一种音频信号增益调整电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路技术领域，尤指一种增益可调的音频信号增益调整电路
【背景技术】
[0002]日常生活中，我们在播放音乐的时候会发现，由于受到峰值幅度和峰值因子的影响，不同的音乐文件的平均音量相差很大，如图1 (a)、图1 (b)图1 (C)和图1⑷所示，其中，图1 (a)的峰值幅度为OdB，图1 (b)的峰值幅度为-12dB，图1 (c)的峰值因子是9dB，图1 (d)的峰值因子为19dB，可以看出对于音乐文件来说，这两个参数对于音乐文件的平均音量影响很大。
[0003]在实际应用中，由于系统有一个最大的输出幅度，而这个最大的输出幅值一般由该系统的供电电压决定，如果音乐文件的峰值幅度输出超过了该幅度，就会发生截顶失真，因此系统的放大倍数要保证OdB的信号不发生截顶失真。但是这样情况下对于峰值幅度小或峰值因子大的音乐文件，输出的声音就会非常的小。因此一种即能提升小音量音乐文件的播放音量，同时大音量音乐文件播放时不出现严重截顶失真的技术成为了一种需求。
[0004]我们都知道，一般来说系统的最大驱动能力往往会超过扬声器的额定功率，比如在5V供电的情况下，对8 Ω的扬声器，最大不失真功率为1.56W左右，但是很多扬声器的额定功率在0.5W左右，这种情况下，如果不进行功率控制，扬声器就容易发生损坏。为了解决上述问题，引入了恒定功率的动态增益调整技术(Automatic Generat1n Control，AGC)，但是在现有的技术中，在AGC启动的过程中，由于输出幅度超过设定阈值后开始改变功放内部增益，因此增益的改变发生在输出幅度的峰值处，这会引起输出信号的“跌落”，对声音信号，一般来讲IdB以内的变化是不容易察觉的，但对一些特定的音乐，如果其频率比较单一，可以听到增益调整时的杂音，如图2所示，其中，曲线A为现有的引用了动态调整技术的电路的音频输出信号曲线；曲线B为现有的引用了动态调整技术的电路的增益曲线；曲线A中的点al_a7为现有的引用了动态调整技术的电路的音频输出信号的峰值点，从图中可以看出，曲线B中增益改变点都在曲线A中的峰值点，即点al_a7。
[0005]因此一种能够减少音乐文件播放过程中杂音的技术成为了一种需求。
【实用新型内容】
[0006]针对上述问题，本实用新型旨在提供一种音频信号增益调整电路，其在传统的动态增益调整技术的基础上添加了过零检测单元，这样，只有音频输出信号在过零点附近的时候才允许增益发生改变，从而减小了音乐文件在播放过程中的杂音。
[0007]本实用新型提供的音频信号增益调整电路，其技术方案如下:
[0008]该音频信号增益调整电路包括:用于放大音频输入信号的放大单元、用于对所述放大单元输出的音频输出信号进行监测并输出增益信号的动态增益调整单元、用于根据所述增益信号调整所述放大单元增益的增益控制单元以及用于检测所述音频输出信号是否过零点的过零检测单元，其中，所述放大单元的输出端与所述动态增益调整单元的输入端连接，所述动态增益调整单元的输出端与所述增益控制单元的输入端连接，所述增益控制单元的输出端与所述放大单元的输入端连接，所述过零检测单元并联在所述动态增益调整单元的两端；
[0009]所述过零检测单元中包括过零信号产生电路或小信号监测电路，所述过零信号产生电路中包括用于将所述音频输出信号和共模基准电平进行比对的第一比较器；
[0010]所述小信号监测电路中包括用于将所述音频输出信号和高阈值电平进行比对的第二比较器和用于将所述音频输出信号和低阈值电平进行比对的第三比较器。
[0011]在本技术方案中，过零检测单元中包括过零信号产生电路或小信号监测电路，当过零检测单元中只包括过零信号产生电路时，只要音频输出信号过零点(即音频输出信号与共模基准电平相等)，就输出高脉冲信号(即电平取反)；当过零检测单元中包括小信号监测电路时，则当音频输出信号在高阈值电平和低阈值电平之间时，输出高脉冲信号。要注意的是，这里我们说的高阈值电平和低阈值电平是根据音频输出信号的峰值和共模基准电平选定的，一般来说，高阈值电平和低阈值电平选在共模基准电平附近且在两个峰值之间，这样当音频输出信号在高阈值电平和低阈值电平之间时，我们就认为音频输出信号在过零点附近输出。
[0012]优选地，所述过零检测单元中包括过零信号产生电路和小信号监测电路，且所述过零信号产生电路和所述小信号监测电路通过一或运算器连接，所述过零信号产生电路和所述小信号监测电路的输出端分别与所述或运算器的输入端连接。
