CN105187024A - 一种可记忆的acm增益放大电路及效果器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可记忆的ACM增益放大电路，所述ACM增益放大电路包括：放大器，放大器包括第一输入端和第二输入端共两个输入端、以及一个输出端；第一固定电阻，所述固定电阻设置于第一输入端一侧；若干第二固定电阻及若干短路开关，所有第二固定电阻串联在第一输入端和输出端之间，每个第二固定电阻上并联设置有短路开关；MCU控制模块，包括存储单元及控制单元，所述存储单元用于存储控制数据，所述控制单元与短路开关相连，用于根据控制数据控制短路开关的开启或闭合。本发明ACM增益放大电路可以实现可以记忆和存储功能，能够快速实现指定增益放大倍数的控制；信号通过部分为纯模拟电路，放大效果较DSP数字处理更好。
Description
技术领域
本发明涉及模拟电路技术领域，特别是涉及一种可记忆的ACM增益放大电路及效果器。
背景技术
现有技术中的吉他音响的效果电路，比如失真效果器，如果是用模拟电路设计的，那么其控制效果是不可记忆的，只能通过实时的参数设定得到仅有的一种效果。
参图1所示为现有技术中的增益放大电路图，其包括一放大器A、固定电阻R1及可变电阻Rx，放大器包括反相输入端a和同相输入端b共两个输入端、以及一个输出端o，其中同相输入端b接地，反相输入端a的一侧设有固定电阻R1，反相输入端a和输入端o之间设有可变电阻Rx，通过控制可变电阻的大小可实现增益放大效果，如当Rx＝0时，该放大器A增益放大倍数为0，当Rx＝R1时，该放大器A的增益放大倍数为1，当Rx＝4R1时，该放大器A的增益放大倍数为4。普通的模拟电路控制方式虽然音色优美，但是有着不能记忆存储的缺点。
现在技术也有可以记忆效果设定的方式，是通过DSP来仿真模拟电路的工作状态的数字处理方式。此方式的原理是用模拟数字转换器(ADC)采集控制参数的电位器的位置信息，将此信息通过记忆存储写入DSP控制器，更改DSP的运算参数，达到效果的更改。控制DSP的这种方式可以实现效果的记忆和存储，但是DSP模仿电路的这种方式的音质还是和模拟电路有明显的区别，并不能体现出来模拟电路真实的音色。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种可记忆的ACM增益放大电路及效果器。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可记忆的ACM增益放大电路及效果器。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种可记忆的ACM增益放大电路，所述ACM增益放大电路包括：
放大器，放大器包括第一输入端和第二输入端共两个输入端、以及一个输出端；
第一固定电阻，所述固定电阻设置于第一输入端一侧；
若干第二固定电阻及若干短路开关，所有第二固定电阻串联在第一输入端和输出端之间，每个第二固定电阻上并联设置有短路开关；
MCU控制模块，包括存储单元及控制单元，所述存储单元用于存储控制数据，所述控制单元与短路开关相连，用于根据控制数据控制短路开关的开启或闭合。
作为本发明的进一步改进，所述放大器为反转放大器，所述第二输入端接地。
作为本发明的进一步改进，所述第二固定电阻的阻值相同或不同，第二固定电阻的阻值为第一固定电阻的阻值的整数倍。
作为本发明的进一步改进，所述第二固定电阻的阻值与第一电阻的阻值相同。
作为本发明的进一步改进，所述第二固定电阻的阻值为Rxn＝2n-1R1，其中，Rxn为第n个第二固定电阻的阻值，n≥1，R1为第一固定电阻的阻值，所述ACM增益放大电路可实现2n级的增益放大控制，放大倍数为0～2n-1倍。
作为本发明的进一步改进，所述存储单元存储的控制数据包括放大倍数和对应的所有短路开关的状态。
作为本发明的进一步改进，所述存储单元中存储有一个或多个存储数据。
作为本发明的进一步改进，所述MCU控制模块还包括数据采集单元，数据采集单元与外部控制装置相连，数据采集单元采集控制装置的控制信号。
作为本发明的进一步改进，所述控制装置为电压控制旋钮，所述数据采集单元采集电压控制旋钮的位置信号并转换为AD信号。
相应地，一种效果器，所述效果器中包括上述ACM增益放大电路。
本发明的有益效果是：
ACM增益放大电路可以实现可以记忆和存储功能，能够快速实现指定增益放大倍数的控制；
信号通过部分为纯模拟电路，放大效果较DSP数字处理更好；
通过MCU控制短路开关的状态，控制简单方便；
第二固定电阻的阻值采用二进制设计方式，能够在相同数量电阻的情况下实现更多级的增益放大控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的增益放大电路图；
图2为本发明第一实施例中的ACM增益放大电路图；
图3为本发明第一实施例中MCU控制模块的示意图；
图4为本发明第三实施例中的ACM增益放大电路图；
