CN202495915U - 一种自动增益控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动增益控制系统，包括：增益调节模块、峰值检测模块、数字处理模块，所述增益调节模块分别与数字处理模块和峰值检测模块连接，数字处理模块与峰值检测模块连接，且所述增益调节模块，用于根据接收到的音频输入信号和增益值，输出音频输出信号；所述峰值检测模块，用于根据增益调节模块的音频输出信号，检测输出信号的峰值；所述数字处理模块，用于将峰值检测模块中得到的峰值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出增益调节信号；所述增益调节模块，还用于根据数字处理模块的增益调节信号调节所述增益值。本实用新型可以实现增益自动调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制系统领域，尤其涉及一种自动增益控制系统。
背景技术
随着IT技术的发展，人们追求高品质生活的愿望愈加强烈，不管是移动通话，还是欣赏音乐，人们对扬声器声音的要求越来越高，而扬声器是由音频功率放大器驱动的，所以音频功率放大器至关重要。
但是，一般功率放大器的增益都是固定的，如果音频输入信号过大，那么固定增益音频放大器的音频输出信号就会超过电源电压，从而引起严重的消顶失真；如果音频输入信号过小，那么固定增益音频放大器的音频输出信号相应很小，导致功率过低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自动增益控制系统，用于对功率放大器中信号增益的自动调节，防止音频信号出现消顶失真或功率过低的现象。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种自动增益控制系统，包括：增益调节模块、峰值检测模块、数字处理模块，所述增益调节模块分别与数字处理模块和峰值检测模块连接，数字处理模块与峰值检测模块连接，且所述增益调节模块，用于根据接收到的音频输入信号和增益值，输出音频输出信号；所述峰值检测模块，用于根据增益调节模块的音频输出信号，检测输出信号的峰值；所述数字处理模块，用于将峰值检测模块中得到的峰值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出增益调节信号；所述增益调节模块，还用于根据数字处理模块的增益调节信号调节所述增益值。
进一步地，数字处理模块，还用于当接收到峰值检测模块的峰值时，输出复位信号；所述峰值检测模块，还用于根据数字处理模块的复位信号进行复位。
进一步地，所述峰值检测模块包括电容、二极管、第一电阻、第一可变电阻和比较器，所述电容的第一端连接增益调节模块的输出端，所述电容的第二端与二极管的阳极相连，所述二极管的阴极连接比较器的同向输入端，所述比较器的反向输入端经过第一电阻连接到参考电压、经过第一可变电阻连接到地，所述比较器的输出端以及第一可变电阻的控制端连接数字处理模块。
更进一步地，所述峰值检测模块还包括复位开关，所述比较器的同向输入端经过复位开关连接到地，所述复位开关的控制端连接数字处理模块。
更进一步地，所述第一可变电阻由3个以上并联了电阻开关的电阻串联组成。
进一步地，所述增益调节模块包括运算放大器、第二电阻和第二可变电阻，所述第二可变电阻一端连接输入信号，另一端连接运算放大器的同向输入端，所述第二可变电阻的控制端连接数字处理模块，第二电阻的两端分别连接运算放大器的同向输入端和运算放大器的输出端，运算放大器的反相输入端连接共模电平，运算放大器的输出端作为自动增益控制系统的输出端输出信号并与峰值检测模块相连。
更进一步地，所述第二可变电阻由3个以上并联了电阻开关的电阻串联组成。
进一步地，所述数字处理模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端以及数字处理模块输入端，所述第一控制端与增益调节模块相连，所述第二控制端、第三控制端与峰值检测模块相连，所述数字处理模块输入端连接峰值检测模块的输出端。
本实用新型涉及的一种自动增益控制系统，通过峰值检测模块对信号的峰值进行检测，通过数字处理模块对峰值进行比较并控制增益调节模块对信号进行增益调节，从而达到自动调节增益的目的，进而防止音频信号出现消顶失真或功率过低的现象。
附图说明
图1是本实用新型实施例的自动增益控制系统的原理框图。
图2是本实用新型实施例的自动增益控制系统的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型实施例的自动增益控制系统的原理框图。
