车载音响自动检测播放电路
目前汽车音响的功能越来越多，从收音、cd到dvd、蓝牙、导航等功能，同时aux(辅助输入)也是必备的功能，它能将车上用户的便携式音响设备如mp3、ipod输入到车载音响中进行播放。现对设计的自动检测播放电路进行分析说明。
1 电路组成
本电路共6部分组成：电源电路、电压跟随电路、电压反相放大电路、低通滤波电路、比较电路、检测输出电路。电路图如图1所示：
2 电路分析
2.1 电源电路
电源是由8v和4v组成，8v为运放提供电源，同时用r13和r14分压产生运算放大器的偏置电压4v，提供4个运放的输入偏置电压。
2.2 电压跟随电路
在电压跟随电路中，运放ic1和ic2起到了电压跟随器的作用，将正信号输入端叠加了直流偏置的信号，无变化地传到下一级。运放电压跟随器中输入阻抗很大，输出阻抗很小。由于输入阻抗很大，输入的电压几乎无损失地传递给运放，而输出阻抗很小，又使输出的信号几乎全部传递给后面的电路。运放起了很好的缓冲作用，隔断了后级对输入信号的影响。
在pspice中用80mv/1khz正弦信号进行仿真，跟随电路的输入和输出信号见图2和图3。
2.3 反相电压放大电路
电路图参见图4。
该电路(其中r7=r8)对交流信号的放大量可由下面公式推导得出：
(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)
对于交流信号可以将偏置电压等同于地来处理，由式(4)可见调整反相放大器的放大倍数(r9/r7=220k/4.7k=46.8约为33.41db)，可以改变检测电路的灵敏度。放大倍数绝对值越大，能检测到的信号的幅度越小，即灵敏度越高，通常aux的输入大于100mv，本次仿真用80mv作输入信号。当输入信号较大时，即反相放大电路发生了削波，这时对检测功能也没有影响，从后面的整流电路原理可知输出信号的上部对整流才起作用，当上部信号削波时，说明已达到运放的输出上限，幅度肯定大于未削波的信号的，且本电路只是检测功能，不必顾及信号的失真，故在发生削波现象时，本电路的检测功能没有影响。
c5是防止低频噪声干扰的对策，加了c5后，反相放大器的放大倍数r9/r7中，r9仍为(220k ω)，r7则变成由c5(0.22 μf)和4.7kω合成的。电容的容抗为1/(j*w*c)，对于低频信号容抗很大，对于高频信号接近短路，这样对于低频信号放大倍数较大幅度减小，而对于高频信号放大倍数几乎不变，起到了抑制低频干扰信号的作用，防止了误触发。图5是该电路对80mv信号放大后在pspice中仿真的输出：
2.4 整流电路
整流电路由d1、r10、c6组成(参见图6)。它起到了平缓放大后信号的变化幅度，使它接近直流信号的作用。当v1和v2之间的压差大于二极管的导通电压时，二极管导通，对电容c6充电(同时一部分电流流过r10及比较器的输入阻抗);当v1和v2的压差小于二极管的导通电压时，二极管截止，电容上的电荷通过r10(及比较器的输入阻抗)放电。当放电到v1和v2的压差再次大于二极管的导通电压时，二极管导通，又开始充电的过程。该电路就反复地进行这样的充放电过程。由于r10、c6值都很大，放电的速度很慢，电容电压接近直流。由微分方程可得，放电时间t=rc1n(vo/vt)，vo为放电初始电压，vt为放电后的电压，r为放电通路的电阻值，c为放电的电容值。可见r，c越大，放电时间越长，即电压越不容易变化。图7为整流滤波的仿真输出。
2.5 比较电路
整流滤波后的信号v2，输入到比较器ic4的正信号端，与ic4的负端电压(v3=vcc/2=4v))进行比较。当信号电平值大于4v时，比较器输出高电平(v4接近运放的电源8v)，当信号电平值小于4v时，比较器输出低电平(v4接近0v)，该两个电平将控制后级检测电路。图8为aux输入信号后经比较器输出高电平的仿真输出，图9为滤波和比较器的仿真输出信号。
2.6 检测输出
比较器输出高电平后，三极管q1导通，即q1集电极输出被拉低，电路输出v5为低电平。在本设计中设定低电平为有效，即检测判断aux有音频输入。
请参见图10，仿真输出低电平信号：
当比较器输出低电平，q1截止，8v通过r13与微控芯片(mcu)相应端口的输入阻抗rmcuin进行分压，通常mcu相应端口的输入阻抗rmcuin≈ 50kω，则输出高电平可以由如下计算得到：
电路输出高电平5v，mcu检测为高，判断aux无信号输入。
这样mcu检测到低电平信号后，将自动切换音源从cd或收音到aux输入，对aux信号进行自动播放。
3 总结
本电路简洁有效，可应用在车载音响产品上，进行自动检测播放，提升了用户的体验度。
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1 电路组成
本电路共6部分组成：电源电路、电压跟随电路、电压反相放大电路、低通滤波电路、比较电路、检测输出电路。电路图如图1所示：
2 电路分析
2.1 电源电路
电源是由8v和4v组成，8v为运放提供电源，同时用r13和r14分压产生运算放大器的偏置电压4v，提供4个运放的输入偏置电压。
2.2 电压跟随电路
在电压跟随电路中，运放ic1和ic2起到了电压跟随器的作用，将正信号输入端叠加了直流偏置的信号，无变化地传到下一级。运放电压跟随器中输入阻抗很大，输出阻抗很小。由于输入阻抗很大，输入的电压几乎无损失地传递给运放，而输出阻抗很小，又使输出的信号几乎全部传递给后面的电路。运放起了很好的缓冲作用，隔断了后级对输入信号的影响。
在pspice中用80mv/1khz正弦信号进行仿真，跟随电路的输入和输出信号见图2和图3。
2.3 反相电压放大电路
电路图参见图4。
该电路(其中r7=r8)对交流信号的放大量可由下面公式推导得出：
(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)
对于交流信号可以将偏置电压等同于地来处理，由式(4)可见调整反相放大器的放大倍数(r9/r7=220k/4.7k=46.8约为33.41db)，可以改变检测电路的灵敏度。放大倍数绝对值越大，能检测到的信号的幅度越小，即灵敏度越高，通常aux的输入大于100mv，本次仿真用80mv作输入信号。当输入信号较大时，即反相放大电路发生了削波，这时对检测功能也没有影响，从后面的整流电路原理可知输出信号的上部对整流才起作用，当上部信号削波时，说明已达到运放的输出上限，幅度肯定大于未削波的信号的，且本电路只是检测功能，不必顾及信号的失真，故在发生削波现象时，本电路的检测功能没有影响。
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