自动增益控制电路的制作方法

专利名称：自动增益控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用于控制音频设备增益的自动增益控制电路。
背景技术：
通常，在音频设备，诸如扬声器重放设备及记录设备，的输出级
中，在功率放大器的前级上提供自动增益控制电路(以下称为"AGC 电路")。上述AGC电路配备有功能，S卩，当输入音频信号被放大时 能够控制增益，使得在输入音频信号的波形峰值电平变化的情况下， 以合适的电平放大该输入信号，然后将具有合适电平的放大输入音频 信号提供给功率放大器。存在某些可能，即使用这种AGC电路作为用 于避免音频设备输出级中使用的功率放大器内的削波(clip)发生的装 置。应当理解，在例如JP-A-9-93063及JP-A-2000-106511中公开了这 些AGC电路。此外，在JP-A-2000-106511中公开了使用AGC电路的 削波避免技术。
另一方面，在例如JP-A-2000-106511中作为现有技术思想描述了 利用该传统AGC电路的削波避免技术。即，在JP-A-2000-106511中， 检测功率放大器输出信号电压的时间均值；以负反馈控制方式反馈功
率放大器前级上提供的放大器增益，在该负反馈控制方式中，所检测 到的均值是恒定的，以使得功率放大器输出信号波形的峰值电平可被 集中到小于或等于削波电平的电平。尽管这些AGC电路的这种利用模 式具有避免削波的优点，但也存在问题，即由于使用了例如VCA等的 非线性元件，使得功率放大器的输出信号失真。
进一步，在AGC电路中，需要根据AGC电路的应用将上升时间 和释放时间设置到合适长度。该上升时间是当电平增加时，用于降低
放大器增益以响应输入音频信号电平的时间，该释放时间是当电平减 小时，用于提高放大器增益以响应于输入音频信号电平的时间。在相 关技术中，在使用半导体集成电路实现AGC电路的情况下，具有时间 恒量以响应上升时间和释放时间的时间恒定电路在外部提供给该作为
半导体集成电路的AGC电路，使得该AGC电路执行操作以获得上升 时间和释放时间。因此，包括AGC电路的整个音频设备的部分数目增 加了，从而增加了成本。进一步，时间恒定电路的时间恒量可能对于 温度是敏感的，并且可能随时间而变化。因此，如果该电路用于AGC 电路，会出现上升时间和释放时间的稳定性变差的问题。

发明内容
本发明用于解决上述现有技术思想的问题，因此，其目的是提供 一种能够控制输入音频信号增益的AGC电路，使其不会造成功率放大 器输出信号的失真，并能够通过在存在可能产生削波的风险时降低增 益来避免削波。
本发明的另一个目的是提供一种自动增益控制电路，其可适合于 不使用外部时间恒定电路而设定上升时间和释放时间。
本发明将提供一种自动增益控制电路，包括
电子音量调控器(electronic volume)，其以可变增益放大输入音 频信号，并输出该放大的输入音频信号；及
增益控制器，其响应于输入音频信号的电平控制所述电子音量调 控器的增益，并执行控制操作以降低所述电子音量调控器的增益，以 使得所述电子音量调控器的输出信号电平不超过输出幅度上限电平， 其中基于输入音频信号的电平和所述电子音量调控器的增益确定所述 电子音量调控器的输出信号电平。
根据本发明，作为用于控制增益的装置，没有使用如VCA的非线 性元件，而是使用了电子音量调控器。结果，增益可被控制，而不会
使功率放大器的输出信号相对于输入音频信号失真。在所述电子音量 调控器的输出信号电平超过了先前设定的输出幅度上限电平的情况 下，执行控制操作以降低所述电子音量调控器的增益，以使得所述电 子音量调控器的输出信号电平被限制在输出幅度上限电平内。因而， 如果所述的输出幅度上限电平被设定为与输入电平的上限一致，其中 在所述输入电平的上限上，在所述电子音量调控器的后级上提供的功 率放大器中不会产生削波，则在存在可产生削波风险的地方，增益被 减小。结果，可以避免功率放大器中的削波。
JP-A-2000-106511中公开了这样一种技术思想，即当感应到功率 放大器输出信号内发生了削波时，在输入音频信号被放大时激活AGC 功能来减小增益，因此，避免了削波。但是，本发明的创造性思想不 涉及JP-A-2000-106511中公开的这种技术思想，即感应削波的发生以 降低增益，而是涉及以下技术思想即，当预先设定了输出幅度上限 电平时，其中在该输出幅度上限电平上，在后面的级内提供的功率放 大器中不会产生削波，当所述电子音量调控器的输出信号电平超过了 该输出幅度上限电平时，降低所述电子音量调控器的增益以使得所述 电子音量调控器的输出信号电平不超过该输出幅度上限电平，因此， 避免了削波的发生。该技术思想与专利公开2是本质不同的。
根据本发明，自动增益控制电路包括
电子音量调控器，其以可变增益放大输入音频信号，并输出该放
大的输入音频信号；
参考电平发生器，其输出参考电平；
电平判断单元，其将所述输入音频信号的电平与所述参考电平发 生器输出的参考电平进行比较，并输出比较结果信号以指示输入音频 信号的电平是否高于该参考电平；及
控制器，基于所述比较结果信号，更新指示多个电平区段中的输 入音频信号所属电平区段的预测电平数据，基于该预测电平数据控制 参考电平发生器输出的参考电平，并基于该预测电平数据控制所述电
子音量调控器的增益，以使得所述电子音量调控器的增益等于先前涉 及的输入音频信号电平所属电平区段的增益。
其中所述输入音频信号的电平区段和增益以某种方式彼此相关， 即所述电子音量调控器的输出信号电平不超过先前设定的输出幅度上 限电平。
通过这种布置，以某种方式设置该自动增益控制电路，即相应于 输入音频信号电平所属电平区段的增益被设定到所述电子音量调控 器。此外，所述输入音频信号的电平区段和增益以某种方式彼此相关， 即所述电子音量调控器的输出信号电平不超过先前设定的输出幅度上 限电平。结果，该输出幅度上限电平被设定到合适的电平，通过该合 适的电平，后面的级的功率放大器中不会发生削波，从而能够避免后 面的级的功率放大器内削波的发生。
在该优选模式中，输入音频信号的增益和电平区段间的相应关系 被合适地确定，不仅有上述的削波避免效果，还可实现其它效果。例 如，降低了等于大音量区域的电平区段相应的增益。结果，尽管抑制 了动态范围，但可减小讨厌的大音量声音。可选地，与等于小音量的 电平区段相关的增益可被提高，以使得可以舒适的收听音量放大小音 量声音。
根据本发明，自动增益控制电路包括
电子音量调控器，其以可变增益放大输入音频信号，并输出该放 大的输入音频信号；
参考电平发生器，其输出参考电平；
电平判断单元，其将所述输入音频信号与所述参考电平发生器输 出的参考电平进行比较，并输出比较结果信号，以指示输入音频信号 波形的峰值电平是否高于该参考电平；
控制器，其根据预定的各个时钟执行第一、第二、第三和第四控
制，
其中在比较结果信号指示所述输入音频信号波形的峰值电平高于 所述参考电平时，所述第一控制提高参考电平发生器输出的参考电平，
其中当比较结果信号指示所述输入音频信号波形的峰值电平不高 于所述参考电平时，所述第二控制降低参考电平发生器输出的参考电 平，
其中所述第三控制降低所述电子音量调控器的增益，以近似于参 考电平的提高的方式，来使得所述电子音量调控器的增益等于与该参 考电平相关的合适增益，及
