CN200950576Y - 自动增益控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种自动增益控制电路。包括第一峰值检测器、可变增益放大器、第二峰值检测器、多工器以及控制器。第一峰值检测器检测一输入信号的峰值以产生第一峰值信号，可变增益放大器根据一控制信号调整输入信号的增益以输出一输出信号，第二峰值检测器检测输出信号的峰值以产生一第二峰值信号，多工器根据一第一控制信号选择输出第一峰值信号和参考电压之一，控制器根据第二峰值信号和第一峰值信号或者根据第二峰值信号和参考电压以产生控制信号。本实用新型所述的自动增益控制电路，输出信号不会有大的瞬间变化量，因而避免后级电路饱和或不正常动作。

Description

自动增益控制电路
技术领域
本实用新型是有关于一种自动增益控制电路，特别是有关于一种具有零分贝增益的自动增益控制电路。
背景技术
图1是显示传统具有零分贝的自动控制增益电路100。自动控制增益电路100包括峰值检测器110、可变增益放大器120、多工器150、比较器164和积分器162。输出端Output可通过控制信号S0选择输出信号S11或S12，在零分贝应用下，多工器150直接输出信号S11，在自动控制增益应用下，多工器150输出信号S12，峰值检测器110会检测信号S12的峰值以产生一峰值信号S14，比较器164比较峰值信号S14和参考信号Vref并产生比较信号S15，当峰值信号S14比参考电压Vref大时，比较器164所输出比较信号S15会减少累积在积分器162的电荷使得控制信号S16的电压位准降低，同理，当峰值信号S14比参考电压Vref小时，比较器164所输出比较信号S15会增加累积在积分器162的电荷使得控制信号S16的电压位准升高，通过控制信号S16控制可变增益放大器120的增益以达到控制输出信号S12的输出范围。
然而，在切换多工器150时，多工器150所产生电器噪声会直接传送到输出端Output，对输出信号造成严重干扰，并且输出信号的瞬间变化量可能会过大，使得后级电路饱和或不正常动作，如果此类自动控制增益电路应用在声音播放系统中，于切换多工器150时，会在后端的输出喇叭产生噪声，而造成使用者于使用上的困扰。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种自动增益控制电路，自动增益控制电路包括第一峰值检测器、可变增益放大器、第二峰值检测器、多工器以及控制器。第一峰值检测器检测一输入信号的峰值以产生第一峰值信号，可变增益放大器根据一控制信号调整输入信号的增益以输出一输出信号，第二峰值检测器检测输出信号的峰值以产生一第二峰值信号，多工器根据一第一控制信号选择输出第一峰值信号和参考电压之一，控制器根据第二峰值信号以及多工器输出的第一峰值信号和参考电压之一以产生控制信号。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该控制器更包括：一比较器，耦接于该第二峰值检测器及该多工器，用以比较该第二峰值信号以及该多工器输出的该第一峰值信号和该参考电压之一以产生一比较信号；以及一积分器，耦接于该比较器及该可变增益放大器，用以根据所接收的该比较信号以产生该控制信号。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该可变增益放大器的增益范围值为-10dB～+10dB。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该可变增益放大器更包括一衰减器和一第一可变增益放大器。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该衰减器和该第一可变增益放大器串联。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该衰减器为一电压分压器。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该可变增益放大器包括多个第二可变增益放大器。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该输入信号为一音频信号。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该输入信号的频率范围为400Hz～30KHz。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该可变增益放大器，包括：一电阻，耦接一第一电压源；一第一晶体管，具有一第一端、一第二端以及一第三端、该第一端耦接该电阻，该第二端接收该输入信号；一第二晶体管，具有一第四端、一第五端以及一第六端，该第四端及该第五端耦接该第一晶体管的该第三端；一第三晶体管，具有一第七端、一第八端以及一第九端，该第七端耦接该第二晶体管的该第六端，该第八端接收该控制信号，该第九端耦接一第二电压源；以及一第四晶体管，具有一第十端、一第十一端以及一第十二端，该第十端耦接该第一晶体管的该第三端，该第十一端接收该控制信号，该第十二端耦接该第二电压源。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管和该第四晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
