一种用于音频信号测量的测量放大器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于音频信号测量的测量放大器，包括信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块，信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块依次相连，信号处理单元根据采集的音频信号的幅度大小，对微弱信号进行放大处理，对大信号进行衰减处理，对其余信号不予处理，再将经信号处理单元处理过的音频信号进行模数转换，然后发送至微处理模块计算获取采集的音频信号的实际测量值，扩大了测量放大器的测量精度和量程范围，能够满足微弱信号和大信号的测量要求，并降低了测量放大器自身的本底噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种用于音频信号测量的测量放大器
本技术涉及测量放大器
，尤其涉及一种用于音频信号测量的测量放大器。
技术介绍
测量放大器能够将微弱的电信号进行放大并测量，一般放大倍数比较大且可调，广泛应用在微弱信号的检测系统中。测量放大器的性能主要体现以下几个指标：频率特性、线性度、测量精度、量程范围等。量程范围取决于两个因素：测量下限和测量上限。通俗的讲，动态范围足够大的放大器，既要能够测量很微弱的小信号，还要能够测量大信号。测量下限主要取决于电路系统自身的本底噪声水平。在大部分现有的方案或产品中，其方案一般采用信号放大电路加模数转换器的测量方式，本底噪声比较大、量程范围小、精度低、满足不了微弱信号或者大信号的测量要求。例如，中国专利文献CN106208977A公开了“低频低噪声测量放大器”，包括噪声匹配变压器、前置级放大电路、带通滤波器和后级放大电路四部分，上述专利文献的不足之处在于测量精度低、量程范围小，满足不了微弱信号和大信号的测量要求。
技术实现思路
本技术主要解决原有的测量放大器测量精度低、量程范围小、满足不了微弱信号和大信号的测量要求的技术问题；提供一种用于音频信号测量的测量放大器，信号处理单元根据采集的音频信号的幅度大小，对微弱信号进行放大处理，对大信号进行衰减处理，对其余信号不予处理，微处理模块计算获取采集的音频信号的实际测量值，扩大了测量放大器的测量精度和量程范围，能够满足微弱信号和大信号的测量要求。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本技术包括信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块，所述信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块依次相连，所述信号采集单元用于采集音频信号，所述信号处理单元用于根据所述音频信号的幅度对音频信号进行放大处理、衰减处理或不予处理，所述模数转换单元用于将模拟信号转换成数字信号，所述微处理模块用于计算获取音频信号的实际测量值。信号处理单元根据采集的音频信号的幅度大小，对微弱信号进行放大处理，对大信号进行衰减处理，对其余信号不予处理，再将经信号处理单元处理过的音频信号进行模数转换，然后发送至微处理模块计算获取采集的音频信号的实际测量值，扩大了测量放大器的测量精度和量程范围，能够满足微弱信号和大信号的测量要求，并降低了测量放大器自身的本底噪声。作为优选，所述的信号处理单元包括信号继电器A、信号继电器B、衰减电路、放大电路、继电器驱动电路和信号检测模块，所述信号检测模块的输入端与所述信号采集单元相连，所述信号检测模块的输出端与继电器驱动电路的输入端相连，所述继电器驱动电路的输出端与信号继电器A和信号继电器B相连，所述信号采集单元通过信号继电器A的常闭接点与信号继电器B相连，所述信号采集单元通过信号继电器A的常开接点与衰减电路相连，所述衰减电路与信号继电器B相连，所述信号继电器B的常闭接点与所述模数转换单元相连，所述信号继电器B的常开接点通过放大电路与所述模数转换单元相连。测量放大器分为高量程、中量程和低量程三个量程，高量程用来测量幅度很大的信号，中量程用于测量幅度适中的信号，低量程用于测量幅度很微弱的信号，信号检测模块用于检测采集到的音频信号的幅度大小，并根据幅度大小，选择不同的量程进行信号处理，选择高量程时，继电器驱动电路驱动信号继电器A的线圈通电，信号继电器A的常闭接点断开，常开接点闭合，采集的音频信号通过信号继电器A进入到衰减电路，再通过信号继电器B进入模数转换模块；选择中量程时，继电器驱动电路不驱动信号继电器A和信号继电器B，采集的音频信号通过信号继电器A进入到信号继电器B，再通过信号继电器B进入模数转换模块；选择低量程时，继电器驱动电路驱动信号继电器B的线圈通电，信号继电器B的常闭接点断开，常开接点闭合，采集的音频信号通过信号继电器A进入到信号继电器B，再通过信号继电器B进入到放电电路，最后从放大电路进入到模数转换模块，能够测量幅度很大、幅度适中和幅度微弱的信号，扩大了量程范围。作为优选，所述的信号处理单元通过程控单元与所述模数转换单元相连，所述程控单元包括放大电路A和放大电路B，所述放大电路A和放大电路B并列设置。