其中所述第四控制提高所述电子音量调控器的增益，以跟随于参 考电平的降低的方式，来使得所述电子音量调控器的增益等于与该参 考电平相关的增益。
通过这种布置，当执行第一和第三控制时，时间密度(density) 越高，上升时间越短，当执行第二和第四控制时，时间密度越高，释 放时间越短。因此，通过合适地设定分别触发第一到第四控制的各个 值的频率，可获得期望的上升时间和释放时间。


图1是一个框图，用于表示根据本发明第一实施例的AGC电路的 布置。
图2是用于解释控制器100所执行的预测电平数据LVLm的提高/ 降低操作，及第一实施例中预测电平数据LVLm的内容的图表。
图3是用于指示在第一实施例中，在解码器40将预测电平数据 LVLm转换为参考电平指定数据DLVL的情况下的转换规则的图表。
图4是用于表示在第一实施例中，在解码器50将增益设定电平数 据LVLs转换为增益指定数据DGAIN的情况下的转换规则的图表。
图5是用于表示在第一实施例中输入音频信号LIN和RIN的峰值 电平Vp间的关系，以及当所述峰值电平Vp稳定时，基于增益指定数 据DGAIN设定到电子音量调控器IOL和IOR的增益的图表。
图6是用于表示第一实施例中控制器100的具体布置的电路图。 图7是用于表示第一实施例中所执行的上升操作的时序图。 图8是用于表示第一实施例中所执行的释放操作的时序图。 图9用于表示在第一实施例中，有关输入音频信号的电平和输出 音频信号的电平间的关系，输入音频信号的电平和在某一条件下设定
到电子音量调控器IOL和IOR的增益之间的另一关系的第一实例，其 中所述条件即由控制器100控制电子音量调控器IOL和IOR的增益。
图IO用于表示在第一实施例中，有关输入音频信号的电平和输出 音频信号的电平间的关系，输入音频信号的电平和在某一条件下设定 到电子音量调控器IOL和IOR的增益之间的另一关系的第二实例，其 中所述条件即由控制器100控制电子音量调控器10L和IOR的增益。
图11是一个框图，其指示了根据本发明第二实施例的AGC电路 的布置。
具体实施例方式
现在参考附图，说明本发明的实施例。
<第一实施例〉
图1是一个框图，其表示了根据本发明第一实施例AGC (自动增 益控制)电路的布置。该根据第一实施例的AGC电路是半导体集成电 路，其中在半导体基板上形成电子音量调控器10L和IOR、电平判断 单元20、参考电平发生器30、解码器40和50、时钟发生器60、及控 制器IOO。该AGC电路例如安装在音频设备上，例如扬声器重放设备。
电子音量调控器10L和10R是基于增益指定数据DGAIN分别放 大L信道输入音频信号LIN和R信道输入音频信号RIN的电路，并输 出音频信号LOUT和另一音频信号ROUT。增益指定数据DGAIN从解 码器50在"N"种增益G(K)(K-1到N)中被使用，而数量级关系被给 定为G(1)〉G(2)〉，…G(N)。在AGC电路安装在例如扬声器重放设备上 的情况下，从电子音量调控器10L和10R输出的音频信号LOUT和音
频信号ROUT被输入到功率放大器用于驱动扬声器。
图1中表示了电子音量调控器IOL的结构实例。要指出的是，电 子音量调控器IOR具有与电子音量调控器IOL类似的结构。在图1所 示的结构实例中，电子音量调控器10L由电阻11、运算放大器12、及 切换单元13构成。电阻11被插入在音频信号输入端15和音频信号输 出端16之间，其中输入音频信号LIN被施加到该音频信号输入端15， 音频信号输出端16被施加到输出音频信号LOUT。在运算放大器12 中，从参考电压源(未示)输出的参考电压VREF被施加到非反相输 入端(+端)，并且输出端被连接到音频信号输出端16。切换单元13 是从电阻11中提供的"N"块中心抽头(tap)选择中心抽头，并将所 选择的中心抽头连接到运算放大器12的反相输入端(一端)的电路。
在该结构实例中，当运算放大器12的反相输入端被虚拟接地时， 基于比例Rb/Ra确定电子音量调控器10L的增益。对应于电阻11内阻 值的阻值"Ra"通过切换单元13，从音频信号输入端15直到连接到运 算放大器12的反相输入端的中心抽头。对应于电阻11内阻值的阻值 Rb从该中心抽头直到音频信号输出端16。然后，在该结构实例中，相 应于可基于增益指定数据DGAIN指定的所有增益G(K) (K=l到N)， 可确定电阻11内N块中心抽头的位置。以某种方式布置切换单元13， 即当使用了用于指定某增益G(K)的增益指定数据DGAIN时，选择相 应于该指定的增益G(K)的中心抽头连接到运算放大器12的反相输入 端。由于基于电阻比Rb/Ra来确定电子音量调控器10L的增益，该电 子音量调控器10L具有优点，即输入音频信号LIN可被放大而不会有 任何失真。
电平判断单元20是电路，其将输入音频信号LIN及RIN与从参 考电平发生器30施加的参考电平Vr进行比较，当输入音频信号LIN 和RIN中至少一个超过了该参考值Vr时，输出具有H电平的比较结 果信号CMP，而当输入音频信号LIN和RIN中至少一个没有超过该参
考值Vr时，输出具有L电平的比较结果信号CMP。该根据第一实施 例的AGC电路基于该比较结果信号CMP执行参考电平发生器30产生 的参考级Vr的控制操作，及以合适值改变电子音量调控器IOL和10R 的增益的另一控制操作。后面将描述这些控制操作的模式。
在图l所示的实例中，通过比较器21、另一比较器22、或门23、 及LPF单元24布置电平判断单元20。比较器21将输入音频信号LIN 与参考电平Vr进行比较。比较器22将输入音频信号RIN与参考电平 Vr进行比较。或门23对比较器21和22的输出信号进行或操作以输出 取或后的信号。LPF单元24仅通过或门23的输出信号中的具有小于 或等于预定频率的频率的信号。
LPF单元24是一个移位寄存器，如图所示，其通过将触发器241 到242彼此连接来被布置。具有预定频率的时钟LPFCK被从时钟发生 器60分别施加到触发器241到242的时钟终端"C"。构成移位寄存 器第一级的触发器241的数据输入终端"D"被固定为H电平。然后， 构成移位寄存器第二级的触发器242的输出信号形成比较结果信号 CMP。触发器241和242每一个都具有低位有效的异步复位端R。或 门23的输出信号被施加到触发器241的异步复位端R。低位有效的复 位信号"RST—N"被施加到触发器242的异步复位端R。该复位信号 RST—N是当需要启动AGC电路时被激活的信号，例如当打开电源时。
根据上述布置，仅在大于或等于时钟LPFCK的一个时间周期的时 间周期内维持或门23输出信号的H电平的情况下，比较结果信号CMP 的电平变为H电平，而在除上述情况的任何情况中，维持比较结果信 号CMP的L电平。使用这种LPF单元24的原因给定如下即，电子 音量调控器IOL和IOR的增益不允许被立刻改变，以用于不大于时钟 LPFCK的一个时间周期的输入音频信号LIN或输入音频信号RIN的增 加。时钟LPFCK的频率例如近似于10KHZ 。