本实用新型提供一种自动增益控制电路，自动增益控制电路包括第一峰值检测器、可变增益放大器、第二峰值检测器、多工器、比较器以及积分器。第一峰值检测器检测一输入信号的峰值以产生一第一峰值信号。可变增益放大器，根据一控制信号调整输入信号的增益以输出一输出信号，并更包括一电阻，耦接于第一电压源和输出信号之间、一第一晶体管具有第一端耦接电阻、第二端以接收输入信号和第三端、一第二晶体管具有第四端耦接第一晶体管的第三端、第五端耦接第一晶体管的第三端和第六端、一第三晶体管具有第七端耦接第二晶体管的第六端、第八端接收控制信号和第九端耦接第二电压源以及一第四晶体管具有第十端耦接第一晶体管的第三端、第十一端接收控制信号和第十二端耦接第二电压源。第二峰值检测器检测输出信号的峰值以产生第二峰值信号。多工器根据第一控制信号选择输出第一峰值信号和参考电压之一。比较器比较第二峰值信号以及多工器输出的第一峰值信号和参考电压之一以产生一比较信号。一积分器根据所接收的比较信号以产生控制信号。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该积分器是由至少一电容所组成。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该输入信号为一音频信号。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该输入信号的频率范围为400Hz～30KHz。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该可变增益放大器包括多个第二可变增益放大器。
本实用新型所述的自动增益控制电路，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管和该第四晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
本实用新型所述的自动增益控制电路，输出信号不会有大的瞬间变化量，因而避免后级电路饱和或不正常动作。
附图说明
图1是传统具有零分贝的自动控制增益电路；
图2是显示根据本实用新型一实施例的自动增益控制电路；
图3是显示根据本实用新型另一实施例的可变增益放大器；
图4是显示根据本实用新型一实施例的可变增益放大器。
具体实施方式
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图2是显示根据本实用新型一实施例的自动增益控制电路200。自动增益控制电路200包括第一峰值检测器210、可变增益放大器220、第二峰值检测器240、多工器250以及控制器260。第一峰值检测器210接收来自输入端Input的输入信号S21，并检测输入信号S21的峰值以产生第一峰值信号S23，可变增益放大器220接收输入信号S21，并根据控制信号S26调整放大该输入信号S21的增益以输出一输出信号S22至输出端Output。
在本实用新型一实施例中可变增益放大器220可以放大或衰减输入信号S21，例如：可变增益放大器220的增益范围值为-10dB～+10dB，在本实用新型一实施例中可变增益放大器220更可包括多个衰减器(d1，d2..dn)和多个可变增益放大器(A1，A2...An)串联所组成，如图3所示。衰减器(d1，d2..dn)可以是电压分压器(Voltage Divider)，例如使用多个电阻分压。第二峰值检测器240耦接于可变增益放大器220，用以接收输出信号S22，并检测输出信号S22的峰值以产生第二峰值信号S24，多工器250耦接于第一峰值检测器210，用以接收第一峰值信号S23和参考电压Vref，并根据控制信号S3选择输出第一峰值信号S23或参考电压Vref，控制器260耦接于可变增益放大器220、第二峰值检测器240以及多工器250，用以根据第二峰值信号S24以及多工器250所输出的第一峰值信号S23或参考电压Vref以产生控制信号S26。控制器260更包括比较器264和积分器262，比较器264比较第二峰值信号S24和多工器250输出的第一峰值信号S23或参考电压Vref以产生比较信号S25，积分器262耦接于比较器264，用以根据所接收的比较信号S25以产生控制信号S26。
根据本实用新型一实施例，积分器262可以是由至少一电容所组成，因此积分器262可累积比较信号S25的电荷以产生对应的控制信号S26。例如：当多工器250选择输出第一峰值信号S23时，经过一段时间后自动增益控制电路200会处于一锁定状态，可变增益放大器220的增益会稳定在零分贝增益，也就是输入信号S21等于输出信号S22。当多工器250选择输出参考电压Vref时，自动增益控制电路200会通过比较器264比较第二峰值信号S24和参考电压Vref并产生比较信号S25，当第二峰值信号S24比参考电压Vref大时，比较器264所输出比较信号S25会减少累积在积分器262的电荷使得控制信号S26的电压位准降低，同理，当第二峰值信号S24比参考电压Vref小时，比较器264所输出比较信号S25会增加累积在积分器262的电荷使得控制信号S26的电压位准升高，通过控制信号S26控制可变增益放大器220的增益以达到控制输出信号S22的输出范围，输出信号的大小变化是由电路逐渐调整增益而锁定，并且由于积分器262是由电容所组成，输出信号不会有大的瞬间变化量，因而避免后级电路饱和或不正常动作。其中输入信号可以是一音频信号其频率范围为400Hz～30KHz。
图4是显示根据本实用新型一实施例的可变增益放大器400。可变增益放大器400包括电阻410、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3以及第四晶体管Q4。电阻410耦接于第一电压源Vcc和输出端Output之间，第一晶体管Q1具有一漏极耦接电阻410、一栅极耦接输入端Input和一源极，第二晶体管Q2具有一漏极、一栅极及一源极，该漏极和栅极耦接第一晶体管Q1的源极，第三晶体管Q3具有一漏极耦接第二晶体管Q2的源极、一栅极接收控制信号S26和一源极耦接第二电压源Vss，第四晶体管Q4具有一漏极耦接第一晶体管Q1的源极、一栅极接收控制信号S26和一源极耦接第二电压源Vss。其中第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3以及第四晶体管Q4皆为N型金属氧化物半导体晶体管。
以上所述仅为本实用新型较佳实施例，然其并非用以限定本实用新型的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本实用新型的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
100、200：自动增益控制电路
110：峰值检测器
120、220、400、A1、A2、An：可变增益放大器
150、250：多工器
162、262：积分器
