中心議題：

• 車載音響自動檢測播放電路的組成
• 車載音響自動檢測播放電路分析

目前汽車音響的功能越來越多
，從收音、CD到DVD、藍牙、導航等功能，同時AUX(輔助輸入)也是必備的功能，它能將車上用戶的便攜式音響設備如MP3
、iPOD輸入到車載音響中進行播放。現對設計的自動檢測播放電路進行分析說明。

1 電路組成

本電路共6部分組成：電源電路
、電壓跟隨電路、電壓反相放大電路、低通濾波電路、比較電路、檢測輸出電路。電路圖如圖1所示：

2 電路分析

2.1 電源電路
電源是由8V和4V組成，8V為運放提供電源，同時用R13和R14分壓產生運算放大器的偏置電壓4V，提供4個運放的輸入偏置電壓。

2.2 電壓跟隨電路
在電壓跟隨電路中
，運放IC1和IC2起(qi)到(dao)了(le)電(dian)壓(ya)跟(gen)隨(sui)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)，將(jiang)正(zheng)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)端(duan)疊(die)加(jia)了(le)直(zhi)流(liu)偏(pian)置(zhi)的(de)信(xin)號(hao)，無(wu)變(bian)化(hua)地(di)傳(chuan)到(dao)下(xia)一(yi)級(ji)。運(yun)放(fang)電(dian)壓(ya)跟(gen)隨(sui)器(qi)中(zhong)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)很(hen)大(da)
，輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)很(hen)小(xiao)。由(you)於(yu)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)很(hen)大(da)，輸(shu)入(ru)的(de)電(dian)壓(ya)幾(ji)乎(hu)無(wu)損(sun)失(shi)地(di)傳(chuan)遞(di)給(gei)運(yun)放(fang)，而(er)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)很(hen)小(xiao)，又(you)使(shi)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)幾(ji)乎(hu)全(quan)部(bu)傳(chuan)遞(di)給(gei)後(hou)麵(mian)的(de)電(dian)路(lu)。運(yun)放(fang)起(qi)了(le)很(hen)好(hao)的(de)緩(huan)衝(chong)作(zuo)用(yong)，隔(ge)斷(duan)了(le)後(hou)級(ji)對(dui)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)影(ying)響(xiang)。

在PSPICE中用80mV/1kHz正弦信號進行仿真，跟隨電路的輸入和輸出信號見圖2和圖3。

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2.3 反相電壓放大電路
電路圖參見圖4。

該電路(其中R7=R8)對交流信號的放大量可由下麵公式推導得出：
(VIN1-V-)/R7+(VIN2-V-)R8=(V--VOUT)/R9 (1)
VOUT=VIN1(-R9/R7)+VIN2(-R9/R8) (2)
VOUT=(VIN1+VIN2)(-R9/R7) (3)
VOUT/(VIN1+VIN2)=-R9/R7 (4)

對於交流信號可以將偏置電壓等同於地來處理
，由式(4)可見調整反相放大器的放大倍數(R9/R7=220k/4.7k=46.8約為33.41dB)，可以改變檢測電路的靈敏度。放大倍數絕對值越大

，能檢測到的信號的幅度越小

，即靈敏度越高，通常AUX的輸入大於100mV，本次仿真用80mV作(zuo)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)。當(dang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)較(jiao)大(da)時(shi)
，即(ji)反(fan)相(xiang)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)發(fa)生(sheng)了(le)削(xue)波(bo)，這(zhe)時(shi)對(dui)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)也(ye)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)，從(cong)後(hou)麵(mian)的(de)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)可(ke)知(zhi)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)上(shang)部(bu)對(dui)整(zheng)流(liu)才(cai)起(qi)作(zuo)用(yong)，當(dang)上(shang)部(bu)信(xin)號(hao)削(xue)波(bo)時(shi)，說(shuo)明(ming)已(yi)達(da)到(dao)運(yun)放(fang)的(de)輸(shu)出(chu)上(shang)限(xian)
，幅(fu)度(du)肯(ken)定(ding)大(da)於(yu)未(wei)削(xue)波(bo)的(de)信(xin)號(hao)的(de)，且(qie)本(ben)電(dian)路(lu)隻(zhi)是(shi)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)
，不(bu)必(bi)顧(gu)及(ji)信(xin)號(hao)的(de)失(shi)真(zhen)，故(gu)在(zai)發(fa)生(sheng)削(xue)波(bo)現(xian)象(xiang)時(shi)，本(ben)電(dian)路(lu)的(de)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)。

