即使通過藍牙技術(shù)在戶外，任何人現(xiàn)在都可以使用音樂。這種無線技術(shù)使設備能夠通過2.4至2.485 GHz的ISM波段中的短波UHF無線電波進行設備的傳輸和通信。本說明將幫助讀者設計一個簡單的無線藍牙立體聲音頻系統(tǒng)。

當人們想要便攜式音樂時，他們通常依靠電池供電的音頻設備。當然，您可以購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。只需一點點工程血液（或好奇心）在您的血管中流動，構(gòu)建可以用任何具有Bluetooth連接和音樂播放器的設備控制的無線Bluetooth?立體聲音頻系統(tǒng)就不那么困難了。

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

藍牙基礎(chǔ)知識

藍牙技術(shù)創(chuàng)建于1994年，被廣泛用于在兩個手持移動設備之間建立短距離無線連接。藍牙設置還允許您將立體聲音頻信號從手持設備傳輸?shù)綗o線耳機。當今的藍牙耳機在藍牙2級規(guī)范下運行，傳輸功率為2.5mW（4dBm）。藍牙2類模塊的傳輸范圍約為10米。

將藍牙音頻系統(tǒng)放在一起

藍牙耳機通常與尺寸較小的32Ω揚聲器一起使用。通過將音頻信號從藍牙耳機連接到外部放大器，可以放大信號。然后，藍牙立體聲耳機充當橋接器，將音頻信號從手持設備傳遞到立體聲音頻放大器，并創(chuàng)建無線立體聲音頻系統(tǒng)。

無線藍牙立體聲音頻系統(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)動一對4Ω揚聲器。

確定輸出功率

輸出功率要求為20 W RMS（每通道10 W RMS）。應該注意的是，測量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性能。因此，在本文中，RMS輸出功率實際上是指電阻負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揚聲器中達到每通道10WRMS，最低電源電壓（VRMS）需要為：

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

對于峰值輸出電壓，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的電源電壓足以實現(xiàn)每個通道10 W RMS的輸出功率。但是，此設計使用12 V電源電壓，以便在重負載期間為電源設備（PSU）的輸出電壓下降留出一定的空間。

對于輸出電壓為12 V的隔離PSU，使用低成本的LED驅(qū)動器電源。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，重要的是要認識到20 W RMS的總輸出功率不一定對大多數(shù)人有任何意義。為了進行比較，請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)動揚聲器。（實際上，汽車的電池電壓約為13.8 V，但這在這里并不重要。）請聽這些低成本的放大器-它們產(chǎn)生大量聲音。誠然，20 W RMS的輸出功率不足以使整個社區(qū)保持清醒，但這仍然不是我們系統(tǒng)的優(yōu)先事項。

選擇藍牙耳機，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。此設計中使用了諾基亞BH-214藍牙立體聲耳機。它具有3.5毫米音頻連接器，非常容易從頭戴式耳機的PCB接收音頻信號并將其饋送到立體聲音頻放大器。

還需要一個開/關(guān)開關(guān)和指示燈LED。這些信號需要從諾基亞耳機中獲取。

修改諾基亞BH-214

耳機需要修改諾基亞耳機。由于某些信號來自耳機的PCB外部，因此需要將幾根導線焊接到該PCB上以實現(xiàn)信號傳輸。圖2至6顯示了如何完成此操作。

使耳機的前蓋朝向您，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，請卸下光導和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），藍色LED（3）和電池導線（4）。從PCB上取出電池。

耳機的PCB的特寫視圖。

如圖3中的箭頭所示，現(xiàn)在將導線焊接到On / Off開關(guān)墊（1）上。然后，如那些箭頭所示，將導線焊接到雙色LED公共陽極墊（2）上。將電線焊接到藍色LED陽極墊（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。

LED線焊接到耳機（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）和藍色LED陰極（7）焊接到電阻器上。現(xiàn)在應該有用于以下信號的導線：

藍牙耳機的On / Off開關(guān)的兩條線

綠色和紅色雙色LED的三根導線（即，公共陽極，綠色陰極和紅色陰極）

藍色LED的兩根導線（陽極和陰極）

電池端子的兩條線（來自LDO的3.6 V）

更換后的帶蓋保護套的耳機。

當所有電線都焊接到PCB上時，將耳機輕輕放回原處。小心關(guān)閉外殼，因為通過拉線很容易將焊盤從PCB上拆下來。修改后，耳機將如圖5所示。

檢查立體聲音頻放大器板
本設計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）。揚聲器可以直接連接到放大器的輸出，而無需輸出濾波器，也不需要大而笨重的隔直流電容器。后一點非常重要。傳統(tǒng)的D類放大器需要一個輸出濾波器，以從放大器輸出中恢復音頻信號。MAX98400A依靠揚聲器線圈的固有電感來恢復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)置的熱保護和過載保護，MAX16910非常適合該應用。實際上，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} [分數(shù){V} {V}] = 10 ^ {分數(shù){32.9} {20}} = 44.2分數(shù){V} {V} [/ tex]

編輯：hfy