CN107276550A - 带有噪声检测与音量控制的功率放大器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有噪声检测与音量控制的功率放大器及控制方法。它还包括有噪声检测与音量控制装置；它包括第一、二运算放大器、微处理器、数字定位器、数字编码器、液晶显示屏、串行接口、功率放大器和电阻、电容组成的多个通道电路等。本发明只在播音段间隙启动A/D变换采集噪声，为了避免在播音时段采集噪声，造成音量循环增大，本功率放大器可自动侦测播音间隔，避开播音时段检测噪声，可根据广播区域内环境噪声大小，自适应调节功率放大器的输出音量。这种功率放大器集噪声检测处理，自动音量调节，功率放大为一体，电路简洁，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于一种轨道交通公共广播系统用装置，特别是涉及一种带有噪声检测与音量控制的功率放大器及控制方法。
背景技术
轨道交通公共广播系统中，对于广播区的音量常要求随着广播区环境背景噪声的变化而改变。为此需要保证广播区的音量值大于噪声值。
如果不分时间通过加大广播音量压低噪声对广播信息的影响，长时间则会引起听觉不适；如采取手动实施进行音量调节则操作过于频繁不太现实。
现存在的相关噪检音量控制设备以各种技术方式独立于功率放大器之外。
如果功率放大器具备采集噪声，根据噪声变化自适应调节音量，将会优化轨道交通公共广播系统结构，减少系统中的设备数量以获得优质的广播效果。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具备采集噪声，根据噪声变化自适应调节音量的带有噪声检测与音量控制的功率放大器及控制方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于轨道交通广播噪声检测与音量控制功率放大器所采取的技术方案是：它还包括有噪声检测与音量控制装置；所述的噪声检测与音量控制装置为：第二电阻与第八电阻串接后的两个自由端，分别连接到工作电源的正端和地端；所述第二电阻与第八电阻相互连接的中端与所述地端之间并接第一电容，且所述中端分别通过第三电阻和第五电阻分别连接到第一运算放大器和第二运算放大器的正相输入端；所述第一运算放大器的负相输入端通过第一电阻和第三电容接噪声检测头，所述第二运算放大器的负相输入端通过第四电阻和第二电容连接到音频信号输入端，第四电容和第七电阻并联在所述第一运算放大器的负相输入端与输出端上；第六电阻并联在所述第二运算放大器的负相输入端和输出端上；所述第一运算放大器的输出端接微处理器的A/D变换器的A/D0接口，所述第二运算放大器的输出端接所述微处理器的A/D变换器的A/D1接口和通过一个第五电容接数字电位器的输入端；所述微处理器上的I2C总线接所述数字电位器；所述数字电位器的输出端通过第六电容接功率放大器的输入端；所述功率放大器的输出端接外部声场扬声器网络；所述微处理器的输出端接液晶显示器以及可用于接收控制命令或发送各种信息的串行接口；另外数字编码器的输出端接所述微处理器可用于手动调整放大器的音量及其他控制的其他输入端口。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于轨道交通广播噪声检测与音量控制功率放大器的控制方法所采取的技术方案是：它包括有所述功率放大器的主控制步骤，还包括有噪声检测与音量控制装置的控制步骤，其控制步骤如下：
(A)开始调用噪声检测子程序，判断当前是否有播音存在，有则进入返回；
如果没有播音则进到下一步(B)；
(B)先进行初始化，设定采样的频率，采样的点数，FFT变换循环的次数；
(C)清理输入/输出数据缓冲区，以保证获得正确的采样结果；
(D)进行A/D采样；
(E)判断是否达到采样点数，如果没有达到，继续回到(D)；
(F)达到采样点数，进行计算信号的模值，并将这个值累加,继续下一步；
(G)判断是否达到FFT变换循环的次数，是则进行下一步，不是则到(C),重新开始新的FFT变换；
(H)计算出循环的平均模值＝累加的模值/循环次数，进行下一步；
(I)对照噪声音量表，求出对应的音量值；
(J)向数字电位器发出改变音量的命令；
(K)返回到主程序。
本发明具有的优点和积极效果是：本功率放大器只在播音段间隙启动A/D变换采集噪声，为了避免在播音时段采集噪声，造成音量循环增大，本功率放大器可自动侦测播音间隔，避开播音时段检测噪声，可根据广播区域内环境噪声大小，自适应调节功率放大器的输出音量。这种功率放大器集噪声检测处理，自动音量调节，功率放大为一体，电路简洁，实用性强。
附图说明
图1是本发明噪声检测与音量控制装置的电路原理图；
