簡述4通道音頻處理器PT2313L及其應(yīng)用

引言

PT2313L是PrincetONTechnology公司推出的一款單片4通道音頻處理專用芯片。該器件可用最少的外圍元件組成一款?yuàn)蕵穲鏊谋尘耙魳冯娐贰T2313L音頻處理器具有高、低音控制功能和高響度（重低音）控制功能，同時(shí)具有三路立體聲輸入端口，且其增益可由微控器控制。微控制器是將微型計(jì)算機(jī)的主要部分集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強(qiáng)大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個(gè)領(lǐng)域。例如電機(jī)控制、條碼閱讀器／掃描器、消費(fèi)類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動(dòng)化和白色家電（洗衣機(jī)、微波爐）等。微控制器（MicroController Unit，即MCU）可從不同方面進(jìn)行分類：根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機(jī)；根據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu)；根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲(chǔ)器的類別可分為OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和閃存Flash；根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC（Complex InSTruction Set Computer）和RISC（Reduced Instruction Set Computer）微控制器。

1 引腳功能

PT2313L的引腳排列如圖1所示，其引腳功能如下：

1腳（REF）：模擬參考電壓端，電壓等于VDD腳的一半；

　　2腳（VDD）：電源電壓，典型值為9V；

　　3腳（AGND）：模擬地；

　　4腳（TREB_L）：高音控制電路的左聲道輸入端；

　　5腳（TREB_R）：高音控制電路的右聲道輸入端；

　　6腳（RIN）：音頻處理電路的右聲道輸入端；

　　7腳（ROUT）：右聲道增益選擇器的輸出端；

　　8腳（LOUD_R）：右聲道高響度輸入端；

　　9-11腳（RIN3）：分別為音響源右聲道的輸入端口3～1；

　　12腳（LOUD_L）：左聲道高響度輸入端；

　　13～15腳（LIN3～1）：分別為音響源左聲道的輸入端口3～1；

　　16腳（LIN）：音頻處理電路的左聲道輸入端；

　　17腳（LOUT）：左聲道增益選擇器的輸出端；

　　18腳（BIN_L）：低音處理器左聲道輸入端；

　　19腳（BOUT_L）：低音處理器左聲道輸出端；

　　20腳（BIN_R）：低音處理器右聲道輸入端；

　　21腳（BOUT_R）：低音處理器右聲道輸出端；

　　22腳（RROUT）：用于和右聲道后揚(yáng)聲器功放端口相連接；

　　23腳（LROUT）：用于和左聲道后揚(yáng)聲器功放端口相連接；

　　24腳（RFOUT）：用于和右聲道前揚(yáng)聲器功放端口相連接；

　　25腳（LFOUT）：用于和左聲道前揚(yáng)聲器功放端口相連接；

　　26腳（DGND）：數(shù)字地；

　　27腳（DATA）：I2C總線數(shù)據(jù)輸入端；

　　28腳（CLK）：I2C總線時(shí)鐘輸入端。

2 PT2313L的內(nèi)部組成

PT2313L音頻處理器內(nèi)部主要由四部分電路組成。其中串行總線解碼和鎖存電路（Serial BusDecoder&Latchs）用于完成串行數(shù)據(jù)的接收、解碼和鎖存，并以其控制其余三部分電路。輸人選擇器和增益控制電路（Input Selector＆Gain Control）主要完成對三路音響源的選擇和對其增益的控制。音量和高響度（重低音）、低音、高音電路（Volume&Loudness、Bass、Treble）由對稱的左右兩個(gè)聲道電路組成，主要完成對音量大小、重低音、低音、高音的控制。音頻處理器，又稱為數(shù)字處理器。數(shù)字處理器就是對數(shù)字信號的處理，其內(nèi)部的構(gòu)普遍是由輸入部分和輸出部分組成，其中屬于音頻處理部分的功能一般如下：輸入部分一般會(huì)包括，輸入增益控制（INPUTGAIN），輸入均衡（若干段參數(shù)均衡）調(diào)節(jié)（INPUT EQ），輸入端延時(shí)調(diào)節(jié)（INPUT DELAY），輸入極性（也就是大家說的相位）轉(zhuǎn)換（input polarity）等功能。而輸出部分一般有信號輸入分配路由選擇（ROUNT），高通濾波器（HPF），低通濾波器（LPF），均衡器（OUTPUTEQ），極性（polarity），增益（GAIN），延時(shí)（DELAY），限幅器啟動(dòng)電平等功能。

3 串行控制格式及控制內(nèi)容

PT2313L音頻處理器可采用I2C總線進(jìn)行控制。其控制時(shí)序如圖2所示。PT2313L音頻處理器中I2C總線的最大傳送速率為100k Bits／s。PT2313L的地址字節(jié)是固定為88H。多功能數(shù)字音頻處理器：一般是8進(jìn)8出，或者更大一些；輸入通道全部帶有幻象供電，可以直接接會(huì)議鵝頸話筒。它內(nèi)部的功能更加齊全一些，有些帶有可拖拽編程的處理模塊，可以由用戶自由搭建系統(tǒng)組成。此類處理器一般可以在會(huì)議系統(tǒng)中取代小型調(diào)音臺和周邊設(shè)備組成的模擬系統(tǒng)。往往都帶有網(wǎng)絡(luò)接口，可以通過以太網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程和在線實(shí)時(shí)控制。

PT2313L的立體聲音響源控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表1所列。若選擇立體聲音響源1為輸入信號且增益為11.25 dB，即高響度接通，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為40H。

PT2313L的揚(yáng)聲器衰減控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表2所列。若左聲道前部揚(yáng)聲器衰減30 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為98H。

表3所列是PT2313L的低音和高音控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式，若高音衰減12 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為71H。
 

PT2313L的總音量控制數(shù)據(jù)字節(jié)格式如表4所列。若音量衰減37.5 dB，則寫入該數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為1EH。

4實(shí)際應(yīng)用電路

PT2313L的實(shí)際應(yīng)用電路如圖3所示。事實(shí)上，利用微控器可方便地控制PT2313L，也可以利用89C51單片機(jī)和PT2313L來組成背景音響系統(tǒng)控制器，以用于娛樂場所。實(shí)際使用證明，該電路的效果十分良好。