CN204790990U - 音频信号响度自动控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种音频信号响度自动控制器，包括分析与处理模块（1）、中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）、网络模块（8）、串口模块（9），以及液晶显示屏和面板按键；所述分析与处理模块（1）和中央控制模块（2）以及存储模块（3）组成ARM+DSP的中央控制与处理的核心，对输入的模拟或数字音频信号进行响度分析与控制，并且将处理后的信号分别以模拟和数字信号输出，同时可通过网络化监测以及远程串口控制。本实用新型具有高性能、高稳定性的音频信号响度分析处理能力，兼容性强，网络化监测和远程串口控制实施部署的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及广播电视技术领域，具体涉及一种音频信号响度控制器。
背景技术
随着技术的快速发展，人们的生活水平越来越高，对广播听觉享受也有了更高的要求。目前不同频道或同一频道不同节目间音量差异已常常令听众烦躁，而且对音量的追求不在简单停留在声音信号增益电平控制的客观层面，而是有了新的主观认识，那就是音量响度概念的提出。响度是声音的强度，是人耳对声音强弱的主观判断，与信号的电平、频率成分、持续时间都相关，不同的人对响度的感觉不同，即使是同一个人在不同的心情或环境下，对响度的感觉也可能会不同，所以音量响度能更真实的反应出每个人对音量听觉的追求，也致使广播行业只有实现对音频响度自动控制，才能真正为听众提供适宜舒服的听觉享受。
目前音频的响度控制一般有播放源文件控制和播出信号控制两种方式，从源文件进行控制，即在节目制作阶段就进行，但不同的节目一般由不同的人或制作组来完成，这势必会造成响度控制上的差异，很难有效解决，各个频道间响度控制更是无法从源文件方式进行控制。从播出信号方式进行响度控制是一种有效解决同频道不同节目或不同频道间音量差异的办法。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的上述问题，提供一种适合现有广播、电视播出机房音频信号响度自动控制器，它可适应现有播出信号的数字化或模拟信号输入，提供音频信号的分析处理与响度自动控制，并提供数字或模拟输出以及网络化监测、远程串口控制，有效的解决了同频道不同节目或不同频道间播出信号音量差异给观众带来的困扰。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型音频信号响度自动控制器，它包括分析与处理模块（1）、中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）、网络模块（8）、串口模块（9）；
所述的分析与处理模块（1）分别与中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）连接；
所述的中央控制模块（2）分别与分析与处理模块（1）、网络模块（8）、串口模块（9）连接；
所述分析与处理模块（1）和中央控制模块（2）以及存储模块（3）组成中央控制与处理的核心，连接其他模块，分别对模拟音频信号处理或数字音频信号处理进行输入输出，同时可网络化监测以及远程串口控制。
所述的分析与处理模块（1）采用AD公司DSP平台的第四代高性能SHARC处理器ADSP21489；
所述的中央控制模块（2）采用高性能的ARM芯片平台STM32F107芯片。
所述模拟信号输入模块（4）包括：卡农座、运算放大器OPA4134、A/D转换器CS5381；
所述模拟信号输出模块（5）包括：D/A转换器CS4398、运算放大器OPA4134、卡农座。
所述数字信号输入模块（6）包括：卡农座、变压器67ZR6700、半双工收发器SP3485、音频接收器CS8416；
所述数字信号输出模块（7）包括：音频发射器CS8406、半双工收发器SP3485、变压器67ZR6700、卡农座。
本实用新型具有下述优点：本实用新型音频信号响度自动控制器采用DSP和ARM双处理器构架，是本实用新型设计方案的核心模块。DSP处理器完成了对模拟、数字音频信号输入输出的自动响度控制处理；ARM处理器完成了网口信号监测、液晶屏参数显示、面板按键设置以及串口遥控面板数据的处理，两者功能结合的实现，保证本实用新型方案的完善，使得本实用新型具有稳定的音频信号分析处理能力以及灵活的监测与控制应用能力的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的音频信号响度自动控制器的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的音频信号响度自动控制器详细结构示意图。