[0013]在本技术方案中，过零检测单元中同时包括过零信号产生电路和小信号监测电路，只要过零信号产生电路或小信号监测电路输出高脉冲信号，则过零检测单元输出高脉冲信号，这样增加了电路的灵活度，保证音频输出信号只要在零点附近的位置都可以实现本实用新型的目的。
[0014]优选地，所述小信号监测电路中还包括与运算器，所述第二比较器和所述第三比较器的输出端分别与所述与运算器的输入端连接。
[0015]优选地，所述过零信号产生电路中还包括用于调整所述第一比较器输出的高脉冲信号脉宽的脉宽调整电路，所述脉宽调整电路的输入端与所述第一比较器的输出端连接。
[0016]优选地，所述脉宽调整电路中包括一延时器和一与或运算器，所述延时器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述延时器和所述第一比较器的输出端分别与所述与或运算器的输入端连接。
[0017]在本技术方案中，通过延时器和与或运算器的相互作用，对输出的高脉冲信号的脉宽进行调节，该延时器的延时的长度即为调整后的高脉冲信号的脉宽。
[0018]优选地，所述动态增益调整单元中包括用于检测所述音频输出信号幅值的幅度检测电路和用于控制所述增益信号输出的时序控制电路，所述幅度检测电路的输入端与所述放大单元的输出端连接，所述幅度检测电路的输出端与所述时序控制电路的输入端连接，所述时序控制电路的输出端与所述增益控制单元的输入端连接。
[0019]通过本实用新型提供的音频信号增益调整电路，能够带来以下有益效果:
[0020]本实用新型在传统的动态增益调整技术的基础上添加了过零检测单元，且在过零检测单元中设置过零信号产生电路和/或小信号监测电路，在实际应用中，只要有其中一个输出了高脉冲信号，即音频输出信号过零点或过零点附近，则过零检测单元输出高脉冲信号，这样，整个音频信号增益调整电路在零点附近才允许增益发生改变，改善了现有的在音频输出信号的峰值点发生增益跳跃的现象，从而减小了音乐文件在播放过程中的杂音，同时提高了整个音频信号增益调整信号的灵活度，保障了增益调整过程中的准确度。
【附图说明】
[0021]下面将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施方式:
[0022]图1 (a)为峰值幅度为OdB的音乐文件；
[0023]图1 (b)为峰值幅度为-12dB的音乐文件；
[0024]图1 (c)为峰值因子为9dB的音乐文件；
[0025]图1 (d)为峰值因子为19dB的音乐文件；
[0026]图2为现有的引用了动态调整技术的电路增益改变的示意图；
[0027]图3为本实用新型中音频信号增益调整电路的结构示意图；
[0028]图4为本实用新型中过零信号产生电路图；
[0029]图5为本使用新型中过零信号产生电路工作时序图；
[0030]图6为本实用新型中小信号监测电路图；
[0031]图7为本实用新型中小信号监测电路工作时序图；
[0032]图8为本实用新型中过零检测单元中包括过零信号产生电路图和小信号监测电路图不意图；
[0033]图9为本实用新型中添加了过零检测单元之后增益改变的示意图。
[0034]附图标号说明:
[0035]A.音频输出信号；Q.现有的引用了动态调整技术的电路的增益曲线；
[0036]al-a7.现有的引用了动态调整技术的电路的音频输出信号的峰值点；
[0037]Gl.第一比较器，G2.第二比较器，G3.第三比较器
[0038]B.共模基准电平，Cl.高阈值电平，C2.低阈值电平
[0039]1.放大单元，2.动态增益调整单元，3.增益控制单元，4.过零检测单元
【具体实施方式】
[0040]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0041]如图3所示为本实用新型提供的音频信号增益调整电路的结构示意图，从图中可以看出，该音频信号增益调整电路中包括:放大单元1、动态增益调整单元2、动态增益调整单元2和过零检测单元4，其中，放大单元I的输出端与动态增益调整单元2的输入端连接，动态增益调整单元2的输出端与增益控制单元3的输入端连接，增益控制单元3的输出端与放大单元I的输入端连接，过零检测单元4的输入端与动态增益调整单元2的输入端连接、输出端与动态增益调整单元2的输出端连接，即过零检测