图5为本发明第三实施例中MCU控制模块的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参图2所示，在本发明的第一实施例中，可记忆的ACM(AnalogCircuitMemory)增益放大电路包括：
放大器A，放大器A包括第一输入端a和第二输入端b共两个输入端、以及一个输出端o；
第一固定电阻R1，固定电阻设置于第一输入端a一侧；
n个第二固定电阻Rx1～Rxn，以及n个短路开关S1～Sn，n≥1所有第二固定电阻串联在第一输入端a和输出端o之间，第二固定电阻Rxn上对应并联设置有短路开关Sn；
MCU控制模块100，参图3所示，其包括存储单元10及控制单元20，存储单元10用于存储控制数据，控制单元20与短路开关S1～Sn相连，用于根据控制数据控制短路开关S1～Sn的开启或闭合。
其中，本实施例中放大器A以反转放大器为例进行说明，其第二输入端b接地(GND)，在其他实施例中放大器A也可以为非反转放大器。
本实施例中以第一固定电阻和第二固定电阻的阻值相等为例进行说明，即第一固定电阻R1的阻值与第二固定电阻Rx1～Rxn的阻值均相同，如1KΩ，若共有4个第二固定电阻，通过控制短路开关Sn的开启和闭合可以实现5级的增益放大控制，如S1～S4均处于闭合状态，该电路的增益放大倍数为0，如S1～S4均处于开启状态，该电路的增益放大倍数为4，因此，该电路的增益放大倍数与短路开关开启的个数相等。
同样地，若需实现其他级的增益放大控制，可通过增加和减少第二固定电阻与短路开关的数量，电路的最大增益放大倍数为第二固定电阻的个数n，最小增益放大倍数为0。
存储单元10用于存储控制数据，存储单元存储的控制数据包括放大倍数和对应的所有短路开关的状态，该数据可以通过其他通讯方式调用。控制单元20与短路开关S1～Sn相连，当需要指定的放大倍数时，根据控制数据控制短路开关S1～Sn的开启或闭合来实现指定倍数的增益放大控制。
在本发明的第二实施例中，可记忆的ACM增益放大电路包括：
放大器A，放大器A包括第一输入端a和第二输入端b共两个输入端、以及一个输出端o；
第一固定电阻R1，固定电阻设置于第一输入端a一侧；
n个第二固定电阻Rx1～Rxn，以及n个短路开关S1～Sn，n≥1所有第二固定电阻串联在第一输入端a和输出端o之间，第二固定电阻Rxn上对应并联设置有短路开关Sn；
MCU控制模块，其包括存储单元及控制单元，存储单元用于存储控制数据，控制单元与短路开关S1～Sn相连，用于根据控制数据控制短路开关S1～Sn的开启或闭合。
放大器和MCU控制模块和第一实施例完全相同，在此不再进行赘述。与第一实施例不同的是，本实施例中的第二固定电阻n个第二固定电阻Rx1～Rxn的阻值不等，Rx1～Rxn的阻值的设计引入二进制概念，以下进行详细说明。
本实施例中的第二固定电阻的阻值为Rxn＝2n-1R1，其中，Rxn为第n个第二固定电阻的阻值，n≥1，R1为第一固定电阻的阻值，ACM增益放大电路可实现2n级的增益放大控制，放大倍数为0～2n-1倍。
例如，以R1＝1KΩ、n＝4为例，第二固定电阻Rx1＝1KΩ、Rx2＝2KΩ、Rx3＝4KΩ、Rx4＝8KΩ，ACM增益放大电路可实现16级的增益放大控制，放大倍数为0～15倍，具体放大倍数与四个短路开关S1～S4的关系具体参表1。
表1：ACM增益放大电路放大倍数与短路开关的关系
| S1 | S2 | S3 | S4 | 放大倍数 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
其中，表1中的“0”表示对应的短路开关Sn处于闭合状态，“1”表示对应的短路开关Sn处于开启状态。
存储单元用于存储控制数据，存储单元存储的控制数据包括放大倍数和对应的所有短路开关的状态，该数据可以通过其他通讯方式调用。控制单元与短路开关S1～Sn相连，当需要指定的放大倍数时，根据控制数据控制短路开关S1～Sn的开启或闭合来实现指定倍数的增益放大控制。
本实施例中通过4个阻值不同的电阻可以实现16级的增益放大控制，如果短路开关数量为n，那么级数为2n，比如5个开关，则为2的5次方，即32级，以此类推。
与第一实施例相比，本实施例中采用相同数量的第二固定电阻采用相同的控制方法能够实现更多级的增益放大控制。
参图4所示，在本发明的第三实施例中，可记忆的ACM增益放大电路包括：
放大器A，放大器A包括第一输入端a和第二输入端b共两个输入端、以及一个输出端o；
第一固定电阻R1，固定电阻设置于第一输入端a一侧；
n个第二固定电阻Rx1～Rxn，以及n个短路开关S1～Sn，n≥1所有第二固定电阻串联在第一输入端a和输出端o之间，第二固定电阻Rxn上对应并联设置有短路开关Sn；
外部的控制装置，如本实施例中控制装置为电压控制旋钮Ro；
MCU控制模块100，参图5所示，其包括存储单元10、控制单元20和数据采集单元30。存储单元10用于存储控制数据；控制单元20与短路开关S1～Sn相连，用于根据控制数据控制短路开关S1～Sn的开启或闭合；数据采集单元30采集电压控制旋钮的位置信号并转换为AD信号。