通过电阻31和切换单元32布置参考电平发生器30。在该实例中， 来自电源(未示)的高电压侧参考电平"Vrefa"及参考电压电平VREF 被施加到电阻31的两端。在该第一实施例中，从AGC电路的外侧施 加高电压侧参考电平Vrefa。在相应于AGC电路的半导体集成电路中， 提供了用于接收该高电压侧参考电平Vrefa的终端。电阻31包括(N-1 ) 块中心抽头用于分割外部施加的高电压侧参考电平Vrefa，从而产生 (N-l)种具有Vr(l)〈Vr(2)〈…,〈Vr(N-l)关系的参考电平Vr(K)(K=l到 N-l)。在该第一实施例中，参考电平Vr(K)(K=l到N-1)被用作边界值， 其将输入音频信号LIN和RIN的电平分类为"N"块电平区段。切换 单元32是电路，其中从(N-l)块中心抽头选择中心抽头，通过从解 码器40给出的参考电平指定数据DLVL来指定该中心抽头，并且该所 选择的中心抽头的参考电平作为参考电平Vr被提供给了电平判断电路 20。在该第一实施例中，当从电子音量调控器10L输出的音频信号 LOUT和从电子音量调控器IOR输出的音频信号ROUT被输出给例如 功率放大器时，输出幅度上限电平被作为高电压侧参考电平Vrefa施加 到参考电平发生器30。该输出幅度上限电平对应于音频信号LOUT和 ROUT的电平上限，通过该输出幅度上限电平，在功率放大器的输出信 号波形中不会产生削波。结果，在某些情况下，在下面提到的说明中， 高电压侧参考电平Vrefa将被称为输出幅度上限电平Vrefa。
时钟发生器60是电路，其产生基本时钟BCK和BCK—N、上升时 钟ATKCK、及释放时钟RLSCK一N，这些时钟应用在除上述时钟LPFCK 的产生之外的控制器100的定时控制操作中。要注意的是，基本时钟 BCKJN对应于通过反相基本时钟BCK的电平而获得的时钟。在优选 模式中，时钟发生器60分割基本时钟BCK的频率，从而产生上升时 钟 ATKCK和释放时钟 RLSCK一N 。 一般而言，通过 BCK>ATKCK〉RLSCK—N来定义各个时钟的频率之间的关系。在优选 模式中，以某种方式布置时钟发生器60，即当基本时钟BCK被分割时 可任意设定频率分割比例，从而产生上升时钟ATKCK和释放时钟 RLSCK_N。
控制器IOO是电路，其基于从电平判断单元20输出的比较结果信
号CMP控制来改变预测电平数据LVLm和增益设定电平数据LVLs。 解码器40是电路，其根据预定的转换规则将从控制器IOO给定的预测 电平数据LVLm转换成参考电平指定数据DLVL，然后，将该参考电 平指定数据DLVL提供给参考电平发生器30。解码器50是电路，其根 据预定的转换规则将从控制器100施加的增益设定电平数据LVLs转换 成增益指定数据DGAIN,并将该增益指定数据DGAIN提供给电子音 量调控器IOL和IOR。现在将详细说明控制器100内执行的控制操作 的内容，以及解码器40和50。
首先，预测电平数据LVLm对应于指示电平区段的数据，其中当 前输入音频信号LIN和RIN的电平的更大电平Vp属于该区段。控制 器100基于比较结果信号CMP执行增加/降低操作，从而使得该预测电 平数据LVLm所指示的电平区段近似于当前输入音频信号LIN和RIN 的更大电平所属的电平区段。
图2解释了控制器100执行的对于预测电平数据LVLm的增加/ 降低操作，以及预测电平数据LVLm的内容。该预测电平数据LVLm 对应于(N-l)个比特数据。有关该预测电平数据LVLm，在输入音频 信号的电平Vp被预测低于或等于参考电平Vr (1)的情况下，如图2 所示，其所有比特为"0"。进一步，有关预测电平数据LVLm，在输 入音频信号的电平Vp被预测超过了至少一参考电平Vr(l)的情况下， 其LSB (最低有效位)为"1"，并且其它位为"0"。进一步，关于 预测电平数据LVLm，在输入音频信号的电平Vp被预测超过了至少参 考电平Vr (2)的情况下，其从LSB开始的2个位为"1"，其它位为 "0"。类似地，有关预测电平数据LVLm，在输入音频信号的电平Vp 被预测超过了至少参考电平Vr (K)的情况下，其从LSB (最低有效 位)开始的"K"块连续位为"1"，其它位为"0"。
在当基本时钟BCK的电平为激活电平("H"电平)时的定时处，
比较结果信号CMP的电平为"H"电平的情况下，控制器100执行将 预测电平数据LVLm内比特"1"的总数加1的操作。在当基本时钟 BCK一N的电平为激活电平("L"电平)时的定时处，比较结果信号 CMP的电平为"L"电平的情况下，在释放时钟RLSCK—N的电平变为 激活电平("L"电平)之后，控制器100执行将预测电平数据LVLm 内比特"1"的总数减1的操作。
图3是表示在解码器40将预测电平数据LVLm转换为参考电平指 定数据DLVL的情况下的转换规则的图表。如图3所示，除了预测电 平数据LVLm的所有比特为"0"或为"1"，在给定的预测电平数据 LVLm指示输入音频信号的电平Vp超过了参考电平Vr(K)的情况下， 解码器40输出指定参考电平Vr(K+l)的参考电平指定数据DLVL。当 预测电平数据LVLm的所有比特为"0"时，解码器40输出指定参考 电平Vr(l)的参考电平指定数据DLVL。当预测电平数据LVLm的所有 比特为"1"时，解码器40输出指定参考电平Vr(N-l)的参考电平指定 数据DLVL。
如前所述，由控制器100执行预测电平数据LVLm的控制操作， 由解码器40执行从预测电平数据LVLm到参考电平指定数据DLVL的 解码操作。结果，从参考电平发生器30提供的参考电平Vr被设定为 最小参考电平，该最小参考电平超过了参考电平Vr(K) (K-1到N-1) 内的电平Vp，除了输入音频信号的该电平Vp超过了参考电平Vr(N-l) 之外。
接下来，描述由控制器100和解码器50执行的有关于电子音量调 控器IOL和IOR的增益控制操作。首先，控制器IOO执行控制操作， 即增益设定电平数据LVLs跟随预测电平数据LVLm。更准确地说，在 输入音频信号的电平Vp被提高，从而预测电平数据LVLm中连续比特 "1"的总数提高的情况下，控制器IOO在每次上升时钟ATKCK上升
时逐个增加增益设定电平数据LVLS内的比特"1"，从而使得增益设
定电平数据LVLs以逐步的方式接近于预测电平数据LVLm。进一步， 在输入音频信号的电平Vp被降低，并且释放时钟RLSCK一N的电平等 于激活电平，从而预测电平数据LVLm中连续比特"1"的总数被减l 的情况下，控制器100响应于上升时钟ATKCK的上升沿将增益设定电 平数据LVLs内的比特"1"减1，从而使得增益设定电平数据LVLs 与预测电平数据LVLm—致。
解码器50根据图4所示的转换规则将增益设定电平数据LVLs转 换为增益指定数据DGAIN。根据该增益指定数据DGAIN，设定电子音 量调控器10L和10R的增益。图5表示了输入音频信号LIN和RIN的 电平Vp间的关系，以及在输入音频信号LIN和RIN的电平Lp稳定的 情况下，基于增益指定数据DGAIN设定到电子音量调控器IOL和10R 的增益。如该附图所示，在输入音频信号LIN或RIN的电平Vp小于 或等于参考电平Vr(l)的情况下，电子音量调控器10L和10R的增益被 设定为最大增益G(l)。每次当输入音频信号LIN或RIN的电平Vp超 过了参考电平Vr(K)(K=l到N-l)中的每一个时，以逐步的方式降低设 定到电子音量调控器10L和10R的增益，即这些增益被分别降低G(2)、 G(3)…。