164、264：比较器
210：第一峰值检测器
240：第二峰值检测器
260：控制器
410：电阻
d1、d2、dn：衰减器
Input：输入端
Output：输出端
Q1、Q2、Q3、Q4：晶体管
S0、S16、S26、S3：控制信号
S15、S25：比较信号
S11、S12：信号
S14：峰值信号
S21：输入信号
S22：输出信号
S23：第一峰值信号
S24：第二峰值信号
Vref：参考信号
Vcc：第一电压源
Vss：第二电压源

Claims (17)

1.一种自动增益控制电路，其特征在于，该自动增益控制电路包括：
一第一峰值检测器，接收一输入信号，检测该输入信号的峰值以产生一第一峰值信号；
一可变增益放大器，接收该输入信号，根据一控制信号调整该输入信号的增益以输出一输出信号；
一第二峰值检测器，耦接于该可变增益放大器，用以接收该输出信号，并检测该输出信号的峰值以产生一第二峰值信号；
一多工器，耦接于该第一峰值检测器，用以接收该第一峰值信号和一参考电压，并根据一第一控制信号选择输出该第一峰值信号和该参考电压之一；
一控制器，耦接于该可变增益放大器、该第二峰值检测器及该多工器，根据该第二峰值信号以及该多工器输出的该第一峰值信号和该参考电压之一以产生该控制信号。
2.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该控制器更包括：
一比较器，耦接于该第二峰值检测器及该多工器，用以比较该第二峰值信号以及该多工器输出的该第一峰值信号和该参考电压之一以产生一比较信号；以及
一积分器，耦接于该比较器及该可变增益放大器，用以根据所接收的该比较信号以产生该控制信号。
3.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该可变增益放大器的增益范围值为-10dB～+10dB。
4.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该可变增益放大器更包括一衰减器和一第一可变增益放大器。
5.根据权利要求4所述的自动增益控制电路，其特征在于，该衰减器和该第一可变增益放大器串联。
6.根据权利要求4所述的自动增益控制电路，其特征在于，该衰减器为一电压分压器。
7.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该可变增益放大器包括多个第二可变增益放大器。
8.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该输入信号为一音频信号。
9.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该输入信号的频率范围为400Hz～30KHz。
10.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，该可变增益放大器，包括：
一电阻，耦接一第一电压源；
一第一晶体管，具有一第一端、一第二端以及一第三端、该第一端耦接该电阻，该第二端接收该输入信号；
一第二晶体管，具有一第四端、一第五端以及一第六端，该第四端及该第五端耦接该第一晶体管的第三端；
一第三晶体管，具有一第七端、一第八端以及一第九端，该第七端耦接该第二晶体管的该第六端，该第八端接收该控制信号，该第九端耦接一第二电压源；以及
一第四晶体管，具有一第十端、一第十一端以及一第十二端，该第十端耦接该第一晶体管的该第三端，该第十一端接收该控制信号，该第十二端耦接该第二电压源。
11.根据权利要求10所述的自动增益控制电路，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管和该第四晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
12.一种自动增益控制电路，其特征在于，该自动增益控制电路包括：
一第一峰值检测器，接收一输入信号，检测该输入信号的峰值以产生一第一峰值信号；
一可变增益放大器，接收该输入信号，根据一控制信号调整该输入信号的增益以输出一输出信号，包括：
一电阻，耦接一第一电压源；
一第一晶体管，具有一第一端、一第二端以及一第三端，该第一端耦接该电阻，该第二端接收该输入信号；
一第二晶体管，具有一第四端、一第五端以及一第六端，该第四端及该第五端耦接该第一晶体管的该第三端；
一第三晶体管，具有一第七端、一第八端以及一第九端，该第七端耦接该第二晶体管的该第六端，该第八端接收该控制信号，该第九端耦接一第二电压源；以及
一第四晶体管，具有一第十端、一第十一端以及一第十二端，该第十端耦接该第一晶体管的该第三端，该第十一端接收该控制信号，该第十二端耦接该第二电压源；
一第二峰值检测器，耦接于该可变增益放大器，用以接收该输出信号，并检测该输出信号的峰值以产生一第二峰值信号；
一多工器，耦接于该第一峰值检测器，用以接收该第一峰值信号和一参考电压，并根据一第一控制信号选择输出该第一峰值信号和该参考电压之一；
一比较器，耦接于该第二峰值检测器及该多工器，用以比较该第二峰值信号以及该多工器输出的该第一峰值信号和该参考电压之一以产生一比较信号；以及
一积分器，耦接于该比较器及该可变增益放大器，用以根据所接收的该比较信号以产生该控制信号。
13.根据权利要求12所述的自动增益控制电路，其特征在于，该积分器是由至少一电容所组成。
14.根据权利要求12所述的自动增益控制电路，其特征在于，该输入信号为一音频信号。
15.根据权利要求12所述的自动增益控制电路，其特征在于，该输入信号的频率范围为400Hz～30KHz。
16.根据权利要求12所述的自动增益控制电路，其特征在于，该可变增益放大器包括多个第二可变增益放大器。
17.根据权利要求12所述的自动增益控制电路，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管和该第四晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
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