采集的音频信号在经过信号处理单元的处理后，同时进入放大电路A和放大电路B，放大电路A和放大电路B的放大倍数不同，且分别与模数转换模块的两个独立通道相连接，经模数转换后的数据由微处理模块进行混合运算，以提高电路的动态范围。微处理器根据输入信号的幅度自动实现放大电路A和放大电路B的切换，而且整个切换过程由软件来实现，响应速度快，可以做到零延时。通过两个放大倍数不同的放大电路，可以使信号始终保持在接近模数转换模块满量程的范围，减少信号的失真，提高转换精度。作为优选，所述的继电器驱动电路包括驱动电路A和驱动电路B，所述驱动电路A用于驱动信号继电器A，所述驱动电路B用于驱动信号继电器B，所述驱动电路A和驱动电路B的结构相同，所述驱动电路A包括继电器供电电源、电阻R1、三级管Q1和二极管D1，所述三级管Q1的基极通过电阻R1和所述信号检测模块相连，所述三级管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的集电极与信号继电器A的线圈的一端相连，所述信号继电器A的线圈的另一端与继电器供电电源相连，所述信号继电器A的线圈的两侧并联连接有二极管D1，所述二极管D1的阴极与继电器供电电源相连，所述二极管D1的阳极与三级管Q1的集电极相连。作为优选，所述的信号检测模块为内置音频信号幅度判定程序的单片机。作为优选，所述的模数转换单元为双通道模数转换器。本技术的有益效果是：1)信号处理单元根据采集的音频信号的幅度大小，对微弱信号进行放大处理，对大信号进行衰减处理，对其余信号不予处理，再将经信号处理单元处理过的音频信号进行模数转换，然后发送至微处理模块计算获取采集的音频信号的实际测量值，扩大了测量放大器的测量精度和量程范围，能够满足微弱信号和大信号的测量要求，并降低了测量放大器自身的本底噪声；2)采集的音频信号在经过信号处理单元的处理后，同时进入放大电路A和放大电路B，放大电路A和放大电路B的放大倍数不同，且分别与模数转换模块的两个独立通道相连接，经模数转换后的数据由微处理模块进行混合运算，以提高电路的动态范围。微处理器根据输入信号的幅度自动实现放大电路A和放大电路B的切换，而且整个切换过程由软件来实现，响应速度快，可以做到零延时。通过两个放大倍数不同的放大电路，可以使信号始终保持在接近模数转换模块满量程的范围，减少信号的失真，提高转换精度。附图说明图1是本技术实施例1的结构原理图。图2是本技术实施例1的继电器驱动电路电路原理图。图中1、信号采集单元，2、信号处理单元，3、程控单元，4、模数转换单元，5、微处理模块，21、信号继电器A，22、信号继电器B，23、衰减电路，24、放大电路，25、信号检测模块，26、驱动电路A，27、驱动电路B，31、放大电路A，32、放大电路B。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种用于音频信号测量的测量放大器，其特征在于，包括信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块，所述信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块依次相连，所述信号采集单元用于采集音频信号，所述信号处理单元用于根据所述音频信号的幅度对音频信号进行放大处理、衰减处理或不予处理，所述模数转换单元用于将模拟信号转换成数字信号，所述微处理模块用于计算获取音频信号的实际测量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于音频信号测量的测量放大器，其特征在于，包括信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块，所述信号采集单元、信号处理单元、模数转换单元和微处理模块依次相连，所述信号采集单元用于采集音频信号，所述信号处理单元用于根据所述音频信号的幅度对音频信号进行放大处理、衰减处理或不予处理，所述模数转换单元用于将模拟信号转换成数字信号，所述微处理模块用于计算获取音频信号的实际测量值。


2.根据权利要求1所述的一种用于音频信号测量的测量放大器，其特征在于，所述信号处理单元包括信号继电器A、信号继电器B、衰减电路、放大电路、继电器驱动电路和信号检测模块，所述信号检测模块的输入端与所述信号采集单元相连，所述信号检测模块的输出端与继电器驱动电路的输入端相连，所述继电器驱动电路的输出端与信号继电器A和信号继电器B相连，所述信号采集单元通过信号继电器A的常闭接点与信号继电器B相连，所述信号采集单元通过信号继电器A的常开接点与衰减电路相连，所述衰减电路与信号继电器B相连，所述信号继电器B的常闭接点与所述模数转换单元相连，所述信号继电器B的常开接点通过放大电路与所述模数转换单元相连。


3.根据权利要求1或2所述的一种用于音频信号测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀祖，张欢欢，阚雪珍，
申请(专利权)人：杭州爱华仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33