在上述各个设备中，电平判断单元20、参考电平发生器30、控制 器100、及解码器40和50对应于响应于输入音频信号LIN和RIN的 电平控制电子音量调控器IOL和IOR增益的装置，并且可功能性地作 为增益控制装置。该增益控制装置执行控制操作以通过某方式减小电 子音量调控器10L和10R的增益，该方式即基于输入音频信号LIN和 RIN被确定的电子音量调控器IOL和IOR输出信号LOUT和ROUT的 电平，以及电子音量调控器IOL和IOR的增益都不超过先前设定的输 出幅度上限电平Vrefa。由于该增益控制装置的功能，即使当关于电子 音量调控器IOL和IOR的输入音频信号LIN和RIN的电平被提高时， 从电子音量调控器IOL和IOR输出到后面级上提供的功率放大器的音
频信号LOUT和ROUT的电平也被限制在该输出幅度上限电平Vrefa 内，从而避免了后面级内功率放大器内削波的发生。为了避免对有关 该有特征功能的重复说明，在该第一实施例中的操作说明中将清楚说 明特征功能。
接下来，参考图6说明控制器100的具体布置。通过连接(N-l) 块控制单元100(K)(K=1到N-l)来布置该控制器100。这些控制单元 100(K)(K=1到N-l)的每一个都包括触发器101到103、 NAND门111、 低位有效AND门112、 NOR门113、低位有效NOR门114、低位有效 OR门115及AND门116。
在该控制器100中，控制单元100(K)(K=1到N-l)的各个触发器 102构成了电平寄存器REGa，在其中存储上述预测电平数据LVLm的 各个比特LVLm(K)(K-l到N-l)。控制单元100(K)(K=1到N-l)的各个 触发器103构成了上升寄存器REGb，在其中存储上述增益设定电平数 据LVLs的各个比特LVLs(K)(K=l到N-l)。
比较结果信号CMP被输入到各个控制单元IOO(K)的NAND门 111，其中K-1的情况除外，进一步，从较低的门控制单元100 (K-l) 的触发器i02输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm (K-l)被作为 数据LOWLVL输入。比较结果信号CMP和具有H电平的数据 LOWLVL被输入给控制单元100 (1)的NAND门111。然后，NAND 门111的输出信号和触发器102的低位有效输出端的输出信号被输入 到控制单元100(K)(K=1到N-l)的每一个的低位有效OR门115。然后， 在控制单元IOO(K)(K-I到N-l)的每一个的触发器102中，低位有效 OR门115的输出信号被输入给其数据输入端"D";基本时钟BCK被 输入给其时钟端"C";低位有效NOR门114的输出信号被输入给其
低位有效异步复位端R。
结果，在控制单元100(K)的每一个中，K-l除外，在比较结果信
号CMP的电平为H电平的情况下，进一步，从低等级控制单元IOO(K-I)
的触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(K-l)为"1"， NAND门111输出信号的电平为L电平，响应于基本时钟BCK的上升 沿将"1"写入到触发器102，预测电平数据LVLm的比特LVLm(K) 变为"1"。随后，由于通过低位有效OR门115向触发器102的数据 输入端D提供"0"，该"0"相应于触发器102的低位有效输出端的 输出信号，则该输出信号"0"被转换为信号"1"，从而比特LVLm(K) 持续保持"1"直到非激活复位端R被设定为激活电平(L电平)为止。 在控制单元IOO(I)中，由于具有H电平的信号LOWLVL被施加到 NAND门111，当比较结果信号CMP的电平为H电平时，NAND门 111输出信号的电平为L电平，并且预测电平数据LVLm的比特 LVLm(l)为"1"，以响应于基本时钟BCK的上升沿。
比较结果信号CMP和释放时钟RLSCK—N被输入给控制单元 IOO(K)的每一个的低位有效AND门112， K-N-l除外，从高等级控制 单元100(K-l)的触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特 LVLm(K+l)作为数据UPPLVL被输出到该低位有效AND门112。比较 结果信号CMP、释放时钟RLSCK_N、及具有L电平的数据UPPLVL 被输入到控制单元IOO(N-I)的低位有效AND门112。
复位信号RST和低位有效AND门112的输出信号被输入给控制 单元IOO(K)(K-I到N-l)的每一个的NOR门113。在这种情况下，复 位信号是当需要启动AGC电路时，例如当打开电源时，变为激活电平 的信号。
在控制单元100(K)(K=1到N-l)的每一个的触发器101中，NOR 门113的输出信号被输入给数据输入端D;基本时钟BCK—N被输入给 其时钟端"C";复位信号RST—N被输入给其低位有效异步复位端R。 触发器101的高位有效输出端Q的输出端及复位信号RST一N被输入给 控制单元IOO(K)(K-I到N-l)的每一个的低位有效NOR门114。
结果，在控制单元100(K)的每一个中，K^N-1除外，在比较结果
信号CMP的电平为L电平的情况下，进一步，从高等级控制单元 100(K+l)的触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(K+l) 为"0"，释放时钟RLSCLK一N的电平为激活电平("L"电平)，NAND 门112输出信号的电平变为H电平，从而响应于基本时钟BCK一N的 上升沿将"D"写入到触发器101。结果，触发器102的异步复位端R 被设定为激活电平("L"电平)，预测电平数据LVLm的比特LVLm(K) 变为"0"。在控制单元100(N-l)中，由于具有L电平的信号UPPLVL 被施加到了低位有效AND门112，当比较结果信号CMP的电平为L 电平，且释放时钟RLSCK—N为激活电平("L"电平)时，低位有效 AND门112输出信号的电平变为H电平，预测电平数据LVLm的比特 LVLm(K)变为"0"，以响应基本时钟BCK—N的上升沿。
触发器102的高位有效输出端Q的输出信号被输入给控制单元 IOO(K)的每一个的AND门116， K^N-1除外，进一步，从低等级控制 单元100(K-l)的触发器103输出的增益设定电平数据LVLs的比特 LVLs(K-l)作为数据LOWOUT被输出给该AND门116。触发器102的 高位有效输出端Q的输出信号，以及具有H电平的数据LOWOUT被 输入给控制单元IOO(I)的AND门116。
然后，在控制单元100(K)(K=1到N-l)的每一个的触发器103中， AND门116的输出信号被输入给其数据输入端D;上升时钟ATKCK 被输入给其时钟端C;复位信号RST—N被输入给其低位有效异步复位 端"R"。
结果，在控制单元00(K)的每一个中，K=l除外，在从低等级控 制单元IOO(K-I)的触发器103输出的增益设定电平数据LVLs的比特 LVLs(K-l)为"1"的情况下，通过AND门116向触发器103的数据输 入端D提供从触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(K)，
