CN203193577U

CN203193577U - 音频处理器

Info

Publication number: CN203193577U
Application number: CN 201320039334
Authority: CN
Inventors: 王冠凌; 周二林; 刘姚; 何思雨; 甘小平; 张娟; 刘朋飞
Original assignee: Anhui Polytechnic University
Current assignee: Anhui Polytechnic University
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-01-11

Abstract

本实用新型音频处理器对声音的处理与对应的视频图像同步，视频图像的输入经行场同步分离模块连接至微处理器，与场同步的声音的压缩与放大完全是由微处理器(软件)进行控制的，即对输入的音频信号进行实时采样，通过求有效值或峰值电路和模数转换，与微处理器相连，微处理器通过数模转换连接至程控增益放大器，由微处理器中编制的控制程序实现对程控增益放大器的自动增益控制和实现对声音的处理与视频图像同步。并且，本音频处理器的硬件部分完全由专用集成电路或运算放大器组成，没有电位器和可变电容这样的可变元件，所以不存在元件上的不确定因素和参数漂移，这些因素都直接影响音频处理的效果。

Description

音频处理器

所属技术领域

本实用新型涉及音频处理器领域，尤其是涉及电视台节目信号预处理的音频处理器。

背景技术

目前，在两档节目的切换时经常会遇到两档节目音频电平差距较大的情况，即声音忽大忽小的问题。随着人们生活水平的发展以至于各方面欣赏水平的提高，以至于对节目的音质以及主观感受也提出了更高的要求，传统的音量控制必须通过人为控制调节，存在很大的随意性，不能精确地控制峰值电平，以保证在最大响度时不发生过调和响度较低时的信号信噪比的控制，信号电平过小则使信噪比下降影响音质效果，所以不能很好的解决切换两档节目音频电平差距较大的情况，特别是在两档节目切换时比较明显。目前市场上的音频处理器大多只具有音频限幅功能，只能对音频压缩处理。中国实用新型专利200920172638.8提出了音频信号经低、中、高频滤波后经三路增益控制后混合处理音频，虽得到较好的处理能力，但其经过低、中、高频滤波电容元件后，降低了音频的信噪比。现有的音频处理器并没有考虑与视频是关联的，特别是电视台制播系统。

实用新型内容

为了克服在两档节目的切换时经常遇到两档节目音频电平差距较大的情况，即声音忽大忽小的问题，响度较低时的信号信噪比的控制问题，本实用新型提供的音频处理器具备精细的信号控制能力，能精密地控制峰值电平，以保证在最大响度时不发生过调和响度较低时的信号信噪比的控制，能很好的解决切换两档节目音频电平差距较大的情况，使得处理后的声音清晰、自然，同时本实用新型音频处理器对声音的处理与对应的视频图像同步。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型音频处理器是微处理器控制的音频自动增益控制器，它包括输入模块、衰减模块、程控增益放大模块、输出驱动模块、A/D转换模块和D/A转换模块、微处理器控制模块、求采样信号的峰值和有效值模块、行场同步分离模块组成。输入模块、衰减模块和程控增益放大模块、输出驱动模块依次电路连接，求采样信号的峰值和有效值模块、A/D转换模块与微处理器控制模块依次电路连接，求采样信号的峰值和有效值模块的输入端连在输入模块和衰减模块之间，以实现对输入信号进行实时采样，D/A转换模块连接在程控增益放大模块与微处理器控制模块之间，实现数模转换，行场同步分离模块连接至微处理器控制模块，实现输入图像信号的行场同步分离。本音频处理器对输入的音频信号进行实时采样，并通过求采样信号的峰值和有效值模块和A/D转换模块和D/A转换模块连接至微处理器控制模块，由微处理器控制模块中编制的控制程序实现对程控增益放大模块中放大器的自动增益控制和实现对声音的处理与视频图像同步。本实用新型音频处理器与传统音频处理器的一个最显著的区别：本实用新型音频处理器对声音的处理与对应的视频图像同步，视频图像的输入经行场同步分离模块连接至微处理器，与场同步的声音的压缩与放大完全是由微处理器(软件)进行控制的，即对输入的音频信号进行实时采样，通过求有效值或峰值电路和模数转换，与微处理器相连，微处理器通过数模转换连接至程控增益放大器，由微处理器中编制的控制程序实现对程控增益放大器的自动增益控制和实现对声音的处理与视频图像同步。并且，新型音频处理器的硬件部分完全由专用集成电路或运算放大器组成，没有电位器和可变电容这样的可变元件，所以不存在元件上的不确定因素和参数漂移，这些因素都直接影响音频处理的效果。

本实用新型的有益效果是：本实用新型音频处理器具备精细的信号控制能力，能精密地控制峰值电平，以保证在最大响度时不发生过调，响度较低时的信号信噪比的控制，能很好的解决切换两档节目音频电平差距较大的情况，使得处理后的声音清晰、自然。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型输入结构示意图。

图3为本实用新型程控增益放大电路原理图。

图4为本实用新型求取样值真值电路原理图。

图5为本实用新型CPU控制单元的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种音频处理器，包括输入模块、衰减模块、程控增益放大模块、输出驱动模块、A/D转换模块和D/A转换模块、微处理器控制模块、求采样信号的峰值和有效值模块、行场同步分离模块。输入模块、衰减模块和程控增益放大模块、输出驱动模块依次电路连接，求采样信号的峰值和有效值模块、A/D转换模块与微处理器控制模块依次电路连接，求采样信号的峰值和有效值模块的输入端连在输入模块和衰减模块之间，以实现对输入信号进行实时采样，D/A转换模块连接在程控增益放大模块与微处理器控制模块之间，实现数模转换，行场同步分离模块连接至微处理器控制模块，实现输入图像信号的行场同步分离。本音频处理器对输入的音频信号进行实时采样，并通过求采样信号的峰值和有效值模块和A/D转换模块和D/A转换模块连接至微处理器控制模块，由微处理器控制模块中编制的控制程序实现对程控增益放大模块中放大器的自动增益控制和实现对声音的处理与视频图像同步。

参见如图2，可以看得很清楚，有用的音频信号，是在两根芯线之间传输。二根芯线上的信号，电压相等，相位相反。而干扰信号造成的干扰电压，则是电压相等，相位也相等。由于平衡传输系统对两根芯线之间的电压差才有传输作用，对同相位的干扰电压没有传输作用，故此，平衡传输系统，对传输过程中混入的干扰视而不见，只传输有用信号，因此，平衡传输系统在输入级提高系统的抗干扰能力，输出端接不平衡转平衡电路。

参见图3，所示的模块，为两级AD603构成程控增益放大器电路。AD603是美国AD公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。该电路采用二级AD603顺序级联构成，其输入经过高速A/D采样后，由微处理器计算需调节的增益量并控制A/D以获得调节增益控制电压，从而精确地控制放大器的增益。图中的C2、C3、C6、C7用于电源去耦；C1、C5、C9为放大器的级间耦合电容；C4、C8用于AD603频响的高频提升。AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF(31.07～51.07)的放大器、0～-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。在±5V供电情况下，加在输入端VINP的额定电压有效值应为1V，峰值为±1.4V，最大不得超过±2V。如要扩大测量范围，应在AD603的前面加一级衰减。这样可使输出电压峰值的典型值达到±3.0V。

参见图4，所示的输入模块芯片，AD637是一款完整的高精度、单芯片均方根直流转换器，可计算任何复杂波形的真均方根值。它提供集成电路均方根直流转换器前所未有的性能，精度、带宽和动态范围与分立和模块式设计相当。AD637提供波峰因数补偿方案，允许以最高为10的波峰因数测量信号，额外误差小于1％。宽带宽允许测量200mV均方根、频率最高达600kHz的输入信号以及1V均方根以上、频率最高达8MHz的输入信号。AD637经过激光晶圆调整，无需外部调整便可实现额定性能。唯一需要的外部元件是一个电容，用来设置均值时间。此电容的值同时决定低频精度、纹波电平和建立时间。片内缓冲放大器既可以用作输入缓冲，也可以用于有源滤波器配置。该滤波器可以用来降低交流纹波量，从而提高精度。

参见图5，所示的CPU控制单元采用芯片，其型号为中国大陆宏晶科技生产的低功耗增强型8052单片机。其基本电路为典型的时钟电路和复位电路。U2为的TI公司的10位D/A 芯片TLV5617，U3为的TI公司的基准电压芯片REF3020，产生标准的2.048V电压作为D/A芯片参考电压。

Claims

1.一种音频处理器，包括输入模块、衰减模块、程控增益放大模块、输出驱动模块、A/D转换模块和D/A转换模块、微处理器控制模块、求采样信号的峰值和有效值模块、行场同步分离模块，输入模块、衰减模块和程控增益放大模块、输出驱动模块依次电路连接，求采样信号的峰值和有效值模块、A/D转换模块与微处理器控制模块依次电路连接，其特征在于：求采样信号的峰值和有效值模块的输入端连在输入模块和衰减模块之间，D/A转换模块连接在程控增益放大模块与微处理器控制模块之间，行场同步分离模块连接至微处理器控制模块。