CN109195060A - 一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，包括以下步骤：a.首先由MCU发出固定的脉宽频率，供给CLASS D类功放作为主时钟频率，然后再采集CLASS D功放输入信号，输出的电压和电流信号；b.通过MCU把所述的接收部分采集到的信号通过MCU分析精确计算，接着再将计算的结果转换为数字控制信号；c.再由控制部分把所述分析部分的MCU分析精确计算的结果转换为数字控制信号去控制改变由MCU发出固定的脉宽频率的脉宽,实现功放输出功率的输出大小和限幅功能。

Description

一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法

技术领域

本发明涉及一种电源控制技术领域，具体为一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法。

背景技术

音响设备是由音源(音乐播放设备、拾音设备即话筒)、控制设备(模拟或数字调音台)、音频处理器(以前都是用效果器、均衡器、压限器、分频器、信号分配器、延时器等周边设备，现在还有集成以上各功能的的数字式系统控制器)、功率放大器(功放)、音箱组成。

目前，现有的音响系统设备的控制方法还存在着一些不足的地方，例如；现有的音响系统设备的控制方法一般的电源是固定的电压输出，这样的控制方式效率会低很多，不能够实行绿色节能，控制方式效过不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，本发明能够通过MCU精确检测和数据的采集，再通过计算功放输入信号、输出负载电压和电流，转换为PWM调制信号控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度，通过用户给功放加载信号的大小来改变PWM调制脉宽的幅度，控制电源的输出能在CLASS-D功放转换效率80％的基础上提高10％以上的转换效率。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，包括以下步骤：

a.首先由音响的接收部分接收从所述的通过MCU进行数据信号的采集，接着再对采集的数据信号进行取样，然后再通过CLASS D功放输入信号，最后再输出的动态的电压和电流信号(空载/负载)；

b.待步骤a完成后，再由音响的分析部分把所述的接收部分采集到的信号通过MCU分析精确计算，接着再将计算的结果转换为数字控制信号；

c.待步骤b完成后，再由控制部分把所述分析部分的MCU分析精确计算的结果转换为数字控制信号后通过光电耦合器隔离缓冲放大；

d.待步骤c完成后，再由控制部分去控制电源的脉冲开关频率的脉宽，改变电源的脉宽幅度来实现电源输出的动态电压幅度。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤b中MCU分析包括以下步骤：

e.首先我们给CLASS-D功放加载一个较低的电压，让功放正常启动；

f.当用户给功放加载信号时，MCU就会检测采集到功放输入的信号，同时也检测采集到功放的输出电压的变化；

g.然后通过MCU内部程序计算输出PWM调制信号去控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度。

作为本发明的一种优选实施方式，所述音响接收的市电输入交流为85-440V，所述市电输入交流首先由EMC滤波进行对电压的过滤，接着再进行整流滤波后的电压，让电压处于正常的220V值进行输出。

作为本发明的一种优选实施方式，所述光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大，首先输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤g中所述PWM调制包括以下步骤：

h.首先将输出的电压信号进行GGBT功率驱动，然后再将所述GGBT功率驱动过的信号传输给高平隔离变压器；i.待步骤h完成后，再由高平隔离变压器进行对电压的转化，然后将转化过的电压进行输出；

j.待步骤i完成后，再进行对输出的电流进行整流和滤波，接着再将整流滤波过的直流电压输出，最后提供和给用电器进行使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，本发明能够通过MCU精确检测和数据的采集，再通过计算功放输入信号、输出负载电压和电流，转换为PWM调制信号控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度，通过用户给功放加载信号的大小来改变PWM调制脉宽的幅度，控制电源的输出能在CLASS-D功放转换效率80％的基础上提高10％以上的转换效率。