一种自动增益控制系统， 包括：增益调节模块1、峰值检测模块2、数字处理模块3，所述增益调节模块1分别与数字处理模块3和峰值检测模块2连接，数字处理模块3与峰值检测模块2连接，且所述增益调节模块1，用于根据接收到的音频输入信号和增益值，输出音频输出信号；所述峰值检测模块2，用于根据增益调节模块1的音频输出信号，检测输出信号的峰值；所述数字处理模块3，用于将峰值检测模块2中得到的峰值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出增益调节信号；所述增益调节模块1，还用于根据数字处理模块3的增益调节信号调节所述增益值。
如图1所示，所述增益调节模块1的输入端连接输入信号VIN，所述增益调节模块1的输出端作为自动增益控制系统的输出端输出信号VOUT并连接峰值检测模块2的输入端，所述峰值检测模块2的输出端连接数字处理模块3，所述数字处理模块3连接增益调节模块1的输入端。
所述数字处理模块3，还用于当接收到峰值检测模块2的峰值时，输出复位信号；所述峰值检测模块3，还用于根据数字处理模块3的复位信号进行复位。
本实用新型实施例的一种自动增益控制系统，其与外接的扬声器相连接，用于驱动扬声器。其通过峰值检测模块对信号的峰值进行检测，通过数字处理模块对峰值进行比较并控制增益调节模块对信号进行增益调节，从而达到自动调节增益的目的，防止音频信号出现消顶失真或功率过低的现象。
图2是本实用新型实施例的自动增益控制系统的电路图。
所述峰值检测模块2包括电容C、二极管D、第一电阻R3、第一可变电阻R4和比较器A2，所述电容C的第一端连接增益调节模块的输出端，所述电容C的第二端与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极连接比较器A2的同向输入端，所述比较器A2的反向输入端经过第一电阻R3连接到参考电压VREF、经过第一可变电阻R4连接到地，所述比较器A2的输出端以及第一可变电阻R4的控制端连接数字处理模块。作为优选，所述峰值检测模块2还包括复位开关S，用于根据数字处理模块3的复位信号进行复位。所述比较器A2的同向输入端经过复位开关S连接到地，所述复位开关S的控制端连接数字处理模块3。所述增益调节模块1包括运算放大器A1、第二电阻R2和第二可变电阻R1。所述数字处理模块3包括第一控制端C1、第二控制端C2、第三控制端C3以及数字处理模块输入端。
在峰值检测模块2中，电容C的第一端连接增益调节模块1的输出端，所述电容C的第二端与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极连接比较器A2的同向输入端，所述比较器A2的同向输入端还经过复位开关S连接到地，所述比较器A2的反向输入端经过第一电阻R3连接到参考电压VREF、经过第一可变电阻R4连接到地，所述比较器A2的输出端、复位开关S的控制端以及第一可变电阻R4的控制端连接数字处理模块3。所述电容C起到隔直的作用，所述二极管D起单相导通的作用。所述数字处理模块3在接收到峰值检测模块2的峰值时，输出复位信号；所述复位开关S根据数字处理模块3的复位信号闭合，使比较器A2同向输入端复位。
所述增益调节模块1中，第二可变电阻R1一端连接输入信号VIN，另一端连接运算放大器A1的同向输入端，所述第二可变电阻R1的控制端连接数字处理模块3，第二电阻R2的两端分别连接运算放大器A1的同向输入端和运算放大器A1的输出端，运算放大器A1的反相输入端连接共模电平VCM，运算放大器A1的输出端作为自动增益控制系统的输出端输出信号VOUT并与峰值检测模块3相连。初始时，所述第二可变电阻R1和第二电阻R2的阻值相等。优选地，所述第一可变电阻R4、第二可变电阻R1可由3个以上并联了电阻开关的电阻串联组成。控制电阻开关的开和关就可以改变电阻值的大小，初始时，电阻开关都为闭合状态，当需要调大电阻的值时，通过打开部分电阻开关来得到合适的电阻值。反之，当需要调小电阻的值时，通过闭合部分电阻开关来得到合适的电阻值。电阻串联的越多，调节的精度就越高。
所述第一控制端C1与增益调节模块1相连，所述第二控制端C2、第三控制端C3与峰值检测模块2相连，所述数字处理模块3输入端连接峰值检测模块2的输出端。具体地，所述第一控制端C1与第二可变电阻R1的控制端相连，所述第二控制端C2与第一可变电阻R4的控制端相连，所述第三控制端C3与复位开关S的控制端相连。
下面详述本实用新型实施例的自动增益控制系统的工作原理。
