基于ISD1420的高响度语音电路设计
大连交通大学
李平，李亚荣，关天民
摘要： 介绍一种语音电路的设计，说明了设计原理及控制方法。该环节利用语音存储/再生芯片ISD1420、BTL功率放大电路及扬声器构成大功率语音电路，由单片机根据主控PLC的命令进行发声控制。关键词：语音存储/再生芯片；
Abstract：
Key words :
介紹一種語音電路的設計，說明了設計原理及控制方法。該環節利用語音存儲/再生芯片ISD1420、BTL功率放大電路及揚聲器構成大功率語音電路，由單片機根據主控PLC的命令進行發聲控制。
關鍵詞：語音存儲/再生芯片；BTL電路；單片機
Design of a High Volume Voice Circuit Based on ISD1420
如圖2所示，語音電路在現場使用時只受控放音，
AT89C51的P3.6控制，放音時間長短由P3.6低電平保持時間決定。放音地址則由P3.2～P3.5決定。P3.5=0為“提示音”地址；P3.5=1為“發令槍聲”地址，P3.2～P3.4為地址微調。何時放音、放哪段聲音、放多長時間均由PLC發布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時，可用電瓶供電，所以電源設定為12V。由于在戶外使用，要求發出的聲音具有一定的響度，即要求語音電路有較大功率輸出。ISD1420內部輸出級帶有放大器，其直接的揚聲器驅動功率為12.2mW(16Ω負載)，這距離我們的實際需要相差很大，因此后級功放必須保證能在低電壓下輸出大功率信號，以推動揚聲器發聲。
要在單電源低電壓條件下輸出大功率信號，功放電路選擇橋接式無變壓器輸出電路(即BTL電路)，其基本工作原理由圖3所示的分立元件BTL電路簡圖說明。圖中有四個輸出管VT1～VT4，揚聲器接在兩個輸出端之間。在輸入信號u的正半周，VT1、VT4導通，VT2、VT3截止，輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負半周，VT2、VT3導通，VT1、VT4截止，輸出電流如圖中I2所示。正、負半周，揚聲器上的電位差方向相反，大小相等，都接近電源電壓，所以對電源的利用率很高。理論上BTL電路效率可達78.5%。
實際使用的電路如圖2所示，兩片10W集成功率放大器TDA2003接成BTL電路形式，通過電容與揚聲器直接耦合，利用同時“推”“挽”的原理，揚聲器上正弦波峰峰值電壓近似為電源電壓的兩倍。輸出基本能滿足要求。
AT89C51的P3.6控制，放音時間長短由P3.6低電平保持時間決定。放音地址則由P3.2～P3.5決定。P3.5=0為“提示音”地址；P3.5=1為“發令槍聲”地址，P3.2～P3.4為地址微調。何時放音、放哪段聲音、放多長時間均由PLC發布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時，可用電瓶供電，所以電源設定為12V。由于在戶外使用，要求發出的聲音具有一定的響度，即要求語音電路有較大功率輸出。ISD1420內部輸出級帶有放大器，其直接的揚聲器驅動功率為12.2mW(16Ω負載)，這距離我們的實際需要相差很大，因此后級功放必須保證能在低電壓下輸出大功率信號，以推動揚聲器發聲。
要在單電源低電壓條件下輸出大功率信號，功放電路選擇橋接式無變壓器輸出電路(即BTL電路)，其基本工作原理由圖3所示的分立元件BTL電路簡圖說明。圖中有四個輸出管VT1～VT4，揚聲器接在兩個輸出端之間。在輸入信號u的正半周，VT1、VT4導通，VT2、VT3截止，輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負半周，VT2、VT3導通，VT1、VT4截止，輸出電流如圖中I2所示。正、負半周，揚聲器上的電位差方向相反，大小相等，都接近電源電壓，所以對電源的利用率很高。理論上BTL電路效率可達78.5%。
實際使用的電路如圖2所示，兩片10W集成功率放大器TDA2003接成BTL電路形式，通過電容與揚聲器直接耦合，利用同時“推”“挽”的原理，揚聲器上正弦波峰峰值電壓近似為電源電壓的兩倍。輸出基本能滿足要求。
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