基于ATmega8的无线智能跳频数码扩音系统

摘要 无线扩音系统能解决许多实际工程中的布线和移动使用的难题。无线传输的方式也从传统的U段、V段无线扩音发展到包括红外线、蓝牙和2.4GHz频段在内的无线数字传输方式。数字无线扩音系统可广泛应用在教学、会场、现代办公、家居等领域。文中介绍基于ATmega8的低成本无线智能跳频数码扩音系统设计，利用智能跳频询址技术，可使发射机可更迅速地自动被接收机识别，任意发射机可以匹配任意接收机。
关键词 扩音器；ATmega8；跳频；2．4 GHz

无线扩音系统的广泛应用，解决了实际工程中的布线和移动使用的难题。无线传输方式也从传统的U段、V段无线扩音发展到今天的红外线、蓝牙和2．4 GHz频段的无线数字传输方式。传统的模拟信号无线扩音设备发射器的使用会受到同频、邻频或外界电波干扰，扩音的回输较大，而且高频电波辐射大，扩音回输会对人的耳膜造成一定的伤害。音频在数字信号传输过程中受干扰的可能性小、抗干扰能力强。数字无线扩音系统可广泛应用于教学、会场、现代办公、家居生活等领域。
工作于2．4 GHz的ISM。频段有4亿个可用地址码，可通过跳频询址技术保证在同一场所同时使用而不串频。发射信号的频带宽度大于所传信息必需的最小带宽，而频带的展宽是通过扩展功能实现，与所传信息数据无关，并只有发射器和接收器知道，在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。数据被所有的跳频点所携带，如果噪音没有影响到所有的跳频点，信息就可以被修复，一定条件下可以有多个系统在同一频率范围内共存。文中介绍使用ATmega8 MCU和nRF24L01射频收发器件进行开发的无线智能跳频数码扩音器设计方案。利用智能跳频询址技术，使发射机可更迅速地自动被接收机识别，任意发射机可以匹配任意接收机，匹配后自动锁定直至发射机关闭或者离开无线电覆盖范围。在无障碍物的直线传输条件下输出功率为5 W、发射和接收有效距离≤60 m。

1 系统分析与设计
系统由MCU、发射和接收系统构成。音频信号由发射端的前端信号处理电路放大后送往MCU内部A／D进行采样，MCU将采样所得数据打包通过RF模块发送出去。接收端MCU从RF模块读取数据包，并将其送至MCU内部的TIMER1进行PWM调制，然后输出至外部低通滤波器，最后还原得到相应的音频信号。系统原理如图1所示。