输入信号VIN经运算放大器A1的同向输入端输入，初始时，第二可变电阻R1和第二电阻R2的阻值相等，故此时放大器A1为等比例放大，即放大器A1输出至峰值检测模块2的输出信号即为输入信号VIN，放大器A1输出至峰值检测模块2的输出信号经电容C隔直后，由单向导电的二极管D对其进行采样，采样到的峰值电压传输至比较器A2的同向输入端。此时比较器A2反向输入端的电压V1由数字处理模块3控制改变第一可变电阻R4的值而相应改变，V1=Vref*R4/(R3+R4)，数字处理模块3控制第一可变电阻R4的值逐渐变大，直到V1的值大于被采样的峰值，此时比较器A2的输出端变为低电平，V1的电压即为输入信号VIN的峰值。数字处理模块3将得到的峰值与预先设定的阈值进行比较，如果采样到的峰值大于设定的阈值，那么数字处理模块3输出增益调节指令控制第二可变电阻R1的阻值，逐渐增大R1的值，VOUT=VIN*R2/R1，使输出信号VOUT逐渐减小；相反如果采样到的峰值小于设定的阈值，那么数字处理模块逐级减小第二可变电阻R1的值，使输出信号VOUT逐渐增大，直到输出信号VOUT满足系统的要求。所述数字处理模块3在接收到峰值检测模块2的峰值时，输出复位信号；所述复位开关S根据数字处理模块3的复位信号闭合，使比较器A2同向输入端复位。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1. 一种自动增益控制系统，其特征在于，包括：增益调节模块、峰值检测模块、数字处理模块，所述增益调节模块分别与数字处理模块和峰值检测模块连接，数字处理模块与峰值检测模块连接，且所述增益调节模块，用于根据接收到的音频输入信号和增益值，输出音频输出信号；所述峰值检测模块，用于根据增益调节模块的音频输出信号，检测输出信号的峰值；所述数字处理模块，用于将峰值检测模块中得到的峰值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出增益调节信号；所述增益调节模块，还用于根据数字处理模块的增益调节信号调节所述增益值。
2. 根据权利要求1所述的自动增益控制系统，其特征在于：数字处理模块，还用于当接收到峰值检测模块的峰值时，输出复位信号；
所述峰值检测模块，还用于根据数字处理模块的复位信号进行复位。
3. 根据权利要求1所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述峰值检测模块包括电容、二极管、第一电阻、第一可变电阻和比较器，所述电容的第一端连接增益调节模块的输出端，所述电容的第二端与二极管的阳极相连，所述二极管的阴极连接比较器的同向输入端，所述比较器的反向输入端经过第一电阻连接到参考电压、经过第一可变电阻连接到地，所述比较器的输出端以及第一可变电阻的控制端连接数字处理模块。
4. 根据权利要求3所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述峰值检测模块还包括复位开关，所述比较器的同向输入端经过复位开关连接到地，所述复位开关的控制端连接数字处理模块。
5. 根据权利要求3所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述第一可变电阻由3个以上并联了电阻开关的电阻串联组成。
6. 根据权利要求1所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述增益调节模块包括运算放大器、第二电阻和第二可变电阻，所述第二可变电阻一端连接输入信号，另一端连接运算放大器的同向输入端，所述第二可变电阻的控制端连接数字处理模块，第二电阻的两端分别连接运算放大器的同向输入端和运算放大器的输出端，运算放大器的反相输入端连接共模电平，运算放大器的输出端作为自动增益控制系统的输出端输出信号并与峰值检测模块相连。
7. 根据权利要求6所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述第二可变电阻由3个以上并联了电阻开关的电阻串联组成。
8. 根据权利要求1所述的自动增益控制系统，其特征在于：所述数字处理模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端以及数字处理模块输入端，所述第一控制端与增益调节模块相连，所述第二控制端、第三控制端与峰值检测模块相连，所述数字处理模块输入端连接峰值检测模块的输出端。
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|---|---|---|---|---|
| CN108063599A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-22 | 深圳京柏医疗科技股份有限公司 | 音频放大电路及其工作方法 |
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