即使通過藍(lán)牙技術(shù)在戶外，任何人現(xiàn)在都可以使用音樂。這種無(wú)線技術(shù)使設(shè)備能夠通過2.4至2.485 GHz的ISM波段中的短波UHF無(wú)線電波進(jìn)行設(shè)備的傳輸和通信。本說明將幫助讀者設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線藍(lán)牙立體聲音頻系統(tǒng)。

當(dāng)人們想要便攜式音樂時(shí)，他們通常依靠電池供電的音頻設(shè)備。當(dāng)然，您可以購(gòu)買用于室外的音響系統(tǒng)，但這些音響系統(tǒng)可能非常昂貴，而且正如我們將要展示的那樣，這是不必要的。只需一點(diǎn)點(diǎn)工程血液（或好奇心）在您的血管中流動(dòng)，構(gòu)建可以用任何具有Bluetooth連接和音樂播放器的設(shè)備控制的無(wú)線Bluetooth?立體聲音頻系統(tǒng)就不那么困難了。

本應(yīng)用筆記描述了如何為戶外使用構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單且成本較低的無(wú)線藍(lán)牙立體聲音頻系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有20 W RMS的輸出功率?？梢允褂镁哂兴{(lán)牙連接和音樂播放器的聽筒或Apple?iPod?型號(hào)進(jìn)行控制。三個(gè)附錄討論了其他布局注意事項(xiàng)，設(shè)計(jì)中使用D類和AB類放大器之間的區(qū)別以及系統(tǒng)成本。

藍(lán)牙基礎(chǔ)知識(shí)

藍(lán)牙技術(shù)創(chuàng)建于1994年，被廣泛用于在兩個(gè)手持移動(dòng)設(shè)備之間建立短距離無(wú)線連接。藍(lán)牙設(shè)置還允許您將立體聲音頻信號(hào)從手持設(shè)備傳輸?shù)綗o(wú)線耳機(jī)。當(dāng)今的藍(lán)牙耳機(jī)在藍(lán)牙2級(jí)規(guī)范下運(yùn)行，傳輸功率為2.5mW（4dBm）。藍(lán)牙2類模塊的傳輸范圍約為10米。

將藍(lán)牙音頻系統(tǒng)放在一起

藍(lán)牙耳機(jī)通常與尺寸較小的32Ω揚(yáng)聲器一起使用。通過將音頻信號(hào)從藍(lán)牙耳機(jī)連接到外部放大器，可以放大信號(hào)。然后，藍(lán)牙立體聲耳機(jī)充當(dāng)橋接器，將音頻信號(hào)從手持設(shè)備傳遞到立體聲音頻放大器，并創(chuàng)建無(wú)線立體聲音頻系統(tǒng)。

無(wú)線藍(lán)牙立體聲音頻系統(tǒng)的框圖。

該系統(tǒng)的框圖如圖1所示。該系統(tǒng)基于立體聲D類音頻放大器，該放大器驅(qū)動(dòng)一對(duì)4Ω揚(yáng)聲器。

確定輸出功率

輸出功率要求為20 W RMS（每通道10 W RMS）。應(yīng)該注意的是，測(cè)量RMS輸出功率并不是確定放大器輸出功率的最佳方法。RMS并未真正揭示出放大器的真實(shí)性能。因此，在本文中，RMS輸出功率實(shí)際上是指電阻負(fù)載中的平均正弦波功率。RMS輸出功率主要用于比較目的。

20 W RMS轉(zhuǎn)換為40 W峰值輸出功率。為了在4Ω揚(yáng)聲器中達(dá)到每通道10WRMS，最低電源電壓（VRMS）需要為：

[tex] V_ {RMS} = sqrt {Outputhspace {1mm} Power_ {RMS} times揚(yáng)聲器hspace {1mm} Impedance} = sqrt {10Wtimes 4Omega} [/ tex]

對(duì)于峰值輸出電壓，這表示為：

[tex] V_ {PEAK} = V_ {RMS} timessqrt {2} = 6.3times sqrt {2} = 8.9hspace {1mm} V_ {PEAK} [/ tex]

上面的公式表明，9 V的電源電壓足以實(shí)現(xiàn)每個(gè)通道10 W RMS的輸出功率。但是，此設(shè)計(jì)使用12 V電源電壓，以便在重負(fù)載期間為電源設(shè)備（PSU）的輸出電壓下降留出一定的空間。

對(duì)于輸出電壓為12 V的隔離PSU，使用低成本的LED驅(qū)動(dòng)器電源。這些耗材可從任何電子商店輕松獲得。選擇與輸出功率匹配的PSU。

順便說一句，重要的是要認(rèn)識(shí)到20 W RMS的總輸出功率不一定對(duì)大多數(shù)人有任何意義。為了進(jìn)行比較，請(qǐng)考慮使用低成本的汽車音頻放大器或低成本的便攜式音頻“音箱”產(chǎn)品。它們通常被宣傳為提供40 W總輸出功率，但這通常是峰值輸出功率，轉(zhuǎn)換為20 W RMS輸出功率。

您可能會(huì)問，最后，20 W RMS是否真的足以使該系統(tǒng)正常工作？是的。低成本汽車音頻放大器通常沒有升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，因此它們使用汽車電池中的12 V電壓來驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。（實(shí)際上，汽車的電池電壓約為13.8 V，但這在這里并不重要。）請(qǐng)聽這些低成本的放大器-它們產(chǎn)生大量聲音。誠(chéng)然，20 W RMS的輸出功率不足以使整個(gè)社區(qū)保持清醒，但這仍然不是我們系統(tǒng)的優(yōu)先事項(xiàng)。