图例说明：
1、分析与处理模块2、中央控制模块
3、存储模块4、模拟信号输入模块
5、模拟信号输出模块6、数字信号输入模块
7、数字信号输出模块8、网络模块
9、串口模块。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型实施例中音频信号响度自动控制器，包括分析与处理模块（1）、中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）、网络模块（8）、串口模块（9），以及液晶显示屏和面板按键。
所述的分析与处理模块（1）本实施例中采用AD公司DSP平台最新推出的第四代高性能SHARC处理器ADSP21489，它分别与中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）连接。
所述的中央控制模块（2）本实施例中采用高性能的ARM芯片平台STM32F107芯片，它分别与分析与处理模块（1）、网络模块（8）、串口模块（9）连接，它还通过16针排线与液晶显示屏连接，它还通过20针排线与面板按键连接。
所述存储模块（3），它应包括：FLASH存储器、静态存储器、动态存储器；本实施例中FLASH存储器采用（M29W320EB），静态存储器采用（IS61WV102416BLL）,动态存储器采用（MT48LC16M16A2）；它们分别与DSP处理器（ADSP21489）连接。
分析与处理模块（1）即DSP处理器（ADSP21489）和中央控制模块（2）即ARM处理器（STM32F107）以及存储模块（3）组成ARM+DSP平台中央控制与处理的的核心，对输入的音频信号进行响度分析，在相应的控制指令下进行相关的处理，将信号传输至网络和对应通道进行输入输出。
所述模拟信号输入模块（4）本实施例中包括：卡农座、运算放大器（OPA4134）、A/D转换器（CS5381）；卡农座连接外部模拟音频信号，并与运算放大器（OPA4134）连接，将输入信号进行集成运算放大，再与A/D转换器（CS5381）连接，将放大后的模拟信号转换成数字信号，最后将数字信号传送给DSP处理器（ADSP21489）。
所述模拟信号输出模块（5）本实施例中包括：D/A转换器（CS4398）、运算放大器（OPA4134）、卡农座；D/A转换器（CS4398）和DSP处理器（ADSP21489）连接，它将接收的数字信号转换成模拟信号，传送给运算放大器（OPA4134）进行模拟信号集成放大处理，再送至卡农座连接的外部线路输出。
所述数字信号输入模块（6）本实施例中包括：卡农座、变压器（67ZR6700）、半双工收发器（SP3485）、音频接收器（CS8416）；卡农座连接外部数字音频信号输入，通过变压器（67ZR6700）耦合输入信号，匹配阻抗，隔离直流信号抗干扰后，再经过半双工收发器（SP3485）将差分输入信号转为单端输入信号，再经过音频接收器（CS8416）接收数据，恢复时钟和同步信号，并对音频数据进行解码处理，最后送至DSP处理器（ADSP21489）。
所述数字信号输出模块（7）本实施例中包括：音频发射器（CS8406）、半双工收发器（SP3485）、变压器（67ZR6700）、卡农座；音频发射器（CS8406）接收来自DSP处理器（ADSP21489）传送来的数字音频信号，并对音频数据进行编码，后传送至半双工收发器（SP3485）将单端信号转为差分信号，再传送至变压器（67ZR6700）耦合信号，匹配阻抗，隔离直流信号抗干扰，再通过连接卡农座的外部线路输出。
所述网络模块（8）本实施例中包括：网口芯片（DM9161A）、RJ45接口；RJ45接口与网络芯片连接，网口芯片（DM9161A）与ARM处理器（STM32F107）连接，用于向网络中传送实时监测的信号数据，以及接收相应的请求。
所述串口模块（9）本实施例中包括：RS-232A/B接口、串口驱动（MAX3232），用于完成串口数据接受与发送。
模拟信号处理步骤：
步骤一：外围输入的模拟音频信号通过“卡侬座”与设备主板相连；
步骤二：输入信号再经过“运算放大器（OPA4134）”进行多级集成放大，放大后信号再经过“A/D转换器（CS5381）”把输入的模拟信号转换为数字信号，再传送给“DSP处理器（ADSP21489）”处理；
步骤三：“DSP处理器（ADSP21489）”是数字音频信号处理的核心环节，根据ITU-RBS.1770-3标准算法对音频数据进行均方、加权、求和、选通技术处理得到理想的响度值；
步骤四：处理后的音频响度信号进行分别传输：
一路通过“D/A转换器（CS4398）”把响度控制处理后的数字信号转换为模拟差分信号，再经过“运算放大器（OPA4134）”进行信号放大，最后通过“卡侬座”进行模拟音频信号（L/R）输出；
