張培

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)于影音娛樂也提出了越來越高的要求.DVD、數(shù)字機(jī)頂盒、衛(wèi)星電視接收機(jī)等也應(yīng)運(yùn)而生了，這些電子設(shè)備的出現(xiàn)對(duì)音視頻終端(即電視機(jī))也提出了越來越高的要求.近年來等離子顯示板PDF(plasma display panel)、液晶顯示器LCD(liquid crystal display)電視機(jī)［1］之所以得到了快速的發(fā)展，除了因?yàn)樗鼈冚^之傳統(tǒng)CRT電視機(jī)節(jié)省空間、外觀靚麗等優(yōu)點(diǎn)外，還具有更多的音視頻接口，方便人們使用.要在不同的音視頻之間切換，實(shí)現(xiàn)用戶想要收看的節(jié)目，就要用到多路音視頻切換電路.

本文給出了一種簡單易行的多路音頻切換電路的改進(jìn)方案，解決現(xiàn)有數(shù)字電視接收機(jī)在音頻信號(hào)輸出端進(jìn)行信號(hào)復(fù)用時(shí)，信號(hào)切換不方便、增加數(shù)字電視接收機(jī)成本的問題.

1 多路音頻切換電路原理

音頻切換電路的作用是能夠快速實(shí)現(xiàn)從多路音頻源中選擇一路或幾路信號(hào)送到后級(jí)放大電路進(jìn)行處理［2］.圖1是一種目前被廣泛使用的多路音頻選擇器的電路原理圖［3］.該電路使用2片74HC4051構(gòu)成，且采用正、負(fù)5 V供電.四路音頻信號(hào)(PC_Audio、AV_Audio、YPbPr1_Audio、YPbPr2_Audio，每一路音頻信號(hào)又包括左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào))分別通過電容器(C1到C4)耦合到74HC4051的輸入端，并在輸出端再通過電容耦合送往下一級(jí)處理.通過Audio_Sel 1和Audio_Sel 2來決定哪一路信號(hào)被選中送往下一級(jí).

圖1 改進(jìn)前的電路

74HC4051是一種具有三位數(shù)字選擇輸入(A B C)的8路模擬選擇、分配器，有1個(gè)低電平有效的使能端(E)、8個(gè)獨(dú)立的輸入/輸出端(X0到X7)以及1個(gè)公共的輸入/輸出端(X).74HC4051的功能表如表1所示［4］

表1 74 HC4051的功能表

當(dāng)使能端(E)為低電平L時(shí)，八個(gè)開關(guān)中的一個(gè)就依A、B、C被選中;而當(dāng)使能端(E)為高電平H時(shí)，所有的開關(guān)都處于高阻關(guān)斷狀態(tài).模擬輸入/輸出端(X0到X7，以及X)可以在VCC和VEE之間變化，并且VCC-VEE不可以超出10.0 V.

2 改進(jìn)方案

為了讓音頻信號(hào)(以正弦波為例)正常通過而負(fù)半周不被削掉，圖1所示的電路采用了+5 V、－5 V供電.這顯然增加了整個(gè)系統(tǒng)供電的復(fù)雜性，導(dǎo)致系統(tǒng)的成本也會(huì)相應(yīng)增加.為此可以考慮在單一+5 V供電的情況下對(duì)上述電路加以改進(jìn)和簡化.改進(jìn)后的電路如圖2所示.

圖2 改進(jìn)后的電路

+5 V電源通過電阻R9和R10分壓，在R10的兩端得到一個(gè)2.5 V的參考電壓.從各個(gè)輸入口進(jìn)來的四路音頻信號(hào)通過電容(C1到C8)耦合進(jìn)來，并被疊加到由470 kΩ電阻(R1到R8)提供的參考電壓上，作為74HC4052的輸入.這樣通過控制Audio_Sel 1和Audio_Sel 2就可以讓被選擇的某路信號(hào)送往輸出端.輸出端再通過電容耦合，隔離掉直流成分后送往下一級(jí)電路處理.74HC4052與74HC4051具有相類似的電氣規(guī)格，不同的是74HC4052是雙四選一的多路選擇、分配器，它的邏輯圖及功能表分別如圖3、表2所示［5－6］.

圖3 74 HC4052邏輯圖

該改進(jìn)電路只需單一+5 V供電即可實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的切換，且R11和R12給輸出端提供和輸入端同樣的參考電壓，避免了因74HC4052的導(dǎo)通電阻(Ron)而引起的信號(hào)衰減及波形的失真.從輸入端輸入頻率為1 kHz，幅度為500 mV的正弦波信號(hào)(圖4中1通道所示)，在輸出端測(cè)得的波形如圖4中2通道所示.從圖4中可以看出，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)很好地保持了一致.

圖4 輸入信號(hào)與輸出信號(hào)波形

3 結(jié)論

本文提供了一種對(duì)多路音視頻切換電路的改進(jìn)方案，該雙四選一音視頻切換電路線路簡單、成本低廉，且易于擴(kuò)展，能較好地完成音視頻切換，具有一定的推廣使用價(jià)值.該電路的不足之處是使用了較多的元器件，后續(xù)的發(fā)展方向是將其集成到音視頻處理IC中，使整個(gè)系統(tǒng)更加簡潔易用.

［1］盧官明，宗彷.數(shù)字電視原理［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009:12-18.

［2］TCL多媒體科技控股有限公司.LCD平板彩色電視機(jī)原理與分析［M］.北京:人民郵電出版社，2007:25-36.

［3］李雄杰.平板電視技術(shù)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007:32-36.

［4］NXP Semiconductors.The data sheet of 74HC4051 8-channel analog multiplexer/demultiplexer［EB/OL］.(2011-12-22)［2012-3-02］.http:// www.cn.nxp.com/products/logic/analog_switches/74HC_HCT4051.html.

［5］閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京:高等教育出版社，2006:188-189.

［6］NXP Semiconductors.The data sheet of 74HC4052 Dual 4-channel analog multiplexer/demultiplexer［EB/OL］.(2011-12-23)［2012-3-02］.http://www.cn.nxp.com/products/logic/analog_switches/74HC_HCT4052.html.