選擇藍(lán)牙耳機(jī)，開/關(guān)開關(guān)和指示燈
您可以使用任何帶有3.5毫米音頻接口的耳機(jī)。此設(shè)計(jì)中使用了諾基亞BH-214藍(lán)牙立體聲耳機(jī)。它具有3.5毫米音頻連接器，非常容易從頭戴式耳機(jī)的PCB接收音頻信號(hào)并將其饋送到立體聲音頻放大器。

還需要一個(gè)開/關(guān)開關(guān)和指示燈LED。這些信號(hào)需要從諾基亞耳機(jī)中獲取。

修改諾基亞BH-214

耳機(jī)需要修改諾基亞耳機(jī)。由于某些信號(hào)來自耳機(jī)的PCB外部，因此需要將幾根導(dǎo)線焊接到該P(yáng)CB上以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。圖2至6顯示了如何完成此操作。

使耳機(jī)的前蓋朝向您，用小螺絲刀輕壓右上角和右上角將其打開。卸下塑料面板并卸下鍵盤橡膠。從底部外殼輕輕拉出包含PCB的零件。

耳機(jī)前蓋，內(nèi)部視圖。

在前蓋打開的情況下，從圖2圈出的區(qū)域剪掉一些塑料，以留出更多的電線空間。此外，請(qǐng)卸下光導(dǎo)和On / Off開關(guān)的塑料外殼。

從圖3開始，焊接開/關(guān)開關(guān)（1），雙色LED（2），藍(lán)色LED（3）和電池導(dǎo)線（4）。從PCB上取出電池。

耳機(jī)的PCB的特寫視圖。

如圖3中的箭頭所示，現(xiàn)在將導(dǎo)線焊接到On / Off開關(guān)墊（1）上。然后，如那些箭頭所示，將導(dǎo)線焊接到雙色LED公共陽(yáng)極墊（2）上。將電線焊接到藍(lán)色LED陽(yáng)極墊（3）。最后，將焊錫絲焊接到電池墊（4）上。

使用可以找到的最細(xì)的電線，并記下電線的顏色，以備將來參考。

還有三根電線（圖4）需要焊接到耳機(jī)。

LED線焊接到耳機(jī)（右），并且具有特寫視圖（左）。

如圖4所示，將綠色LED陰極（5），紅色LED陰極（6）和藍(lán)色LED陰極（7）焊接到電阻器上?，F(xiàn)在應(yīng)該有用于以下信號(hào)的導(dǎo)線：

藍(lán)牙耳機(jī)的On / Off開關(guān)的兩條線

綠色和紅色雙色LED的三根導(dǎo)線（即，公共陽(yáng)極，綠色陰極和紅色陰極）

藍(lán)色LED的兩根導(dǎo)線（陽(yáng)極和陰極）

電池端子的兩條線（來自LDO的3.6 V）

更換后的帶蓋保護(hù)套的耳機(jī)。

當(dāng)所有電線都焊接到PCB上時(shí)，將耳機(jī)輕輕放回原處。小心關(guān)閉外殼，因?yàn)橥ㄟ^拉線很容易將焊盤從PCB上拆下來。修改后，耳機(jī)將如圖5所示。

檢查立體聲音頻放大器板
本設(shè)計(jì)中的立體聲音頻放大器是MAX98400A D類放大器。該放大器具有107 dB的高信噪比（SNR）。揚(yáng)聲器可以直接連接到放大器的輸出，而無(wú)需輸出濾波器，也不需要大而笨重的隔直流電容器。后一點(diǎn)非常重要。傳統(tǒng)的D類放大器需要一個(gè)輸出濾波器，以從放大器輸出中恢復(fù)音頻信號(hào)。MAX98400A依靠揚(yáng)聲器線圈的固有電感來恢復(fù)方波輸出的音頻成分。消除輸出濾波器和隔直流電容器可節(jié)省PCB上的大量空間。

立體聲音頻放大器中集成了線性穩(wěn)壓器（MAX16910）。穩(wěn)壓器將12 V電源轉(zhuǎn)換為3.6V。LDO輸出連接到耳機(jī)的電池端子。LDO的輸出電壓可以在3.4 V至4.2 V之間。憑借其30 V（最大）輸入電壓以及內(nèi)置的熱保護(hù)和過載保護(hù)，MAX16910非常適合該應(yīng)用。實(shí)際上，利用圖6中所示的R1和R2值，LDO的輸出電壓將約為3.8 V，這在這里是理想的。

立體聲音頻放大器板原理圖。

從圖6可以明顯看出，MAX98400A放大器需要很少的外部元件來實(shí)現(xiàn)其功能。放大器的增益由SV1和SV2選擇；最大增益為32.9 dB，等于44.2 V / V：

[tex] GAIN_ {MAX} [dB] = 32.9hspace {1mm} dB [/ tex]

[tex] GAIN_ {MAX} [分?jǐn)?shù){V} {V}] = 10 ^ {分?jǐn)?shù){32.9} {20}} = 44.2分?jǐn)?shù){V} {V} [/ tex]

編輯：hfy