CN103701421B - 一种音量调节装置、音量调节方法以及一种电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种音量调节装置、音量调节方法以及一种电子设备，所述音量调节装置包括：三角波发生电路，用于生成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路；可变电压发生电路，用于根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并将所述可变电压输出至所述电平比较电路，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；所述电平比较电路，用于对输入的所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节；本发明解决了音量调节成本高的问题。

Description

一种音量调节装置、音量调节方法以及一种电子设备
技术领域
本发明涉及音频处理技术领域，特别涉及一种音量调节装置、音量调节方法以及一种电子设备。
背景技术
目前市场上的音量调节装置，多通过滑动电阻分压后、经模数变换器ADC采集电压值来实现，但是目前市面上带ADC功能的微控制器MCU的价格比较昂贵，不利于成本的控制，使得市场竞争力相对降低。
发明内容
本发明提供了一种音量调节装置、音量调节方法以及一种电子设备，以解决音量调节成本高的问题。
本发明提供一种音量调节装置，所述装置包括：
三角波发生电路，用于生成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路；
可变电压发生电路，用于根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并将所述可变电压输出至所述电平比较电路，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
所述电平比较电路，用于对输入的所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节。
优选的，所述装置还包括：微控制器，用于读取所述电平比较电路输出的脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
优选的，所述三角波发生电路包括：
矩形波发生器，用于生成矩形波，并将所述矩形波输出至波形转换器；
所述波形转换器，用于将输入的所述矩形波转换成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路。
优选的，所述矩形波发生器包括：RC振荡电路以及反相输入的滞回比较器。
优选的，所述波形转换器包括第二比较器、第五电阻、第六电阻以及第二电容；其中：所述第五电阻的一端与所述反相输入的滞回比较器的输出端相连、另一端与所述第二比较器的正输入端相连，所述第二比较器的负输入端通过所述第六电阻接地，所述第二电容为所述第二比较器的正向反馈回路元件。
优选的，所述可变电压发生电路为电位器；所述电位器的第一固定引脚通过一个分压电阻与电源相连，所述电位器的第二固定引脚通过另一个分压电阻接地，所述电位器的动片引脚与所述电平比较电路相连。
优选的，所述电平比较电路为比较器，其中：所述三角波发生电路的输出端与所述比较器的正输入端相连，所述可变电压发生电路的输出端与所述比较器的负输入端相连，所述比较器的输出端输出脉冲宽度调制信号。
本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的音量调节装置。
本发明提供一种音量调节方法，所述方法包括：
产生三角波，并输出所述三角波电压；
根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并输出所述可变电压，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
将所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节。
优选的，所述将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节包括：输出所述脉冲调制信号，读取所述脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
本发明实施例的有益效果是：在进行音量调节时，不使用带ADC的MCU，而是采用三角波作为基波，根据外部的音量调节控制信号产生可变电压作为音量调节器，进行电压比较，从而形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，再通过读取所述脉冲宽度调制信号的占空比，确定音量调节器的输出电位，从而确定音量调节器的音量大小，实现音量调节，本发明适用于大部分需要采用音量调节的设备，其成本低、便于操作。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种音量调节装置的结构图；
图2为本发明一实施例的一种音量调节装置的另一结构图；
图3为本发明一实施例的三角波发生电路的结构图；
图4为本发明一实施例的矩形波发生器的电路图；
图5为本发明一实施例的波形转换器的电路图；
图6为本发明一实施例的可变电压发生电路的电路图；
图7为本发明一实施例的一种音量调节装置的整体电路图；
图8为本发明一实施例的一种电子设备的结构图；
图9为本发明一实施例的一种音量调节方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种音量调节装置的结构图，所述装置100包括：
