE ４