CN206331790U - 音频信号调控设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种音频信号调控设备，包括主控制器模块、信号调理电路模块、D/A转换器模块和数字电位器模块，所述信号调理电路模块的输入端接入信号，输出端与所述D/A转换器模块连接，所述数字电位器模块分别与所述主控制器模块和工业控制接口连接，所述主控制器模块与所述D/A转换器模块连接，所述D/A转换器模块输出端作为信号输出端，所述D/A转换器模块用于对信号进行数模转换并对增益进行控制。本实用新型性能稳定可靠，应用方式灵活，成本低，可广泛应用于音频信号控制及类似控制的工业领域。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种音频信号调控设备，属于集成电路技术领域。
背景技术
目前，工业中音频信号的控制和调节通常是藉由电位器来实现。然而，传统的控制用电位器有易损的机械触点，也不具备数控能力，无法实现远程控制及增益。同时，当前流行的数字电位器对输入信号的幅度要求较高，对输入电流限制较大，用于远程通信控制的可靠性差，而且这种数字电位器具有固定的控制段数，随着控制段数增加，采用的芯片价格将十分昂贵，从而大大增加了用户的运营成本。
实用新型内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种音频信号调控设备，其具有稳定性高，扩展性好，且成本低等特点，可广泛应用于音频信号控制及类似控制的工业领域。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型实施例提供了一种音频信号调控设备，其包括主控制器模块、信号调理电路模块、D/A转换器模块和数字电位器模块，所述信号调理电路模块的输入端接入信号，输出端与所述D/A转换器模块连接，所述数字电位器模块分别与所述主控制器模块及工业控制接口连接，所述主控制器模块与所述D/A转换器模块连接，所述D/A转换器模块的输出端作为信号输出端，所述D/A转换器模块用于对信号进行数模转换并对增益进行控制。
进一步的，所述主控制器模块包括单片机、晶振、第一电容和第二电容，所述单片机的振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端与所述晶振一端及所述第二电容一端连接，且所述振荡器反相放大器的输入端与所述晶振另一端及所述第一电容一端连接，电源输入端接第一电源电压，所述第一电容另一端、第二电容另一端和单片机接地端接地。
进一步的，所述信号调理电路模块包括第一运算放大器和第一电阻，所述第一运算放大器反向输入端经所述第一电阻接入信号，并还与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的两个电源接线端分别接入第二电源电压和第三电源电压，正向输入端接地。
进一步的，所述D/A转换器模块包括DA转换芯片、第二运算放大器和第二电阻，所述DA转换芯片的电流输出端与所述第二运算放大器反向输入端连接，所述第二运算放大器的输出端经第二电阻与所述第一运算放大器的输出端及所述DA转换芯片的TP端和FD端连接，所述DA转换芯片的八位数字信号输入端与所述单片机的八位双向I/O口连接，/RD端与所述单片机外部数据存储器读选通信号输出端连接，电源输入端接第四电源电压，所述第二运算放大器的正向输入端和所述DA转换芯片的接地端接地，所述第二运算放大器的输出输接信号输出。
进一步的，所述DA转换芯片的电源输入端经第三电容接地。
进一步的，所述数字电位器模块包括RS485接口芯片，所述RS485接口芯片与所述主控制器模块及工业控制接口通过RS485接口进行通信。
进一步的，所述RS485接口芯片的接收器输出端、接收的使能端、发送的使能端和驱动器输入端分别与所述单片机串行输入端、复位信号端、外部中断0端和串行输出端连接，同时，所述RS485接口芯片的发送的差分信号端和接收的差分信号端与工业控制接口连接，电源端接第五电源电压，接地端接地。
进一步的，所述RS485接口芯片的电源输入端经第四电容接地。
进一步的，所述RS485接口芯片的发送的差分信号端和接收的差分信号端之间还接有第三电阻。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：该音频信号调控设备性能稳定可靠，成本低廉，可提供新的控制方式，并具有扩展控制功能,且通过采用标准的RS485通信物理层，还可自定义通信协议，应用方便灵活，远控通信控制稳定可靠，可广泛应用于音频信号控制及类似控制的工业领域。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例中一种音频信号调控设备的结构框图；
图2是本实用新型一较佳实施例中一种音频信号调控设备的电路图；
图3是本实用新型一较佳实施例中一种基于D/A转换器的音频信号调节控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作更为具体的说明。
实施例1参阅图1-图2，该音频信号调控设备包括主控制器模块，信号调理电路模块，D/A转换器模块，数字电位器模块和接口J，其中接口J包含工业控制接口和信号输入端。
其中，所述信号调理电路模块的输入端与信号输入端连接以接入信号，输出端与所述D/A转换器模块连接，所述数字电位器模块分别与所述主控制器模块及工业控制接口连接，所述主控制器模块与所述D/A转换器模块连接，所述D/A转换器模块的输出端作为信号输出端，D/A转换器模块用于对信号进行数模转换并对增益进行控制。
其中，D/A转换器模块可以采用型号为MAX501的D/A转换器。
其中，主控制器模块包括单片机N1、晶振Z、第一电容C1和第二电容C2；信号调理电路模块包括第一运算放大器A1和第一电阻R1，D/A转换器模块包括DA转换芯片N2、第二运算放大器A2、第二电阻R2和第三电容C3，所述数字电位器模块包括RS485接口芯片N3，第四电容C4和第三电阻R3。
本实用新型中的RS485接口芯片与主控制器模块及工业控制接口通过RS485接口进行通信，采用标准的RS485通信接口，自定义通信协议，方便灵活，且远控通信控制稳定可靠。