并响应于上升时钟ATKCK的上升沿将其写入到触发器103，然后作为 增益设定电平数据LVLs的比特LVLs(K)被输出。另一方面，在从低等 级控制单元100(K-l)的触发器103输出的增益设定电平数据LVLs的比 特LVLs(K-l)为"0"的情况下，将"0"写入到触发器103中，并将比 特LVLs(K)设定为"0"。在控制单元IOO(I)中，具有H电平的信号 LOWOUT被提供给AND门116。结果，响应于上升时钟ATKCK的上 升沿，从触发器102输出的比特LVLm(l)被写入到触发器103中，然 后，作为增益设定电平数据LVLs的比特LVLs(l)被输出。
上述布置是控制器100的结构。
接下来，在列举具体实例的同时，描述该第一实施例的操作。在 根据该第一实施例的AGC电路中，当输入音频信号LIN和RIN的电平 被提高时，以逐步的方式执行降低电子音量调控器10L和10R的增益 的上升操作。在根据该第一实施例的AGC电路中，当输入音频信号LIN 和RIN的电平被降低时，以逐步的方式执行提高电子音量调控器10L 和IOR的增益的释放操作。
图7是一个时序图，其表示了在根据第一实施例的AGC电路中执 行的上升操作的实例。在该实例中，在启动条件下，参考电平Vr被设 定为等于最小电平的Vr(l);预测电平数据LVLm的所有比特为"0"; 增益设定电平数据LVLs的所有比特为"0"。然后，输入音频信号LIN 的幅度大于输入音频信号RIN的幅度，以如该图所示的方式改变该输 入音频信号LIN。
当图7中所示输入音频信号LIN的第一个波(该图中最左侧的波) 超过了参考电平Vr(l)时，电平判断单元20中OR门23的输出信号电 平变为H电平，从而LPF单元24响应于该H电平输出信号将比较结 果信号CMP的电平设定为H电平。当比较结果信号CMP变为H电平 时，执行第一控制来提高从参考电平发生器30输出的参考电平Vr。更
准确的说，在最低等级控制单元IOO(I)中，NAND门111的输出信号 电平变为L电平，从而响应于电平时钟BCK的上升沿将"1"写入到 触发器102中，因此，预测电平数据LVLm的比特变为"O，…，0001"。 结果，解码器40向参考电平发生器30提供参考电平指定数据DLVL， 该DLVL用于指定参考电平Vr(2)的输出。结果，由参考电平发生器30 产生的参考电平Vr变为Vr(2)。
在这种情况下，如果输入音频信号LIN的电平高于该新的参考电 平Vr(2)，则比较结果信号CMP保持在H电平。在这种情况下，在控 制单元100(2)中，从控制器100(1)提供的比特LVLm(l)为"1"，进一 步，比较结果信号CMP为H电平。结果，NAND门111的输出信号变 为"L"电平，响应于基本时钟BCK的上升沿将"1"写入到触发器102 中，并且预测电平数据LVLm为"0，…，0011"。
随后，直到参考电平Vr超过了输入音频信号LIN的峰值电平，并 且比较结果信号CMP变为L电平为止，响应于基本时钟BCK的上升 沿随后进一步按序写入预测电平数据LVLm的高等级比特。在图7所 示的实例中，在预测电平数据LVLm被定义为"0，…，0111"时，直 到参考电平Vr被设定为Vr(4)为止，响应于基本时钟BCK的上升沿执 行第一控制，该第一控制增加参考电平数据LVLm内的比特"1"，并 提高参考电平Vr。
当输入音频信号LIN下降并低于参考电平V^Vr(4)时，比较结果 信号CMP的电平变为"L"电平。但是，当释放时钟RLSCK—N保持 非激活电平时，即使当比较结果信号CMP吧为L电平时，在所有控制 单元100K(K=1至!]N-1)中，低位有效AND门112的输出信号变为"L" 电平，从而将"0"写入到触发器101中，因此，触发器102没有被重 设。结果，预测电平数据LVLm保持在"0，…，0111"。
在图7所示的实例中，尽管第二个波在输入音频信号LIN的第一
个檐(eave)之后上升，该第二个波的峰值也没有超过参考电平Vr(4)。 结果，在AGC电路中，预测电平数据LVLm和参考电平Vr都没有被 更新。
然后，在图7所示的实例中，在输入音频信号LIN的第二个波之 后，尽管具有比第一个波的峰值电平更大峰值电平的第三个波上升， 但该第三个波的峰值电平对应于参考电平Vr(6)和参考电平Vr(7)之间 的电平。结果，在该AGC电路中，直到预测电平数据LVLm为"0，… 00111111"，且参考电平Vr为Vr(7)为止，重复执行参考电平数据LVLm 和参考电平Vr的更新操作。尽管在该图中没有表示，但在输入音频信 号LIN的电平超过最大参考电平Vr(K-l)的情况下，将在参考电平Vr 到达最大参考电平Vr(K-l)时立即停止预测电平数据LVLm和参考电平 Vr的更新操作。换句话说，当比较结果信号CMP处于"H"电平时重 复执行预测电平数据LVLm和参考电平Vr的更新操作，或者直到参考 电平Vr到达最大值Vr(K-l)为止。
并行于上述操作，在AGC电路中，响应于上升时钟ATKCK，以 逐步的方式执行第三控制，以将增益设定电平数据LVLs接近于预测电 平数据LVLm。
在图7所示的实例中，当增益设定电平数据LVLs对应于"O，…， 0000"，并且预测电平数据LVLm对应于"0，…，0111"时，上升时 钟ATKCK上升。此时，在控制单元IOO(I)中，由于与AND门116相 关的信号LOWOUT的电平是"H"电平("1")，并且进一步，从 触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(l)是"l"，则"l" 被写入到触发器103。结果，增益设定电平数据LVLs变为"0，…， 0001"，其仅通过l个步骤相对于预测电平数据LVLm-"O，…，0111" 而被近似。
以下，当增益设定电平数据LVLs对应于"0，， 0001"时，并
且预测电平数据LVLm对应于"O，…，0111"时，则上升时钟ATKCK 上升。此时，在控制单元100(2)中，由于从低等级控制单元IOO(I)的触 发器103输出的增益设定电平数据LVLs的比特LVLs(l)对应于"1"， 并且从触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(2)对应于 "1"，则"1"被写入到触发器103。结果，增益设定电平数据LVLs 变为"O，…，0011"，其仅通过1个步骤被近似于预测电平数据LVLm=
"o，…，om"。
以下，当增益设定电平数据LVLs对应于"0，…，0011"时，并 且预测电平数据LVLm对应于"O，…，Ollll"时，则上升时钟ATKCK 上升。此时，在控制单元100(3)中，由于从低等级控制单元100(2)的触 发器103输出的增益设定电平数据LVLs的比特LVLs(2)对应于"1"， 并且从触发器102输出的预测电平数据LVLm的比特LVLm(3)对应于 "1"，则"1"被写入到触发器103。结果，增益设定电平数据LVLs 变为"0，…，0111"，其仅通过1个步骤被近似于预测电平数据LVLm=
"o，…，oim"。