如第二固定电阻采用实施例二中的设计方案，MCU控制模块中的数据采集单元30将电压控制旋钮的位置转化成AD信号，然后通过控制单元20控制，实现16级的一个增益放大控制。同时，存储单元10能够将放大倍数和对应的短路开关S1～S4的状态进行存储，一个存储单元10可以存储一组或多组控制数据，进一步地，在其他实施例中MCU控制模块100还可以包括并列的多个存储单元，以分别存储多组控制数据。
本发明中的ACM(AnalogCircuitMemory)技术是一种在运用模拟电路实现效果的电路上的可存储控制电路方式，和DSP数字处理不同之处在于，本发明采集了控制数据的电位器的信号之后，处理器是通过控制本发明的ACM(AnalogCircuitMemory)增益放大电路来实现模拟电路的直接控制，而不是控制DSP软件的参数。
ACM(AnalogCircuitMemory)增益放大电路的实质是采用若干短路开关控制若干串联的第二固定电阻，对电路其他部分并非以上述实施例为限定，如在其他实施例中，放大器还可以采用同相放大器，或者控制电路不是用于反馈的固定电阻，而是用于输入的固定电阻，或者直接是无源的分压，等等一系列范围均属于本发明ACM增益放大电路的保护范围。
本发明可以应用于单个设备，比如吉他效果器，吉他效果器的模拟控制电路等需要利用模拟电路实现自然音色调节的设备，并且，他们之间可以通过各种通讯实现互相控制。比如其中一个吉他效果器通过控制信号线、或者蓝牙等无线信号，和同时使用的其他效果器实现连接，读取其他设备的设定控制参数，并且可以控制所有的其他设备的(ACM)电路部分。
应当理解的是，本发明应用于吉他效果器的时候，可以用在例如过载(overdrive)效果器、失真(distortion)效果器等电路上。并且，本发明同样可以应用于吉他之外的的效果器上，如贝司音响效果器等，在此不再一一举例说明。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
ACM增益放大电路可以实现可以记忆和存储功能，能够快速实现指定增益放大倍数的控制；
信号通过部分为纯模拟电路，放大效果较DSP数字处理更好；
通过MCU控制短路开关的状态，控制简单方便；
第二固定电阻的阻值采用二进制设计方式，能够在相同数量电阻的情况下实现更多级的增益放大控制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种可记忆的ACM增益放大电路，其特征在于，所述ACM增益放大电路包括：
放大器，放大器包括第一输入端和第二输入端共两个输入端、以及一个输出端；
第一固定电阻，所述固定电阻设置于第一输入端一侧；
若干第二固定电阻及若干短路开关，所有第二固定电阻串联在第一输入端和输出端之间，每个第二固定电阻上并联设置有短路开关；
MCU控制模块，包括存储单元及控制单元，所述存储单元用于存储控制数据，所述控制单元与短路开关相连，用于根据控制数据控制短路开关的开启或闭合。
2.根据权利要求1所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述放大器为反转放大器，所述第二输入端接地。
3.根据权利要求1所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述第二固定电阻的阻值相同或不同，第二固定电阻的阻值为第一固定电阻的阻值的整数倍。
4.根据权利要求3所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述第二固定电阻的阻值与第一电阻的阻值相同。
5.根据权利要求3所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述第二固定电阻的阻值为Rxn＝2n-1R1，其中，Rxn为第n个第二固定电阻的阻值，n≥1，R1为第一固定电阻的阻值，所述ACM增益放大电路可实现2n级的增益放大控制，放大倍数为0～2n-1倍。
6.根据权利要求1所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述存储单元存储的控制数据包括放大倍数和对应的所有短路开关的状态。
7.根据权利要求6所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述存储单元中存储有一个或多个存储数据。
8.根据权利要求1所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述MCU控制模块还包括数据采集单元，数据采集单元与外部控制装置相连，数据采集单元采集控制装置的控制信号。
9.根据权利要求1所述的ACM增益放大电路，其特征在于，所述控制装置为电压控制旋钮，所述数据采集单元采集电压控制旋钮的位置信号并转换为AD信号。
10.一种效果器，其特征在于，所述效果器中包括权利要求1～9中任一项所述的ACM增益放大电路。
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