C5是防止低頻噪聲幹擾的對策
，加了C5後，反相放大器的放大倍數R9/R7中，R9仍為(220k Ω)，R7則變成由C5(0.22 μF)和4.7kΩ合成的。電容的容抗為1/(j*w*C)，對dui於yu低di頻pin信xin號hao容rong抗kang很hen大da，對dui於yu高gao頻pin信xin號hao接jie近jin短duan路lu
，這zhe樣yang對dui於yu低di頻pin信xin號hao放fang大da倍bei數shu較jiao大da幅fu度du減jian小xiao，而er對dui於yu高gao頻pin信xin號hao放fang大da倍bei數shu幾ji乎hu不bu變bian，起qi到dao了le抑yi製zhi低di頻pin幹gan擾rao信xin號hao的de作zuo用yong，防fang止zhi了le誤wu觸chu發fa。圖tu5是該電路對80mV信號放大後在PSPICE中仿真的輸出：

2.4 整流電路
整流電路由D1、R10
、C6組成(參見圖6)。它起到了平緩放大後信號的變化幅度
，使它接近直流信號的作用。當V1和V2之間的壓差大於二極管的導通電壓時，二極管導通，對電容C6充電(同時一部分電流流過R10及比較器的輸入阻抗);當V1和V2的壓差小於二極管的導通電壓時
，二極管截止，電容上的電荷通過R10(及比較器的輸入阻抗)放電。當放電到V1和V2的壓差再次大於二極管的導通電壓時，二極管導通，又開始充電的過程。該電路就反複地進行這樣的充放電過程。由於R10
、C6值都很大，放電的速度很慢，電容電壓接近直流。由微分方程可得，放電時間T=RC1n(Vo/Vt)，Vo為放電初始電壓，Vt為放電後的電壓，R為放電通路的電阻值，C為放電的電容值。可見R
，C越大，放電時間越長，即電壓越不容易變化。圖7為整流濾波的仿真輸出。

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2.5 比較電路
整流濾波後的信號V2
，輸入到比較器IC4的正信號端，與IC4的負端電壓(V3=Vcc/2=4V))進行比較。當信號電平值大於4V時，比較器輸出高電平(V4接近運放的電源8V)，當信號電平值小於4V時，比較器輸出低電平(V4接近0V)，該兩個電平將控製後級檢測電路。圖8為AUX輸入信號後經比較器輸出高電平的仿真輸出
，圖9為濾波和比較器的仿真輸出信號。

2.6 檢測輸出
比較器輸出高電平後，三極管Q1導通，即Q1集電極輸出被拉低，電路輸出V5為低電平。在本設計中設定低電平為有效，即檢測判斷AUX有音頻輸入。

請參見圖10，仿真輸出低電平信號：

當比較器輸出低電平
，Q1截止
，8V通過R13與微控芯片(MCU)相應端口的輸入阻抗RMCUIN進行分壓

，通常MCU相應端口的輸入阻抗RMCUIN≈ 50kΩ，則輸出高電平可以由如下計算得到：

電路輸出高電平5V
，MCU檢測為高，判斷AUX無信號輸入。

這樣MCU檢測到低電平信號後
，將自動切換音源從CD或收音到AUX輸入
，對AUX信號進行自動播放。

3 總結

本電路簡潔有效，可應用在車載音響產品上，進行自動檢測播放
，提升了用戶的體驗度。