如前所述，在根据该第一实施例的AGC电路中，直到参考电平 Vr超过了输入音频信号LIN和RIN的电平为止，预测电平数据LVLm 的比特"l"的总数增加，以响应基本时钟BCK，从而以逐步的方式(第 一控制)提高参考电平Vr。此外，响应于上升时钟ATKCK，以逐步的 方式将增益设定电平数据LVLs近似于预测电平数据LVLm，从而以逐 步的方式(第三控制)降低电子音量调控器IOL和IOR的增益。在这 种情况下，如果上升时钟ATKCK的频率被提高，则该上升时间可被縮 短，即，该降低电子音量调控器IOL和IOR增益到最佳增益所需要的 时间，该最佳增益涉及输入音频信号LIN和RIN的电平。相反，如果 上升时钟ATKCK的频率被降低，则上升时间可被延长。结果，根据该 第一实施例，选择上升时钟ATKCK的频率为合适值，从而可实现期望 的上升时间。
图8是一个时序图，其表示了关于在根据该第一实施例的AGC电
路中执行的释放操作的实例。在该实例中，输入音频信号LIN的幅度 大于输入音频信号RIN的幅度，并且如该图所示，该输入音频信号LIN 下降，其峰值电平低于参考电压Vr(l)。预测电平数据LVLm变为"0，…， 0111"，并且增益设定电平数据LVLs变为"0，…，0111"。
在该图所示的实例中，在输入音频信号LIN低于参考电平 Vr=Vr(4)，并且比较结果信号CMP的电平变为"L"电平之后，释放 时钟RLSCK^N变为激活电平("L"电平)。结果，在控制器100中， 执行第二控制，以降低从参考电平发生器30输出的参考电平Vr。更准 确的说，当释放时钟RLSCK一N的电平变为激活电平("L"电平)时， 在控制单元100(3)中，从高等级控制单元100(4)的触发器102输出的预 测电平数据LVLm的比特LVLm(4)为"0"，从而低位有效AND门112 的输出信号电平变为"H"电平。结果，响应于基本时钟BCK一N的上 升沿，将"0"写入到触发器101中。结果，触发器102的异步复位端 R被设定为激活电平("L"电平)，因此，预测电平数据LVLm的比 特LVLm(3)变为"0"。在控制单元100(2)和IOO(I)中，当基本时钟 BCK—N上升时，从高等级控制单元100(3)和100(2)提供的比特LVLm(3) 和比特LVLm(2)分别为"1"，从而没有将"0"写入到触发器101中， 并且触发器102也没有被重设。结果，响应于基本时钟BCK—N的上升 沿，预测电平数据LVLm被从"O，…，Olll"改变到"O，…，0011"， 并且从参考电平发生器30输出的参考电平Vr被从Vr(4)降低到Vr(3)。
然后，在释放时钟RLSCK—N下降之后，如果第一上升时钟ATKCK 上升，则在控制器100中执行第四控制。更准确的说，在控制器单元 100(3)中，由于对应于触发器102的输出信号的比特LVLm(3)被改变到 了 "0"，则"0"被写入到触发器103中，从而比特LVLs(3)变为"0"。 结果，增益设定电平数据LVLs被从"O，…，0111"改变到了 "0，…， 0011 "，并且电子音量调控器10L和10R的增益被从G(4)提高到了 G(3)。
随后，当比较结果信号CMP的电平是"1"电平时，或者直到参
考电平Vr到达最小值Vr(l)为止，每次当释放时钟RLSCK一N变为激活 电平时，对于预测电平数据LVLm和增益设定电平数据LVLs执行类 似于上述更新操作的更新操作；以逐步方式降低参考电平Vr;以逐步 方式提高电子音量调控器IOL和IOR的增益。在这种情况下，如果释 放时钟RLSCK一N的频率被提高，则释放时间可被縮短，即，将电子音 量调控器10L和10R的增益提高到最佳增益所需的时间，该最佳增益 涉及输入音频信号LIN和RIN的电平。相反，如果释放时钟RLSCK_N 的频率被降低，则释放时间可被延长。结果，根据该第一实施例，选 择释放时钟RLSCK—N的频率为合适值，从而可实现期望的释放时间。
根据上述上升操作和释放操作，以某种方式改变增益设定电平数 据LVLs，该方式即该电平数据LVLs代表至少比输入音频信号LIN和 RIN的信号波形的峰值电平更高的电平，响应于该增益设定电平数据 LVLs，电子音量调控器10L和IOR的增益被自动调整以等于该量级。 在这种情况下，在第一实施例中，即使关于电子音量调控器IOL和IOR， 输入音频信号LIN和RIN的电平被提高时，以某种方式确定增益设定 电平数据LVLs所指示的关于输入音频信号LIN和RIN的电平区段的 增益G(K)(K=1到N)，该方式即关于后面级上提供的功率放大器的从 电子音量调控器IOL和IOR输出的音频信号LOUT和ROUT的电平被 限制在输出幅度上限电平Vrefa内。结果，可以避免在后面级中提供的 功率放大器内产生的削波。在以下提到的说明中，在例示完整实例的 同时，说明在该第一实施例中确定增益G (K)(K=1到N)的方法，以响 应输入音频信号LIN和RIN的电平区段。
图9表示了在该第一实施例中，关于输入音频信号的电平和输出 音频信号LOUT或另一输出音频信号ROUT的电平之间的关系，其中 输出音频信号对应于所述的输入音频信号，以及表示了输入音频信号 的电平和在某条件下设定到电子音量调控器IOL和IOR的增益之间的 另一关系，该条件即由控制器100执行关于电子音量调控器IOL和10R的增益控制操作。准确的说，上述输入音频信号的电平意指输入音频 信号LIN或输入音频信号RIN的更高电平，并可在下文中被简单地称
为"输入音频信号的电平"。进一步，上述输出音频信号LOUT或ROUT 的电平将在下文被简单地称为"输出音频信号的电平"。在该图中， 横坐标表示以dB值为单元的输入音频信号的电平，而纵坐标表示以dB 值为单元的输出音频信号的电平。在该横坐标和纵坐标中，输出幅度 上限电平Vrefa的电平为0dB 。
在该实例中，以某方式确定电子音量调控器IOL和IOR的电阻11 中对应于各个增益G(K)的中心抽头的位置，该方式即增益G(K)(K=1 到N)的数量为Vrefa/Vr(K)。
在输入音频信号的电平低于或等于参考电平Vr(l)的情况下，以最 大增益G(l)在电子音量调控器10L和10R中放大该输入音频信号。结 果，在该情况下，输入音频信号可被放大，而不会破坏该输入音频信 号自身的强/弱对比，然后，该放大后的输入音频信号可被提供给在后 面级上提供的功率放大器。
然后，当输入信号的电平达到参考电平(l)时，输出音频信号的电 平变为{Vrefa/Vr(l)} X Vr(l)=Vrefa，其达到了输出幅度上限值Vrefa。 但是，当输出信号的电平超过了参考电平Vr(l)时，由于待设定到电子 音量调控器IOL和10R的增益G被选择为比增益G(l)更低的增益G(2)， 因而输出音频信号的电平低于输出幅度上限电平Vrefa。结果，可避免 后面级上功率放大器中削波的发生。
然后，当输入信号的电平达到参考电平(2)时，输出音频信号的 电平变为{Vrefa/Vr(2)} X Vr(2)=Vrefa ，其达到了输出幅度上限值 Vrefa。但是，当输出信号的电平超过了参考电平Vr(2)时，由于待设定 到电子音量调控器10L和10R的增益G被选择为比增益G(2)更低的增 益G(3)，因而输出音频信号的电平低于输出幅度上限电平Vrefa。结果， 可避免后面级上功率放大器中削波的发生。
执行与上述操作类似的操作。即，当输入音频信号的电平被提高