图2是本发明噪声检测与音量控制装置的控制步骤方框图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示：电阻R2与电阻R8串接后的两个自由端，分别连接到工作电源的正端和地端；电阻R2与电阻R8相互连接的中端与地端之间并接电容C1，且中端分别通过电阻R3和电阻R5分别连接到运算放大器IC1和运算放大器IC2的正相输入端运算放大器IC1的负相输入端通过电阻R1和电容C3接噪声检测头，运算放大器IC2的负相输入端通过电阻R4和电容C2连接到音频信号输入端，电容C4和电阻R7并联在运算放大器IC1的负相输入端与输出端上；电阻R6并联在运算放大器IC2的负相输入端和输出端上；运算放大器IC1的输出端接微处理器IC3的A/D变换器的A/D0接口，运算放大器IC2的输出端接微处理器IC3的A/D变换器的A/D1接口和通过一个电容C5接数字电位器IC4的输入端；微处理器IC3上的总线I2C接数字电位器IC4；数字电位器IC4的输出端通过电容C6接功率放大器的输入端；功率放大器的输出端接外部声场扬声器网络；微处理器IC3的输出端接液晶显示器以及可用于接收控制命令或发送各种信息的串行接口；另外数字编码器的输出端接微处理器IC3可用于手动调整放大器的音量及其他控制的其他输入端口。
数字编码器用于手动选择功能，调节功率放大器的音量。
如图2所示，轨道交通广播噪声检测与音量控制功率放大器的控制方法所采取的技术方案是：其控制步骤如下：
(A)开始调用噪声检测子程序，判断当前是否有播音存在，有则进入返回；
如果没有播音则进到下一步(B)；
(B)先进行初始化，设定采样的频率，采样的点数，FFT变换循环的次数；
(C)清理输入/输出数据缓冲区，以保证获得正确的采样结果；
(D)进行A/D采样；
(E)判断是否达到采样点数，如果没有达到，继续回到(D)；
(F)达到采样点数，进行计算信号的模值，并将这个值累加,继续下一步；
(G)判断是否达到FFT变换循环的次数，是则进行下一步，不是则到(C),重新开始新的FFT变换；
(H)计算出循环的平均模值＝累加的模值/循环次数，进行下一步；
(I)对照噪声音量表，求出对应的音量值；
(J)向数字电位器发出改变音量的命令；
(K)返回到主控制步骤。
噪声信号经噪声探头采集后，经噪声输入放大器放大，进入微处理器的A/D-0输入端，音频信号经缓冲电路送往数字电位器的输入端，同时送往A/D变换器A/D-1端，作为播音信号判断，在判断无播音信号输入状态下，按照预先设定的采样频率和采样点数及FFT变换循环次数。对输入噪声信号采样，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，经FFT分析处理，计算出输入噪声信号的平均模值，并累加平均模值。完成多次循环后，求出多次循环的噪声平均模值，这个平均模值既是多次循环进行FFT变换这段时间内的噪声平均值。
根据这个平均噪声模值的大小，通过I2C总线调整数字电位器(衰减器)的衰减量，从而改变了送往功率放大单元输入端信号的大小，即改变了功率放大器的输出功率(音量)，从而改变了广播区的声压。
在有播音信号的状况下，则停止对噪声信号的检测。
本功率放大器带有一个串行接口，外部的相关设备可以通过这个接口获取通道的噪声值和音量值，也可以通过串行接口接受远端设备发来的改变音量的命令。
本功率放大器带有一个液晶显示屏，可以实时显示出噪声值，音量值等参数。
Claims (2)
1.一种带有噪声检测与音量控制的功率放大器，其特征是：它还包括有噪声检测与音量控制装置；所述的噪声检测与音量控制装置为：第二电阻与第八电阻串接后的两个自由端，分别连接到工作电源的正端和地端；所述第二电阻与第八电阻相互连接的中端与所述地端之间并接第一电容，且所述中端分别通过第三电阻和第五电阻分别连接到第一运算放大器和第二运算放大器的正相输入端；所述第一运算放大器的负相输入端通过第一电阻和第三电容接噪声检测头，所述第二运算放大器的负相输入端通过第四电阻和第二电容连接到音频信号输入端，第四电容和第七电阻并联在所述第一运算放大器的负相输入端与输出端上；第六电阻并联在所述第二运算放大器的负相输入端和输出端上；所述第一运算放大器的输出端接微处理器的A/D变换器的A/D0接口，所述第二运算放大器的输出端接所述微处理器的A/D变换器的A/D1接口和通过一个第五电容接数字电位器的输入端；所述微处理器上的I2C总线接所述数字电位器；所述数字电位器的输出端通过第六电容接功率放大器的输入端；所述功率放大器的输出端接外部声场扬声器网络；所述微处理器的输出端接液晶显示器以及可用于接收控制命令或发送各种信息的串行接口；另外数字编码器的输出端接所述微处理器的其他输入端口可用于手动调整放大器的音量及其他控制的其他输入端口。
2.一种基于权利要求1所述的带有噪声检测与音量控制的功率放大器的控制方法，它包括有所述功率放大器的主控制步骤，其特征在于：还包括有噪声检测与音量控制装置的控制步骤，其控制步骤如下：
(A)开始调用噪声检测子程序，判断当前是否有播音存在，有则进入返回；
如果没有播音则进到下一步(B)；
(B)先进行初始化，设定采样的频率，采样的点数，FFT变换循环的次数；
(C)清理输入/输出数据缓冲区，以保证获得正确的采样结果；
(D)进行A/D采样；
(E)判断是否达到采样点数，如果没有达到，继续回到(D)；
(F)达到采样点数，进行计算信号的模值，并将这个值累加,继续下一步；
(G)判断是否达到FFT变换循环的次数，是则进行下一步，不是则到(C),重新开始新的FFT变换；
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