PIC单片机的数码虚拟环绕声控制器设计
2 功能模块设计
2.1 虚拟环绕声电路
家庭影院音响系统的核心之一是环绕声技术。本设计采用的虚拟环绕声技术能对多声道的信号进行虚拟处理，在两个平行放置的音箱中回放出来，让人感觉到环绕声的效果。虚拟环绕声技术中比较有名的为SRS公司的TruSurround、QSound公司的QSurround以及Aureal公司的A3D等方案。通过大量听音测试实验，在声音流畅性和准确度、对话可懂度、声像定位精确度等方面的比较，QSound公司的QSurround是声音定位、空间感和包围感最好的系统。
武汉力源电子有限公司推出的PS8888是采用了由QSound实验室开发并专有的QSurround技术的一款功能强大的虚拟环绕声处理芯片。用它进行音箱的虚拟定位，可维持原有的保真度，处理后的虚拟环绕声音色均匀性、临场感等方面的表现不亚于真实多音箱系统，效果很好。
PS8888内置16种处理模式，不仅具有空间环绕定位效果增强式的回放，而且能够提高声道分离度。它产生的虚拟环绕声场可通过2、3、4、5、5.1声道输出，并且具有直通和效果增强两种模式输出。其外围电路连接图如图4所示。FLI、FRI为音源选择输入信号；经虚拟处理后的FLO、FRO输出至音量控制电路；CI、SUBI、RLI、RRI为扩展声道输入，CO、RLO、RRO为扩展声道输出，主要针对DVD视盘机输出的Dolby环绕4声道或5.1声道信号；SCL、SDA为I2C引脚，通过上拉电阻与PICl6C57的I／O口相连。
2.2 音量音调调节电路
音源切换、音量、音调、平衡的调节等均采用模拟器件来实现。本设计选用武汉力源电子股份有限公司推出的高集成度芯片PS8889，一片芯片就可完成上述功能的数字化控制。PS8889是包含一个4路音源输入选择器的可编程音量音调控制器，调节方便准确。它能切换4种音源并针对不同的声源分别设置不同级别的增益，同时在降低L／R误差、步进误差、串扰以及最大衰减等方面都能体现了优良的性能，并对于低频或高频段均具有激发并增大响度的功能。总谐波失真(THD)为0.002％，其内部的过零检测使开关噪声仅为5μVrms，音量调节范围为0～-∞dB，还能对音调进行±12 dB的调整控制。
PS8889芯片在控制器设计中作为两部分使用：在输入选择器和音量控制器之间接入虚拟处理芯片，使得4路音源经选择器选择1路信号，送至虚拟处理芯片进行音效处理；然后再返回PS8889芯片，进行音量、音调等控制。电路如图5所示，(L1，R1，)…(L4，R4)为4组音源输入，通过选择器输出一组FLI、FRI至虚拟环绕声电路，经虚拟处理后返回进行音量、音调等控制；PS8889提供了3根串行控制线(DATA，CLK和STB)，方便与PIC16C57的I／O口RC0～RC2连接。PS8889的输出可以把L、R信号分成FL(前左)、RL(后左)和FR(前右)、RR(后右)，并可分别控制音量。本设计中只需FL和FR两路输出，接至有源音箱。
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