时，如果输出音频信号的电平超过了输出幅度上限值Vrefa，则将待设 定到电子音量调控器10L和10R的增益G切换为比第一次提到的增益 更低的增益。
如前所述，当输入音频信号的电平低于或等于参考电平Vr(l)时， 并且进一步，输出音频信号的电平聚集于输出幅度限制电平Vrefa，则 以最大增益G(l)放大该输入音频信号。在输入音频信号的电平超过了 参考电平Vr(l)的情况下，从电子音量调控器10L和IOR提供给后面级 功率放大器的输出音频信号的电平被限制在该输出幅度上限值Vrefa 之内，从而避免了后面级上功率放大器内削波的发生。
图10表示了关于输入音频信号的电平和输出音频信号的电平之 间的关系，以及输入音频信号的电平和设定到电子音量调控器10L和 IOR的增益之间的另一关系的第二实例。在该第二实例中，以某方式控 制电子音量调控器IOL和IOR的增益，该方式即当输入音频信号的电 平高于参考电平Vr(l)时，输出音频信号的电平关于输入音频信号的电 平的斜度变为小于在输入音频信号的电平小于或等于参考电平Vr(l)的 区段内获得的斜度。
为了建立如附图所示的输入音频信号的电平和输出音频信号的电 平之间的关系，在该第二实施例中，以Vu(l)<Vu(2)<, Vu(N-l)=Vrefa 的方式预先确定电平Vu(K)(K-l到N-l)，并且进一步，以各个增益G(K) 的幅度为Vu(K)/Vr(K)的方式确定电子音量调控器10L和10R的电阻 11中对应于各个增益G(K)(K-1到N)的中心抽头的位置。
在该第二实例中，在输入音频信号的电平超过了参考电压Vr(l) 的区段内，执行动态范围压縮，并且提供给后面级上功率放大器的输
出音频信号的电平被限制在输出幅度上限电平Vrefa内，从而可能避免 后面级的功率放大器中削波的发生。在该附图中所示的第二实例中， 以某方式确定参考电平Vr(K)(K=2到N-l)的值，该方式即以等间隔细 分对数轴上参考电平Vr(l)和Vrefa之间的电平宽度。以某方式确定电 平Vu(K)(K=2到N-l)的值，该方式即以等间隔细分对数轴上参考电平 Vu(l)和Vrefa之间的电平宽度。结果，在输入音频信号的电平高于参 考电平Vr(l)的区段内，输出音频信号电平的dB值关于输入音频信号 电平dB值内的增加以线性的方式被充分改变。然而，由于参考电平 Vr(K)(K=2到N-l)的设定以及电平Vu(K)(K=2到N-l)的设定被改变， 可以在输入音频信号的电平高于参考电平Vr(l)的区段内，任意确定输 入音频信号电平的dB值和输出音频信号电平的dB值之间的关系。
如前所述，根据该第一实施例，由于没有使用如VCA这样的非线 性元件，而是使用了作为用于控制增益的装置的电子音量调控器10L 和10R，增益可被控制，而不会使关于输入音频信号的功率放大器的输 出信号失真。在输入音频信号的电平低于或等于预定的参考电平(即 第一实例中的参考电平Vr(l);第二实例中的近似参考电平Vr(N-l)) 的情况下，此外，在输出音频信号的电平处于输出幅度上限电平Vrefa 之内时，通过以相对较高的增益使用电子音量调控器IOL和IOR来放 大该输入音频信号。然后，在输出音频信号的电平超过了输出幅度上 限电平Vrefa时，待设定到电子音量调控器10L和10R的增益被切换 为较低的增益，从而输出音频信号的电平被限制在输出幅度上限电平 Vrefa之内。如前所述，根据该第一实施例，当存在可能产生削波这样 的风险时，增益被减小使得能够避免功率放大器中削波的发生。此外， 根据该第一实施例，由于合适地确定了增益和输入音频信号的电平区 段之间的相应关系，不仅有上述削波避免的效果，还可实现其它效果。 例如，对应于等于大音量区域的电平区段的增益被降低。结果，在动 态范围可被压縮的同时，可减小讨厌的大音量声音(例如，图IO中输 入音频信号的电平高于参考电平Vr(l)的区段)。可选地，对应于等于 小音量的电平区段的增益可被提高，从而可以以舒适的收听音量放大
该小音量声音(例如，图io中输入音频信号的电平小于或等于参考电 平Vr(l)的区段)。进一步，根据该第一实施例，输出幅度上限电平Vrefa 可从外部源被施加到ACTC电路。结果，即使当多种功率放大器被连 接到AGC电路的后面级时，由于输出幅度上限电平Vrefa的数量与输 入电平可允许范围一致，其中通过该输入电平可允许范围，在连接到 后面级的功率放大器中不会产生削波，因而可能避免该功率放大器中 削波的发生。
图11是一个框图，其表示了根据本发明第二实施例的AGC电路 的布置。通过改进上述第一实施例的AGC电路而实现该第二实施例的 AGC电路，其能够根据外部提供的控制信息切换(N-1)种用于定义"N" 种电平区段的参考电平Vr(K)(K=l到N-1)，以及(N)种对应于"N" 种电平区段的增益G(K)(K=1到N)。
在图11中，参考电平发生器30A中提供的电阻31A包括大于(N-1) 的中心抽头，而开关32从这些中心抽头选择一中心抽头，其通过从解 码器40A提供的参考电平指定数据DLVL被指定，并作为参考电平Vr 输出该选择的中心抽头的电压。进一步，使用在电子音量调控器10LA 或10RA中的电阻11A包括大于(N)块的中心抽头，同时切换单元 13A在这些中心抽头中选择从解码器50A提供的增益指定数据DGAIN 指定的中心抽头，然后，将该所选的中心抽头连接到运算放大器12的 非反相输入端。
解码器40A在其中存储多个转换表，该转换表使得从控制器100 输出的预测电平数据LVLm与参考电平指定数据DLVL相关。在这些 转换表中，某个转换表使得用于指定每一个参考电平Vr(K)(K=l到N-l) 的预测电平数据LVLm的每一个与参考电平指定数据DLVL相关，该 DLVL用于指定与图9中表示的每一个参考电平Vr(K)对应的电阻31A 的中心抽头位置。进一步，另一个转换表使得用于指定每一个参考电 平Vr(K)(K-l到N-l)的每一个预测电平数据LVLm与参考电平指定数
据DLVL相关，该DLVL用于指定与图10中表示的每一个参考电平 Vr(K)对应的电阻31A的中心抽头位置。类似地，解码器50A在其中存 储多种转换表，该转换表使得从控制器100输出的增益设定电平数据 LVLs与增益指定数据DGAIN相关。在这些转换表中，某个转换表使 得用于指定每一个增益G(K) (K=l到N)的每一个增益设定电平数据 LVLs与增益指定数据DGAIN相关，该DGAIN指定与图9中所示的每 一个增益G(K) (K=l到N)对应的电阻IIA的中心抽头位置。进一步， 另一转换表使得用于指定每一个增益G(K) (K=l到N)的每一个增益设 定电平数据LVLs与增益指定数据DGAIN相关，该DGAIN指定与图 10中所示的每一个增益G(K) (K=l到N)中对应的电阻IIA的中心抽头 位置。
表选择单元70根据从外部源施加的控制信息向解码器40A和50A 输出表选择信息SEL，同时该表选择信息SEL指定了在从预测电平数 据LVLm向参考电平指定数据DLVL转换中所使用的转换表，并指定 了在从增益设定电平数据LVLs向增益指定数据DGAIN转换中所使用 的转换表。解码器40A和解码器50A执行从预测电平数据LVLm向参 考电平指定数据DLVL的转换，或者从增益设定电平数据LVLs向增益 指定数据DGAIN的转换。
