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(shè)計(jì)，說明了設(shè)計(jì)原理及控制方法。該環(huán)節(jié)利用語音存儲/再生芯片ISD1420、BTL功率放大電路及揚(yáng)聲器構(gòu)成大功率語音電路，由單片機(jī)根據(jù)主控PLC的命令進(jìn)行發(fā)聲控制。
關(guān)鍵詞：語音存儲/再生芯片；BTL電路；單片機(jī)
Design of a High Volume Voice Circuit Based on ISD1420
如圖2所示，語音電路在現(xiàn)場使用時(shí)只受控放音，
AT89C51的P3.6控制，放音時(shí)間長短由P3.6低電平保持時(shí)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(fā)令槍聲”地址，P3.2～P3.4為地址微調(diào)。何時(shí)放音、放哪段聲音、放多長時(shí)間均由PLC發(fā)布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時(shí)，可用電瓶供電，所以電源設(shè)定為12V。由于在戶外使用，要求發(fā)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(nèi)部輸出級帶有放大器，其直接的揚(yáng)聲器驅(qū)動功率為12.2mW(16Ω負(fù)載)，這距離我們的實(shí)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(yáng)聲器發(fā)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(gè)輸出管VT1～VT4，揚(yáng)聲器接在兩個(gè)輸出端之間。在輸入信號u的正半周，VT1、VT4導(dǎo)通，VT2、VT3截止，輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負(fù)半周，VT2、VT3導(dǎo)通，VT1、VT4截止，輸出電流如圖中I2所示。正、負(fù)半周，揚(yáng)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(dá)78.5%。
實(shí)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(yáng)聲器直接耦合，利用同時(shí)“推”“挽”的原理，揚(yáng)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(shí)間長短由P3.6低電平保持時(shí)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(fā)令槍聲”地址，P3.2～P3.4為地址微調(diào)。何時(shí)放音、放哪段聲音、放多長時(shí)間均由PLC發(fā)布命令。
2.3BTL功放電路
起跑裝置要求在無交流電源時(shí)，可用電瓶供電，所以電源設(shè)定為12V。由于在戶外使用，要求發(fā)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(nèi)部輸出級帶有放大器，其直接的揚(yáng)聲器驅(qū)動功率為12.2mW(16Ω負(fù)載)，這距離我們的實(shí)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(yáng)聲器發(fā)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(gè)輸出管VT1～VT4，揚(yáng)聲器接在兩個(gè)輸出端之間。在輸入信號u的正半周，VT1、VT4導(dǎo)通，VT2、VT3截止，輸出電流如圖中I1所示。在輸入信號u的負(fù)半周，VT2、VT3導(dǎo)通，VT1、VT4截止，輸出電流如圖中I2所示。正、負(fù)半周，揚(yáng)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(dá)78.5%。
實(shí)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(yáng)聲器直接耦合，利用同時(shí)“推”“挽”的原理，揚(yáng)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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