一种环境自适应的音频增益控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种环境自适应的音频增益控制装置，涉及音频增益控制应用领域。本实用新型专利技术采用CPU控制模块控制峰值检测器和增益调节模块以及信号缩放单元，通过传感器接收到的外界音频信号来控制插播装置的音量大小，达到了根据外界噪音分贝大小，自动调节音频大小和修复音频失真的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种环境自适应的音频增益控制装置，涉及音频增益控制应用领域。 
技术介绍
    广电领域中的音频播出设备非常多，但是因为其音量只能通过手动调节的模式来调节大小，不能随着外界噪音的大小自动调节音量，导致使用者在户外环境或者嘈杂不稳定的环境，需要对音响装置重复微调达到音量要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种环境自适应的音频增益控制装置，采用CPU控制模块控制峰值检测器和增益调节模块以及信号缩放单元，通过传感器接收到的外界音频信号来调节音频增益控制装置的音量大小，达到了根据外界噪音分贝大小，自动调节音频大小和修复音频失真的效果。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：包括传感器模块、自动控制模块、直流电平搬移电路、数字内插滤波器、等比调整器、驱动电路和扩音器，传感器模块电路连接到自动控制模块；自动控制模块根据音频数据信号自动检测音频高低和修正音频大小；修正后的音频数据通过直流电平搬移电路传递到数字内插滤波器；数字内插滤波器根据音频数据对噪音进行过滤；过滤后的音频数据通过等比调整器传递到驱动电路；驱动电路电联扩音器。进一步优化本技术方案，所述的自动控制模块包括峰值检测器、增益调节模块、CPU控制模块和信号缩放单元；音频数据通过峰值检测器监测音频数据是否正常，通过增益调节模块来修复音频失真数据；CPU控制模块对峰值检测器和增益调节模块进行自动控制；修复后的音频数据通过信号缩放单元将音频数据传递到直流电平搬移电路。进一步优化本技术方案，所述的CPU控制模块为PT2313L音频处理器，增益调节模块(22)采用高速浮点DSP为处理核心，通过简单的增益控制算法完成增益自动控制；采用直流电平搬移电路(3)为交流耦合形式 A／D采样电压范围是0～2．5 V，使被采样信号与A／D匹配避免削波失真，将输入信号比例放大或缩小，并将中心电压搬移至1．25 V附近，增加音频数据修复功能。    与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、CPU控制模块为PT2313L音频处理器，对输入信号进行检测，即前馈控制，对输出信号进行检测，这样在输人时若音量较大，输出会被限幅，避免影响收听效果，采用高速浮点DSP为处理核心，通过简单的增益控制算法完成增益自动控制；2、采用直流电平搬移电路对于一般音频输出设备音量大小不一且为交流耦合形式，而DSP的A／D采样电压范围是0～2．5 V，为了使被采样信号与A／D匹配避免削波失真，需要将输入信号比例放大(或缩小)，并将中心电压搬移至1．25 V附近，增加了音频数据修复功能。附图说明图1是一种环境自适应的音频增益控制装置的系统框图。图2是一种环境自适应的音频增益控制装置的电路原理图。图3是直流电平搬移电路的电路原理图。图4是自动控制模块的系统框图。图中，1、传感器模块；2、自动控制模块；3、直流电平搬移电路；4、数字内插滤波器；5、等比调整器；6、驱动电路；7、扩音器；21、峰值检测器；22、增益调节模块；23、CPU控制模块；24、信号缩放单元。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。