类似地，在该第二实施例中，可实现与上述第一实施例类似的效 果。根据该第二实施例，响应于外部提供的控制信息，AGC电路引发 执行例如图9所示的AGC操作，或者AGC电路引发执行如图10所示 的AGC操作，S卩，可选择由AGC电路执行的AGC操作。
虽然已经描述了本发明的一个实施例，但也可容易地构想根据本 发明的其它实施例。例如，在各个实施例中，当监控输入音频信号LIN 和RIN间的比较结果，以及参考电平Vr时，改变参考电平发生器30 输出的参考电平Vr，从而获得输入音频信号的电平区段，然后，与该 获得的电平区段相应的增益被设定到电子音量调控器10L和IOR。然
而，取代使用这种装置，可选地，输入音频信号可被A/D转换，可基 于从该A/D转换操作产生的数字采样流来获得输入音频信号的峰值电 平；因此，可基于该峰值电平可选地控制电子音量调控器IOL和10R 的增益。
以上已经描述了根据本发明的实施例。但是，本发明不限于此， 可构想其它实施例。
(1 )时钟发生器60可从AGC电路的外部接收指示上升时间和释 放时间的控制信息，并基于该控制信息确定上升时钟ATKCK和释放时 钟RLSCK一N的频率。
(2) 可不在AGC电路内部提供时钟发生器60，执行AGC电路 的音频设备可向AGC电路提供时钟BCK、 BCK—N、 ATKCK、 RLSCK_N、 LPFCK。在这种情况下，可确定从音频设备提供给AGC 电路的时钟ATKCK和RLSCK—N的频率，从而获得适合于该音频设备 的上升时间和释放时间。可通过操作提供到该音频设备的操作装置来 确定时钟ATKCK和RLSCK—N的频率。
(3) 在上述实施例中，基本时钟BCK触发用于提高参考电平的 第一控制，释放时钟RLSCK—N (准确地是，释放时钟RLSCK^N和基 本时钟BCK—N)触发用于降低参考电平的第二控制，上升时钟ATKCK 触发第三控制和第四控制，用于将电子音量调控器10L和10R的增益 近似于参考电平的变化。然而，该实施例可被修改，可以下列方式执 行每个控制。即，基本时钟BCK可触发第一和第二控制，释放时钟 RLSCK—N可触发第三控制，RLSCLK—N可触发第四控制。在该方式中， 通过调整上升时钟ATKCK和释放时钟RLSCK_N的频率，可获得期望 的上升时间和释放时间。
权利要求
1.一种自动增益控制电路，包括电子音量调控器，其以可变增益放大输入音频信号，并输出放大后的输入音频信号；以及增益控制器，其响应于输入音频信号的电平控制所述电子音量调控器的增益，并执行控制操作来降低所述电子音量调控器的增益，从而使得所述电子音量调控器的输出信号电平不超过输出幅度上限电平，其中所述电子音量调控器的输出信号电平基于输入音频信号的电平和所述电子音量调控器的增益而被确定。
2. —种自动增益控制电路，包括电子音量调控器，其以可变增益放大输入音频信号，并输出放大 后的输入音频信号；参考电平发生器，其输出参考电平；电平判断单元，其将输入音频信号的电平与所述参考电平发生器 输出的参考电平进行比较，并输出比较结果来指示输入音频信号的电 平是否高于该参考电平；以及控制器，其基于所述比较结果信号来更新指示输入音频信号的多 个电平区段中输入音频信号电平所属的电平区段的预测电平数据，基 于该预测电平数据控制所述参考电平发生器输出的参考电平，并基于 该预测电平数据控制所述电子音量调控器的增益，从而使得所述电子 音量调控器的增益成为预先相关于输入音频信号电平所属的电平区段 的增益，其中所述电平区段和输入音频信号的增益以这样的方式彼此相 关，即所述电子音量调控器的输出信号电平不超过预先设定的输出幅 度上限电平。
3. 如权利要求2所述的自动增益控制电路，其中所述电平区段和 输入音频信号的增益以这样的方式彼此相关，即小音量声音区域内的 增益被提高，而大音量声音区域内的增益被降低。
4. 如权利要求2所述的自动增益控制电路，其中 所述参考电平发生器分割所述输出幅度上限电平，以产生对应于多个电平区段边界电平的多个参考电平，并输出由控制器选择的多个 参考电平中的一个，控制器基于预测电平数据选择待由所述参考电平发生器输出的多 个参考电平中的一个，以及所述电子音量调控器以由所述控制器从多个增益选择的增益放大 该输入音频信号。
5. 如权利要求4所述的自动增益控制电路，进一步包括切换单元，其根据从外部源给出的控制信息切换多个参考电平和与所述多个电平 区段相关的多个增益。
6. —种自动增益控制电路，包括电子音量调控器，其以可变增益放大输入音频信号，并输出放大 后的输入音频信号；参考电平发生器，其输出参考电平；电平判断单元，其将输入音频信号与所述参考电平发生器输出的 参考电平进行比较，并输出比较结果信号来指示输入音频信号波形的 峰值电平是否高于该参考电平；控制器，其根据预定的各个时钟执行第一、第二、第三和第四控制，其中在比较结果信号指示所述输入音频信号波形的峰值电平高于 所述参考电平时，所述第一控制提高参考电平发生器输出的参考电平，其中当比较结果信号指示所述输入音频信号波形的峰值电平不高 于所述参考电平时，所述第二控制降低参考电平发生器输出的参考电 平，其中所述第三控制降低所述电子音量调控器的增益，以近似于参 考电平的提高，使得所述电子音量调控器的增益成为与该参考电平相 关的合适增益，以及其中所述第四控制提高所述电子音量调控器的增益，以跟随于参 考电平的降低，使得所述电子音量调控器的增益成为与该参考电平相 关的增益。
7. 如权利要求6所述的自动增益控制电路，其中当具有预定频率 的基本时钟的电平成为激活电平时，控制器执行第一控制，当基本时 钟和释放时钟的电平变为激活电平时执行第二控制，并且当具有预定 频率的上升时钟的电平变为激活电平时执行第三和第四控制。
8. 如权利要求7所述的自动增益控制电路，其中 由时钟发生器产生所述基本时钟、释放时钟和上升时钟，以及 所述时钟发生器能够根据从外部源给出的控制信息设定至少释放时钟和上升时钟的频率。
9. 如权利要求7所述的自动增益控制电路，其中所述控制器从外部源接收所述基本时钟、释放时钟和上升时钟。
10. 如权利要求6所述的自动增益控制电路，其中所述电子音量 调控器包括电阻，其插入在所述输入音频信号施加到的音频信号输入端和用于输出所述放大音频信号的音频信号输出端之间；运算放大器，其包括电平被固定的非反相输入端和连接到所述音 频信号输出端的输出端；以及切换部分，其接收指示增益的信息，根据接收到的信息从连接到 所述电阻的多个中心抽头选择中心抽头，并将所选的中心抽头连接到 所述运算放大器的非反相端。
全文摘要
控制器100用于更新指示输入音频信号的电平区段的数据LVLm，并基于代表输入音频信号和参考电平Vr间比较结果的信号CMP来控制参考电平Vr，进一步，以这样的方式控制电子音量调控器10L和10R的增益，即，这些增益成为与所述输入音频信号的电平区段相应的增益。在这种情况下，所述输入音频信号的电平区段以这样的方式与增益相关，即，所述电子音量调控器的输出信号电平不超过预先设定的输出幅度上限电平。
文档编号H03G3/20GK101102098SQ20071012863
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月9日 优先权日2006年7月7日
发明者川合博贤, 田中泰臣, 辻信昭 申请人:雅马哈株式会社