自制車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置

張 銘，凌振寶

（吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，吉林 長春 130026）

車載收音機(jī)作為一個良好的媒介，深受駕駛員和乘客的喜愛，其不僅給旅途增加了樂趣，還能減輕疲勞感。但是有的時候，它也會對用戶造成干擾。例如較大的收音機(jī)音量可能使車內(nèi)乘客聽不到手機(jī)鈴聲而漏接重要電話和短信，而且當(dāng)乘客在此環(huán)境中使用手機(jī)進(jìn)行通話時，如果不進(jìn)行手動調(diào)節(jié)收音機(jī)音量，會影響通話品質(zhì)，如果頻繁地調(diào)節(jié)收音機(jī)音量，會分散駕駛員的注意力，造成安全隱患，所以設(shè)計(jì)一種能感應(yīng)手機(jī)信號并自動調(diào)節(jié)車載收音機(jī)音量的裝置具有重要意義。

目前，有人設(shè)計(jì)了車用音響音量隨環(huán)境噪聲大小自動調(diào)節(jié)器，可以隨環(huán)境噪聲大小進(jìn)行自動調(diào)節(jié)車用音響音量，避免駕駛員人工頻繁地調(diào)節(jié)音響音量大小。但是該調(diào)節(jié)器會把車內(nèi)乘客手機(jī)信號當(dāng)作環(huán)境噪聲，所以有手機(jī)信號時反而自動將音響音量調(diào)大，從而可能使車內(nèi)乘客聽不到手機(jī)鈴聲而漏接重要電話和短信，而且會影響通話品質(zhì)。

本文介紹一種車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)的裝置，當(dāng)有電話或短信時，該裝置接收到手機(jī)的射頻信號，會自動將車載收音機(jī)音量調(diào)小，以免乘客漏接電話，并提高通話品質(zhì)；當(dāng)掛斷電話后，即手機(jī)的射頻信號消失時，自動恢復(fù)車載收音機(jī)原有的音量大小。自制車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置的實(shí)物圖如圖1所示。該裝置具有設(shè)計(jì)簡單、體積小、成本低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，主要由手機(jī)天線、感應(yīng)與放大電路、比較電路、MCU主控電路和數(shù)字電位器組成。

待機(jī)狀態(tài)下的手機(jī)在接收到基站發(fā)來的呼叫信號后，將會發(fā)出應(yīng)答信號，此時手機(jī)的天線會有短暫的射頻信號送出，當(dāng)掛斷電話后，該射頻信號會逐漸消失。所以設(shè)計(jì)感應(yīng)與放大電路用來接收射頻信號，將信號進(jìn)行放大，放大后的信號通過一個電容接到比較電路的同相輸入端，此時比較電路輸出相應(yīng)的高低電平，MCU主控電路檢測到比較器輸出端電壓的相應(yīng)變化后，通過內(nèi)部控制程序，調(diào)整數(shù)字電位器的分壓比，控制車載收音機(jī)音量的大小。

2 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 電路原理

待機(jī)狀態(tài)下的手機(jī)在接收到基站發(fā)來的呼叫信號后，將會發(fā)出應(yīng)答信號，此時手機(jī)的天線會有短暫的射頻信號送出，當(dāng)掛斷電話后，該射頻信號會逐漸消失?；诖嗽?，設(shè)計(jì)的車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置原理圖如圖3所示。

在圖3中，T1在偏置電阻R1和R2的作用下處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)。

當(dāng)無手機(jī)信號，即天線W沒有接收到射頻信號時，電感L1中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時T1的集電極為高電平，使PNP管T2截止，所以在R7中無電流流過，C2兩端無電壓，即比較器同相端電壓低于反相端電壓。此時比較器輸出為低電平，MCU不執(zhí)行中斷服務(wù)程序，不對輸入音頻信號進(jìn)行衰減，即不調(diào)節(jié)車載收音機(jī)音量的大小。

當(dāng)有手機(jī)信號時，即天線W接收到射頻信號后，在電感L1中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流經(jīng)C1送到T1放大，使處于臨界狀態(tài)的T1導(dǎo)通，此時T1集電極為低電平，PNP管T2導(dǎo)通，所以在R7中有電流流過，并通過R7對電容C2充電，使比較器同相端電壓高于反相端電壓。此時比較器輸出為高電平，P1.0引腳上升沿觸發(fā)中斷，使MCU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，控制數(shù)字電位器增大其分壓比，對輸入音頻信號進(jìn)行衰減，從而自動將車載收音機(jī)音量調(diào)小。

