基于PIC單片機(jī)的數(shù)碼虛擬環(huán)繞聲控制器設(shè)計(jì)

2 功能模塊設(shè)計(jì)

2.1 虛擬環(huán)繞聲電路

家庭影院音響系統(tǒng)的核心之一是環(huán)繞聲技術(shù)。本設(shè)計(jì)采用的虛擬環(huán)繞聲技術(shù)能對(duì)多聲道的信號(hào)進(jìn)行虛擬處理，在兩個(gè)平行放置的音箱中回放出來(lái)，讓人感覺(jué)到環(huán)繞聲的效果。虛擬環(huán)繞聲技術(shù)中比較有名的為SRS公司的TruSurround、QSound公司的QSurround以及Aureal公司的A3D等方案。通過(guò)大量聽(tīng)音測(cè)試實(shí)驗(yàn)，在聲音流暢性和準(zhǔn)確度、對(duì)話可懂度、聲像定位精確度等方面的比較，QSound公司的QSurround是聲音定位、空間感和包圍感最好的系統(tǒng)。

武漢力源電子有限公司推出的PS8888是采用了由QSound實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)并專(zhuān)有的QSurround技術(shù)的一款功能強(qiáng)大的虛擬環(huán)繞聲處理芯片。用它進(jìn)行音箱的虛擬定位，可維持原有的保真度，處理后的虛擬環(huán)繞聲音色均勻性、臨場(chǎng)感等方面的表現(xiàn)不亞于真實(shí)多音箱系統(tǒng)，效果很好。

PS8888內(nèi)置16種處理模式，不僅具有空間環(huán)繞定位效果增強(qiáng)式的回放，而且能夠提高聲道分離度。它產(chǎn)生的虛擬環(huán)繞聲場(chǎng)可通過(guò)2、3、4、5、5.1聲道輸出，并且具有直通和效果增強(qiáng)兩種模式輸出。其外圍電路連接圖如圖4所示。FLI、FRI為音源選擇輸入信號(hào)；經(jīng)虛擬處理后的FLO、FRO輸出至音量控制電路；CI、SUBI、RLI、RRI為擴(kuò)展聲道輸入，CO、RLO、RRO為擴(kuò)展聲道輸出，主要針對(duì)DVD視盤(pán)機(jī)輸出的Dolby環(huán)繞4聲道或5.1聲道信號(hào)；SCL、SDA為I2C引腳，通過(guò)上拉電阻與PICl6C57的I／O口相連。



2.2 音量音調(diào)調(diào)節(jié)電路

音源切換、音量、音調(diào)、平衡的調(diào)節(jié)等均采用模擬器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用武漢力源電子股份有限公司推出的高集成度芯片PS8889，一片芯片就可完成上述功能的數(shù)字化控制。PS8889是包含一個(gè)4路音源輸入選擇器的可編程音量音調(diào)控制器，調(diào)節(jié)方便準(zhǔn)確。它能切換4種音源并針對(duì)不同的聲源分別設(shè)置不同級(jí)別的增益，同時(shí)在降低L／R誤差、步進(jìn)誤差、串?dāng)_以及最大衰減等方面都能體現(xiàn)了優(yōu)良的性能，并對(duì)于低頻或高頻段均具有激發(fā)并增大響度的功能?？傊C波失真(THD)為0.002％，其內(nèi)部的過(guò)零檢測(cè)使開(kāi)關(guān)噪聲僅為5μVrms，音量調(diào)節(jié)范圍為0～-∞dB，還能對(duì)音調(diào)進(jìn)行±12 dB的調(diào)整控制。

PS8889芯片在控制器設(shè)計(jì)中作為兩部分使用：在輸入選擇器和音量控制器之間接入虛擬處理芯片，使得4路音源經(jīng)選擇器選擇1路信號(hào)，送至虛擬處理芯片進(jìn)行音效處理；然后再返回PS8889芯片，進(jìn)行音量、音調(diào)等控制。電路如圖5所示，(L1，R1，)…(L4，R4)為4組音源輸入，通過(guò)選擇器輸出一組FLI、FRI至虛擬環(huán)繞聲電路，經(jīng)虛擬處理后返回進(jìn)行音量、音調(diào)等控制；PS8889提供了3根串行控制線(DATA，CLK和STB)，方便與PIC16C57的I／O口RC0～RC2連接。PS8889的輸出可以把L、R信號(hào)分成FL(前左)、RL(后左)和FR(前右)、RR(后右)，并可分別控制音量。本設(shè)計(jì)中只需FL和FR兩路輸出，接至有源音箱。