三角波发生电路110，用于生成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路；
可变电压发生电路120，用于根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并将所述可变电压输出至所述电平比较电路，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
所述电平比较电路130，用于对输入的所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节。
在本发明的一个实施例中，所述三角波发生电路也可以用锯齿波发生电路代替，其实现音量调节的其他步骤不变。
图2为本发明一实施例的一种音量调节装置的另一结构图；在该实施例中，所述装置200包括：三角波发生电路210、可变电压发生电路220、电平比较电路230以及微控制器240，其中，所述三角波发生电路210的功能与图1中的三角波发生电路110的功能相同，所述可变电压发生电路220的功能与图1中的变电压发生电路120的功能相同，所述电平比较电路230的功能与图1中的电平比较电路130的功能相同，此处将不再赘述；
所述微控制器240，用于读取所述电平比较电路230输出的脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
具体的，微控制器240中的定时器对所述脉冲宽度调制信号定时进行读取，由于基波是三角波，因此形成的脉冲宽度调制信号的占空比不是恒定的，定时器分别读取高电平和低电平持续时间，从而确定可变电压发生电路的输出电压，再经过与“电压-音量对照表”进行比对，从而确定设备当前的音量，通过改变可变电压发生电路输出的电压，实现音量调节。
图3为本发明一实施例的三角波发生电路的结构图，所述三角波发生电路300包括：
矩形波发生器310，用于生成矩形波，并将所述矩形波输出至波形转换器320；
所述波形转换器320，用于将输入的所述矩形波转换成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路。
具体的，所述矩形波发生器310包括：RC振荡电路以及反相输入的滞回比较器。图4示出了矩形波发生器310的电路图；其中，第一比较器U1-A为四路运放，R1、C1为RC振荡电路，既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过R1、C1的充放电实现输出状态的自动转换；第一比较器U1-A、R2以及R3为反相输入的滞回比较器，D1为稳压二极管，限流电阻R4；当R1、C1的充电电压高于或低于R2、R3的分压电压时，第一比较器U1-A产生反转，从而产生矩形波。
图5为本发明一实施例的波形转换器320的电路图，所述波形转换器320包括第二比较器U1-B、第五电阻R5、第六电阻R6以及第二电容C2；其中：所述第五电阻R5的一端与所述反相输入的滞回比较器的输出端相连、另一端与所述第二比较器U1-B的正输入端相连，所述第二比较器U1-B的负输入端通过所述第六电阻R6接地，所述第二电容C2为所述第二比较器U1-B的正向反馈回路元件。其中，所述第五电阻R5、第二电容C2以及第二比较器U1-B为积分电路，实现矩形波到三角波的转换，所述第五电阻R5、第二电容C2为基本积分电路，第二比较器U1-B实现有源积分，提高稳定度。
图6为本发明一实施例的可变电压发生电路的电路图，所述可变电压发生电路为电位器P；所述电位器P的第一固定引脚通过一个分压电阻R10与电源VDD相连，所述电位器P的第二固定引脚通过另一个分压电阻R11接地，所述电位器的动片引脚与所述电平比较电路相连。其中，所述电位器P可以为旋转式可变电阻，当拨动该旋转式可变电阻的开关时，电位器P的电阻产生变化，导致输出的电压产生变化，也就是说可变电压发生电路输出的电压反映了电位器P的旋转角度。所述分压电阻R10和分压电阻R11的作用是调节电位器输出电压的范围，使得电位器输出的电压不低于三角波电压的最小值且不高于三角波电压的最大值，从而使得电位器的输出电压与三角波的电压通过比较器进行比较时，比较器的输出端能实现翻转，从而形成脉冲宽度调制信号。
在本发明一实施例中，所述电平比较电路为比较器U1-C，如图7所示，其中：所述三角波发生电路的输出端与所述比较器的正输入端相连，所述可变电压发生电路的输出端与所述比较器的负输入端相连，所述比较器的输出端输出脉冲宽度调制信号。
本发明在具体操作时，根据图7的音量调节装置的整体电路图来实现；其中，C3用于对电位器P的输出电压进行滤波；当拨动电位器P时通过电阻分压，电位器P的输出电压产生变化，当三角波电压高于电位器P输出电压时，比较器U1-C输出高电平，当三角波电压低于电位器输出电压时，比较器U1-C输出低电平，通过这种方法实现产生脉冲宽度调制PWM信号，微控制器MCU读取变换的PWM信号判断音量大小。
在本发明的一个实施例中，所述第一比较器U1-A、第一比较器U1-B以及比较器U1-C均为带有差动输入的四路运算放大器LM324。
图8为本发明一实施例的一种电子设备的结构图，所述电子设备800包括如上所述的音量调节装置810。
图9为本发明一实施例的一种音量调节方法的流程图，所述方法包括：
S910、产生三角波，并输出所述三角波电压；
S920、根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并输出所述可变电压，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