當(dāng)手機(jī)掛斷后，射頻信號消失，感應(yīng)電流也隨之消失，T1的集電極恢復(fù)為高電平，PNP管T2恢復(fù)為截止?fàn)顟B(tài)，C2上的電壓通過R6放電，比較器同相端電壓低于反相端電壓，此時比較器的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，MCU檢測到P1.0引腳低電平后，通過內(nèi)部控制程序，降低數(shù)字電位器的分壓比，使音量逐漸恢復(fù)為原來的大小。

2.2 參數(shù)選擇

在供電電壓為3.3V的情況下，為了使T1處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，即Ube=0.7V，選擇R1=3.7kΩ，R2=1kΩ。

R5為限流電阻，為了使流經(jīng)R3的電流不至于太大而燒壞三極管T1，又能為T2提供足夠大的基極偏置電流，在此選擇R3=500Ω，即IR3=6.6mA。

R7既為限流電阻，又為充電電阻，設(shè)充電時間常數(shù)為t1=10ms，R7=500Ω，則C2==2μF。

R6為放電電阻，為了使有手機(jī)信號時，通過R7對C2充電的速度遠(yuǎn)大于電容C2通過R6放電的速度，選取R7=10kΩ，此時放電時間常數(shù)t2=R7×C2=200ms。

3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

MCU主控電路采用51單片機(jī)，數(shù)字電位器采用AD376。設(shè)置P1.0為輸入，且單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2分別與AD376的SCLK、SDATA、CS相連接，通過SCI總線方式控制AD376的分壓比，使輸入的音頻信號在AD376分壓后輸出。

當(dāng)無手機(jī)射頻信號時，MCU不執(zhí)行中斷服務(wù)程序，不對輸入音頻信號進(jìn)行衰減，即不調(diào)節(jié)車載收音機(jī)音量的大小。當(dāng)有手機(jī)射頻信號時，P1.0引腳上升沿觸發(fā)中斷，使MCU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，控制數(shù)字電位器增大其分壓比，對輸入的音頻信號進(jìn)行衰減，從而自動將車載收音機(jī)音量調(diào)小。當(dāng)手機(jī)射頻信號消失時，MCU檢測到P1.0引腳低電平后，通過內(nèi)部控制程序，降低數(shù)字電位器的分壓比，使音量逐漸恢復(fù)為原來的大小。

主程序流程如圖4所示，中斷服務(wù)程序流程如圖5所示。

4 安裝方法與適用范圍

安裝時，先將原來車載收音機(jī)左聲道 （右聲道）輸出端與車載音響左聲道（右聲道）輸入端連接的插頭拔下，再將車載收音機(jī)左聲道 （右聲道）輸出端連接到該自制車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置的左聲道 （右聲道）輸入端，將該裝置的左聲道 （右聲道）輸出端連接到車載音響的左聲道 （右聲道）輸入端，即可實(shí)現(xiàn)感應(yīng)手機(jī)信號并自動調(diào)節(jié)收音機(jī)音量大小的功能。

該自制車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置適用于各種車型，只需按照上述的安裝方法進(jìn)行安裝即可，無需調(diào)試，安裝方便。

5 結(jié)束語

該自制車載收音機(jī)音量隨手機(jī)信號自動調(diào)節(jié)裝置能感應(yīng)手機(jī)信號，并自動調(diào)節(jié)車載收音機(jī)音量大小，避免駕駛員因頻繁的手動調(diào)節(jié)車載收音機(jī)音量而分散注意力甚至造成安全隱患，避免車內(nèi)用手機(jī)的乘客因?yàn)檐囕d收音機(jī)音量過大而漏接電話，還能提高通話品質(zhì)。由于該裝置具有設(shè)計(jì)簡單、體積小、成本低、無需調(diào)試、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，所以特別適合自制。

［1］林植平，陳云，倪瑛，等.車用音響音量隨環(huán)境噪聲大小自動調(diào)節(jié)器［P］.中國專利:101141118，2008-03-12.

［2］何明煒.數(shù)字式音量電位［J］.實(shí)用電子文摘， 1995 （4）:81.

［3］賀貴騰.汽車音響的自動音量調(diào)整電路［J］.電聲技術(shù)，1997 （6）:14-18.