进一步的，前述单片机N1的振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端XTAL1与晶振Z一端和第二电容C2一端连接，振荡器反相放大器的输入端XTAL2与晶振Z另一端和第一电容C1一端连接，电源输入端VCC接第一电压电源，例如5V电源，第一电容C1另一端、第二电容C2另一端和单片机N1接地端GND接地；第一运算放大器A1反向输入端经第一电阻R1接入接口J的信号输入端，并与第一运算放大器A1输出端连接，第一运算放大器A1的两个电源接线端分别接第二、第三电源电压，例如，±12V电源，第一运算放大器A1正向输入端接地；DA转换芯片N2电流输出端OUT2与第二运算放大器A2反向输入端连接，第二运算放大器A2输出端经第二电阻R2与第一运算放大器A1输出端、DA转换芯片N2的TP端和FD端连接，DA转换芯片N2八位数字信号输入端DB0～DB7与单片机N1八位双向I/O口P1.0～P1.7连接，/RD端与单片机N1外部数据存储器读选通信号输出端P3.7连接，电源输入端VDD接第四电压电源，例如5V电源，第二运算放大器A2正向输入端和DA转换芯片N2接地端GND接地，第二运算放大器A2输出接接口J的信号输出端；RS485接口芯片的N3接收器输出端R、接收的使能端/RE、发送的使能端DE和驱动器输入端D分别与单片机N1的串行输入端P3.0、复位信号端RST、外部中断0端P3.2和串行输出端P3.1连接，发送的差分信号端B和接收的差分信号端A与接口J的工业控制接口连接，电源端接第五电源电压，例如5V电源，接地端接地。其中，DA转换芯片U2电源输入端VDD经第三电容C3接地；RS485接口芯片N3电源输入端VCC经第四电容C4接地，发送的差分信号端B和接收的差分信号端A之间还接有第三电阻R3。
参图3所示，本实用新型中的一种基于D/A转换器的音频信号调节控制方法，具体包括：
S1、信号调理电路模块对输入的音频信号进行调理；
S2、判断是否设定信号调节速率，若是，读取已设定的速率，若否，读取默认速率；
S3、读取当前音频信号的当前增益；
S4、将当前增益与设定增益进行比较，若设定增益小于当前增益，则通过D/A转换器模块进行数模转换并减小增益至设定增益，若设定增益大于当前增益，则通过D/A转换器模块进行数模转换并增大增益至设定增益；
S5、将改变增益后的音频信号进行滤波后输出。藉由前述设计，使得该音频信号调控设备性能稳定可靠，成本低廉，可提供新的控制方式，并具有扩展控制功能,且通过采用标准的RS485通信物理层，还可自定义通信协议，应用方便灵活，远控通信控制稳定可靠，可广泛应用于音频信号控制及类似控制的工业领域。
应当理解，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。但凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种音频信号调控设备，其特征在于包括主控制器模块、信号调理电路模块、D/A转换器模块和数字电位器模块，所述信号调理电路模块的输入端接入信号，输出端与所述D/A转换器模块连接，所述数字电位器模块分别与所述主控制器模块及工业控制接口连接，所述主控制器模块与所述D/A转换器模块连接，所述D/A转换器模块的输出端作为信号输出端，所述D/A转换器模块用于对信号进行数模转换并对增益进行控制。
2.根据权利要求1所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述主控制器模块包括单片机、晶振、第一电容和第二电容，所述单片机的振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端与所述晶振一端及所述第二电容一端连接，且所述振荡器反相放大器的输入端与所述晶振另一端及所述第一电容一端连接，电源输入端接第一电源电压，所述第一电容另一端、第二电容另一端和单片机接地端接地。
3.根据权利要求2所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述信号调理电路模块包括第一运算放大器和第一电阻，所述第一运算放大器反向输入端经所述第一电阻接入信号，并还与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的两个电源接线端分别接入第二电源电压和第三电源电压，正向输入端接地。
4.根据权利要求3所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述D/A转换器模块包括DA转换芯片、第二运算放大器和第二电阻，所述DA转换芯片的电流输出端与所述第二运算放大器反向输入端连接，所述第二运算放大器的输出端经第二电阻与所述第一运算放大器的输出端及所述DA转换芯片的TP端和FD端连接，所述DA转换芯片的八位数字信号输入端与所述单片机的八位双向I/O口连接，/RD端与所述单片机外部数据存储器读选通信号输出端连接，电源输入端接第四电源电压，所述第二运算放大器的正向输入端和所述DA转换芯片的接地端接地，所述第二运算放大器的输出输接信号输出。
5.根据权利要求4所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述DA转换芯片的电源输入端经第三电容接地。
6.根据权利要求2所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述数字电位器模块包括RS485接口芯片，所述RS485接口芯片与所述主控制器模块及工业控制接口通过RS485接口进行通信。
7.根据权利要求6所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述RS485接口芯片的接收器输出端、接收的使能端、发送的使能端和驱动器输入端分别与所述单片机串行输入端、复位信号端、外部中断0端和串行输出端连接，同时，所述RS485接口芯片的发送的差分信号端和接收的差分信号端与工业控制接口连接，电源端接第五电源电压，接地端接地。
8.根据权利要求7所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述RS485接口芯片的电源输入端经第四电容接地。
9.根据权利要求7所述的音频信号调控设备，其特征在于：所述RS485接口芯片的发送的差分信号端和接收的差分信号端之间还接有第三电阻。
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|---|---|---|---|---|
| CN106707867A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-24 | 脉创测控装备科技（苏州）有限公司 | 基于d/a转换器的音频信号调节控制装置及方法 |
| CN108990218A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-11 | 南通医疗器械有限公司 | 一种整体反射led手术无影灯光源系统 |
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