附图说明

图1为本发明一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，包括以下步骤：

a.首先由音响的接收部分接收从所述的通过MCU进行数据信号的采集，接着再对采集的数据信号进行取样，然后再通过CLASS D功放输入信号，最后再输出的动态的电压和电流信号(空载/负载)；

b.待步骤a完成后，再由音响的分析部分把所述的接收部分采集到的信号通过MCU分析精确计算，接着再将计算的结果转换为数字控制信号；

c.待步骤b完成后，再由控制部分把所述分析部分的MCU分析精确计算的结果转换为数字控制信号后通过光电耦合器隔离缓冲放大；

d.待步骤c完成后，再由控制部分去控制电源的脉冲开关频率的脉宽，改变电源的脉宽幅度来实现电源输出的动态电压幅度。

所述步骤b中MCU分析包括以下步骤：e.首先我们给CLASS-D功放加载一个较低的电压，让功放正常启动；

f.当用户给功放加载信号时，MCU就会检测采集到功放输入的信号，同时也检测采集到功放的输出电压的变化；

g.然后通过MCU内部程序计算输出PWM调制信号去控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度。

所述音响接收的市电输入交流为85-440V，所述市电输入交流首先由EMC滤波进行对电压的过滤，接着再进行整流滤波后的电压，让电压处于正常的220V值进行输出。

所述光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大，首先输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。所述步骤g中所述PWM调制包括以下步骤：

h.首先将输出的电压信号进行GGBT功率驱动，然后再将所述GGBT功率驱动过的信号传输给高平隔离变压器；

i.待步骤h完成后，再由高平隔离变压器进行对电压的转化，然后将转化过的电压进行输出；

j.待步骤i完成后，再进行对输出的电流进行整流和滤波，接着再将整流滤波过的直流电压输出，最后提供和给用电器进行使用。

在一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法使用的时候，采用MCU采样CLASS-D的功放输入信号/输出负载电压/电流出，通过MCU比较，计算转换为PWM调制信号控制反击式开光电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度，这样实现电压动态跟随叠加，首先我们给CLASS-D功放加载一个较低的电压，让功放正常启动，这样一来功放在静态的时候消耗功率极低(50瓦)，当用户给功放加载信号时，MCU就会检测采集到功放输入的信号，同时也检测采集到功放的输出电压的变化，然后通过MCU内部程序计算输出PWM调制信号去控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.首先由音响的接收部分接收从所述的通过MCU进行数据信号的采集，接着再对采集的数据信号进行取样，然后再通过CLASS D功放输入信号，最后再输出的动态的电压和电流信号(空载/负载)；

b.待步骤a完成后，再由音响的分析部分把所述的接收部分采集到的信号通过MCU分析精确计算，接着再将计算的结果转换为数字控制信号；

c.待步骤b完成后，再由控制部分把所述分析部分的MCU分析精确计算的结果转换为数字控制信号后通过光电耦合器隔离缓冲放大；

d.待步骤c完成后，再由控制部分去控制电源的脉冲开关频率的脉宽，改变电源的脉宽幅度来实现电源输出的动态电压幅度。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，其特征在于：所述步骤b中MCU分析包括以下步骤：

e.首先我们给CLASS-D功放加载一个较低的电压，让功放正常启动；

f.当用户给功放加载信号时，MCU就会检测采集到功放输入的信号，同时也检测采集到功放的输出电压的变化；

g.然后通过MCU内部程序计算输出PWM调制信号去控制反击式开关电源PWM脉宽调制实现输出电压动态幅度。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，其特征在于：所述音响接收的市电输入交流为85-440V，所述市电输入交流首先由EMC滤波进行对电压的过滤，接着再进行整流滤波后的电压，让电压处于正常的220V值进行输出。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，其特征在于：所述光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大，首先输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。

5.根据权利要求2所述的一种嵌入式系统控制的音响系统设备的控制方法，其特征在于：所述步骤g中PWM调制包括以下步骤：

h.首先将输出的电压信号进行GGBT功率驱动，然后再将所述GGBT功率驱动过的信号传输给高平隔离变压器；

i.待步骤h完成后，再由高平隔离变压器进行对电压的转化，然后将转化过的电压进行输出；

j.待步骤i完成后，再进行对输出的电流进行整流和滤波，接着再将整流滤波过的直流电压输出，最后提供和给用电器进行使用。