S930、将所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节。
在本发明一实施例中，所述将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节包括：输出所述脉冲调制信号，读取所述脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
本发明实施例的有益效果是：在进行音量调节时，不使用带ADC的MCU，而是采用三角波作为基波，根据外部的音量调节控制信号产生可变电压作为音量调节器，进行电压比较，从而形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，再通过读取所述脉冲宽度调制信号的占空比，确定音量调节器的输出电位，从而确定音量调节器的音量大小，实现音量调节，本发明适用于大部分需要采用音量调节的设备，其成本低、便于操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种音量调节装置，其特征在于，所述装置包括：
三角波发生电路，用于生成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路；
可变电压发生电路，用于根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并将所述可变电压输出至所述电平比较电路，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
所述电平比较电路，用于对输入的所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节；
其中，所述三角波发生电路包括：
矩形波发生器，用于生成矩形波，并将所述矩形波输出至波形转换器；
所述波形转换器，用于将输入的所述矩形波转换成三角波，并将所述三角波电压输出至电平比较电路；
其中，所述矩形波发生器包括：RC振荡电路以及反相输入的滞回比较器；
其中，所述波形转换器包括第二比较器、第五电阻、第六电阻以及第二电容；所述第五电阻的一端与所述反相输入的滞回比较器的输出端相连、另一端与所述第二比较器的正输入端相连，所述第二比较器的负输入端通过所述第六电阻接地，所述第二电容为所述第二比较器的正向反馈回路元件。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
微控制器，用于读取所述电平比较电路输出的脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述可变电压发生电路为电位器；
所述电位器的第一固定引脚通过一个分压电阻与电源相连，所述电位器的第二固定引脚通过另一个分压电阻接地，所述电位器的动片引脚与所述电平比较电路相连。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电平比较电路为比较器，其中：
所述三角波发生电路的输出端与所述比较器的正输入端相连，所述可变电压发生电路的输出端与所述比较器的负输入端相连，所述比较器的输出端输出脉冲宽度调制信号。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-4任一项所述的音量调节装置。
6.一种音量调节方法，其特征在于，所述方法包括：
产生三角波，并输出所述三角波电压；
根据外部的音量调节控制信号产生可变电压，并输出所述可变电压，其中，所述可变电压小于所述三角波的最高电压且大于所述三角波的最低电压；
将所述三角波电压和所述可变电压进行比较，形成占空比可变的脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节；
其中，所述产生三角波具体包括：
利用矩形波发生器生成矩形波，并将所述矩形波输出至波形转换器；
利用所述波形转换器将输入的所述矩形波转换成三角波；
其中，所述矩形波发生器包括RC振荡电路以及反相输入的滞回比较器；
其中，所述波形转换器包括第二比较器、第五电阻、第六电阻以及第二电容；其中，所述第五电阻的一端与所述反相输入的滞回比较器的输出端相连、另一端与所述第二比较器的正输入端相连，所述第二比较器的负输入端通过所述第六电阻接地，所述第二电容为所述第二比较器的正向反馈回路元件。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述脉冲宽度调制信号输出，从而实现音量调节包括：
输出所述脉冲调制信号，读取所述脉冲宽度调制信号的占空比，从而实现音量调节。
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Applicant before: Qingdao GoerTek Co., Ltd.

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Patentee after: Rongcheng goer Technology Co.,Ltd.

Address before: 266104 Room 308, North Investment Street Service Center, Laoshan District, Qingdao, Shandong.

Patentee before: GOERTEK TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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