具体实施方式：如图1-4所示，包括传感器模块1、自动控制模块2、直流电平搬移电路3、数字内插滤波器4、等比调整器5、驱动电路6和扩音器7，传感器模块1电路连接到自动控制模块2；自动控制模块2根据音频数据信号自动检测音频高低和修正音频大小；修正后的音频数据通过直流电平搬移电路3传递到数字内插滤波器4；数字内插滤波器4根据音频数据对噪音进行过滤；过滤后的音频数据通过等比调整器5传递到驱动电路6；驱动电路6电联扩音器7；自动控制模块2包括峰值检测器21、增益调节模块22、CPU控制模块23和信号缩放单元24；音频数据通过峰值检测器21监测音频数据是否正常，通过增益调节模块22来修复音频失真数据；CPU控制模块23对峰值检测器21和增益调节模块22进行自动控制；修复后的音频数据通过信号缩放单元24将音频数据传递到直流电平搬移电路3；CPU控制模块23为PT2313L音频处理器；对输入信号进行检测，即前馈控制，对输出信号进行检测，如果输入的音量较大，输出会被限幅，避免影响收听效果，增益调节模块22采用高速浮点DSP为处理核心，通过简单的增益控制算法完成增益自动控制；采用直流电平搬移电路3对于一般音频输出设备音量大小不一且为交流耦合形式，而DSP的A／D采样电压范围是0～2．5 V，为了使被采样信号与A／D匹配避免削波失真，需要将输入信号比例放大(或缩小)，并将中心电压搬移至1．25 V附近，增加音频数据修复功能。音频信号输入CPU控制模块23为PT2313L音频处理器，对输入信号进行检测，即前馈控制，对输出信号不进行检测，这样在输人时若增益较大，输出会被限幅，影响收听效果，采用高速浮点DSP为处理核心，通过简单的增益控制算法完成增益自动控制；音频信号输出采用直流电平搬移电路3对于一般音频输出设备音量大小不一且为交流耦合形式，而DSP的A／D采样电压范围是0～2．5 V，为了使被采样信号与A／D匹配避免削波失真，需要将输入信号比例放大(或缩小)，并将中心电压搬移至1．25 V附近，增加了音频数据修复功能。具体实施方式二：本实施方式与实施例一的不同之处在于，本装置可采用触控面板进行操作，面板两侧分别显示当前音量的分贝值，通过三色LED灯显示，绿色表达0到40分贝，橙色表达大于40分贝到70分贝，大于70分贝采用红色表示，并且每种颜色均使用由浅入深的方式表达。使用时，首先设置传感器采集参数，通过可触控面板设置音频信号与噪声的抑制比，将音频信号与噪声的初始抑制比设定在合适的范围。可触控面板内嵌Web Server 通过10/100/1000 的网络，可以实现产品的在线升级和灵活修改IP 地址和MAC 地址，可以监看音频处理前和处理后的分贝变化，从而方便客户直观对处理前后的音频信号进行对比，同时本技术还具有掉电直通功能，支持SNMP 协议。如图3所示，直流电平搬移电路采用音频信号处理的AGC算法,以往的AGC算法中乘除法运算对CPU资源的占用较大，这里提出的AGC算法比较简单实用，其流程如图3所示，数组存储数据达到门限比较要求，进入峰值比较流程，根据存储的输入信号数据，采用冒泡排序的算法找出最大幅值，判断输入端是否有信号，如果判定没有音频信号输入，则增益不调整，防止由于输出信号太小而一直增大增益，噪声过大，或者一旦出现声音，由于增益过大而出现短时间输出声音太大；输入端有信号，则对输出端进行检测，同样调用冒泡排序程序找出最大幅值，如发现输出信号大小超过设定门限，则减小增益，反之则增大增益。在减小增益时，步进要大些，而在增大增益时步进要小些，这样在增益调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境自适应的音频增益控制装置，其特征在于：包括传感器模块(1)、自动控制模块(2)、直流电平搬移电路(3)、数字内插滤波器(4)、等比调整器(5)、驱动电路(6)和扩音器(7)，传感器模块(1)电路连接到自动控制模块(2)；自动控制模块(2)根据音频数据信号自动检测音频高低和修正音频大小；修正后的音频数据通过直流电平搬移电路(3)传递到数字内插滤波器(4)；数字内插滤波器(4)根据音频数据对噪音进行过滤；过滤后的音频数据通过等比调整器(5)传递到驱动电路(6)；驱动电路(6)电联扩音器(7)。

【技术特征摘要】
1.一种环境自适应的音频增益控制装置，其特征在于：包括传感器模块(1)、自动控制模块(2)、直流电平搬移电路(3)、数字内插滤波器(4)、等比调整器(5)、驱动电路(6)和扩音器(7)，传感器模块(1)电路连接到自动控制模块(2)；自动控制模块(2)根据音频数据信号自动检测音频高低和修正音频大小；修正后的音频数据通过直流电平搬移电路(3)传递到数字内插滤波器(4)；数字内插滤波器(4)根据音频数据对噪音进行过滤；过滤后的音频数据通过等比调整器(5)传递到驱动电路(6)；驱动电路(6)电联扩音器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：董振军，
申请(专利权)人：广州市天邦计算机科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44