一路通过“音频发射器（CS8406）”进行数字音频数据编码，编码后的数字信号再通过“半双工收发器”由单端数字信号转为差分数字信号，再经过“变压器（67ZR6700）”耦合传输给“卡侬座”进行数字AES3信号输出；
另一路把“DSP处理器（ADSP21489）”对输入信号处理的状态信息传送给“ARM处理器（STM32F107）”进行相应处理，并把处理后的信号传输给“网口芯片（DM9161A）”，再通过“RJ45网口”进行网络传输，同时可通过网络音频监测软件对输入输出信号进行监测；
同时“ARM处理器（STM32F107）”把相应信息通过“16芯排线座”传输给“液晶显示屏”进行相关信息的状态显示。
数字信号处理步骤：
步骤一：外围输入的数字音频信号通过“卡侬座”与设备主板相连；
步骤二：输入信号在经过“变压器（67ZR6700）”进行耦合匹配接收，接收后的信号再由“半双工收发器”把输入的差分数字信号转为单端数字信号，单端数字信号经过“音频接收器（CS8416）”进行恢复时钟和同步信号，以及对音频数据进行解码，解码后的数据传输给“DSP处理器（ADSP21489）”处理；
步骤三：“DSP处理器（ADSP21489）”处理与模拟信号处理步骤三原理相同；
步骤四：与模拟信号处理步骤四相同；
串口通讯步骤：
步骤一：外围遥控面板远程控制信息由串口线与“RS-232A/B接口”相连，并通过“串口驱动（MAX3232）”进行数据接收；
步骤二：接收后的数据再传输给“ARM处理器（STM32F107）”进行处理，这样就可以实现遥控面板的远程控制,同时“ARM处理器（STM32F107）”处理后的信号可再通过“串口驱动（MAX3232）”回传给外围控制的遥控面板，进行信号反馈监测处理。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，本专利的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利思路下的技术方案均属于本专利的保护范围。应当指出，对于本专利的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利的保护范围。
Claims (4)
1.音频信号响度自动控制器，它包括分析与处理模块（1）、中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）、网络模块（8）、串口模块（9）；其特征在于：
所述的分析与处理模块（1）分别与中央控制模块（2）、存储模块（3）、模拟信号输入模块（4）、模拟信号输出模块（5）、数字信号输入模块（6）、数字信号输出模块（7）连接；
所述的中央控制模块（2）分别与分析与处理模块（1）、网络模块（8）、串口模块（9）连接；
所述分析与处理模块（1）和中央控制模块（2）以及存储模块（3）组成中央控制与处理的核心，连接其他模块，分别对模拟音频信号处理或数字音频信号处理进行输入输出，同时可网络化监测以及远程串口控制。
2.根据权利要求1所述的音频信号响度自动控制器，其特征在于，
所述的分析与处理模块（1）采用AD公司DSP平台的第四代高性能SHARC处理器ADSP21489；
所述的中央控制模块（2）采用高性能的ARM芯片平台STM32F107芯片。
3.根据权利要求1所述的音频信号响度自动控制器，其特征在于，
所述模拟信号输入模块（4）包括：卡农座、运算放大器OPA4134、A/D转换器CS5381；
所述模拟信号输出模块（5）包括：D/A转换器CS4398、运算放大器OPA4134、卡农座。
4.根据权利要求1所述的音频信号响度自动控制器，其特征在于，
所述数字信号输入模块（6）包括：卡农座、变压器67ZR6700、半双工收发器SP3485、音频接收器CS8416；
所述数字信号输出模块（7）包括：音频发射器CS8406、半双工收发器SP3485、变压器67ZR6700、卡农座。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110231087A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-13 | 江苏省广播电视集团有限公司 | 一种高清电视音频响度分析报警及归一化制作方法和设备 |
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| CN110231087B (zh) * | 2019-06-06 | 2021-07-23 | 江苏省广播电视集团有限公司 | 一种高清电视音频响度分析报警及归一化制作方法和设备 |
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