一种基于agc技术的便携式扩音器功率控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子技术、自动控制和信号处理等领域，尤其是涉及电子电路设计问题，可以直接应用于便携式扩音器的自适应功率控制，还可以扩展应用于移动通信、光纤通信、仪器仪表基带信号处理前端的信号调理。
技术背景
[0002]便携式扩音器由于其成本低、体积小、使用方便而广泛应用在教学、科学交流、产品推广等场合。这类扩音器，通常由佩戴式麦克风、内置有音频放大器和喇叭的腰跨式发声装置组成。目前市面上的产品和已公开的该类专利，音频放大器仅仅是对麦克风输入的音频信号进行等增益放大。事实上，使用者在发声过程中总不可避免的会有一些肢体动作，尤其是头部的动作，导致声源与麦克风的距离产生变化，进而导致麦克风输出到放大器的语音信号忽大忽小，最终导致扩音器发出的声音忽强忽弱，严重影响听众的听觉体验。本实用新型提供一种基于AGC (自动增益控制)技术的便携式扩音器功率控制装置，该装置能对频率范围为ΙΟΗζ-ΙΜΗζ、幅度范围为1mVp-1OVp的信号进行处理，输出功率恒定的语音信号。负载为50 Ω时，输出功率可控范围为2mW-2W。所述功率控制装置具有输出功率恒定、输出功率可控范围大、成本低的优点。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，该装置能对频率范围为ΙΟΗζ-ΙΜΗζ、幅度范围为1mVp-1OVp的信号进行处理，可以根据麦克风的语音信号大小自适应的调整放大器的放大倍数，使得最后输出的语音信号为功率恒定的语音信号，克服现有便携式扩音器信号忽强忽弱的缺陷。负载为50Ω时，输出功率可控范围为2mW-2W。所述功率控制装置具有输出功率恒定、输出功率可控范围大、成本低的优点。本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，包括微控制器模块、幅度调整模块、功率检测模块、前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块。所述微控制器模块分别与幅度调整模块、功率检测模块连接；所述幅度调整模块与程控放大模块连接；所述功率检测模块与固定放大模块连接；所述前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块依次连接。
[0004]进一步，本实用新型所述微控制器模块为32位低功耗ARM内核单片机，所述单片机自带12bitADC，用于所述功率控制装置的数据采集、参数计算、控制信号生成。
[0005]进一步，本实用新型所述幅度调整模块包括DAC子模块与反相器，用于产生控制程控放大模块增益的控制电压。
[0006]进一步，本实用新型所述功率检测模块包括真有效值检测芯片，用于检测固定放大模块输出信号的真有效值，进而检测出相应的功率。
[0007]进一步，本实用新型所述前置衰减模块采用低噪声、低失调、大输入范围的双电源轨至轨型通用型运放，用于固定衰减输入信号-14dB以适应信号的大动态输入范围。
[0008]进一步，本实用新型所述程控放大模块采用具有可编程功能的压控放大器，用于在-40dB — 34dB电压增益内程控放大信号。
[0009]进一步，本实用新型所述固定放大模块采用低噪声、低失调电压型运放进行20dB固定增益放大，提高系统的放大能力。
[0010]进一步，本实用新型所述功率放大模块包括扩压和扩流两部分，用于实现有可能出现的大电压和大电流输出需要，末级功放的扩压采用高电压大电流输出专用放大器放大20dB，扩流则采用扩流缓冲BufT芯片并联而成。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，其中。
[0012]图1为本实用新型系统组成框图。
[0013]图2为本实用新型程控放大电路原理图。
[0014]图3为本实用新型功率放大电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0016]如图1所示的系统组成框图中。本实用新型提供一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置。包括微控制器模块、幅度调整模块、功率检测模块、前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块。所述微控制器模块分别与幅度调整模块、功率检测模块连接；所述幅度调整模块与程控放大模块连接；所述功率检测模块与固定放大模块连接；所述前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块依次连接。
[0017]所述微控制器模块采用德州仪器32位低功耗ARM内核单片机一一TM4C123GH6PMI，用于所述功率控制装置的数据采集、参数计算和控制信号生成。
[0018]所述幅度调整模块包括DAC子模块与反相器，用于产生控制程控放大模块增益的控制电压。DAC子模块采用德州仪器的12bit精度TLV5618。
[0019]所述功率检测模块包括真有效值检测芯片AD637，用于检测固定放大模块输出信号的真有效值，进而检测出相应的功率。AD637检测输出的信号为直流信号，该信号送入到单片机内置的ADC中进行采集。
[0020]所述前置衰减模块采用低噪声、低失调、大输入范围的双电源轨至轨型通用型运放0PA227，用于固定衰减输入信号-14dB以适应信号的大动态输入范围。
[0021]所述程控放大模块采用具有可编程功能的压控放大器VCA810，用于在_40dB—34dB电压增益内程控放大信号。如图2所示的程控放大电路原理图中，由单片机控制D/A模块产生O?2V的增益控制电压信号经过0P07反相器后输入VCA810实现_40dB?+40dB增益控制，与前置衰减模块级联后实现_54dB?+26dB的增益控制范围。但考虑到VCA810实际的正增益范围达不到+40dB，在此设置为-40dB?+34dB，与前置放大电路级联后实际实现-54dB ?+20dB。
[0022]所述功率放大模块包括扩压和扩流两部分，用于实现可能出现的大电压和大电流输出需要，末级功放的扩压采用高电压大电流输出专用放大器放大20dB，扩流则采用扩流缓冲Buff芯片并联而成。如图3所示功率放大电路原理图为20dB末级放大。需要说明的是，此装置中功放处理的输出信号其电压摆幅很大(20Vpp)、频率范围(O?2MHz)。在模拟电路设计中，当同时有大摆幅和大带宽输出要求时，那么需要考虑一个重要的参数指标——压摆率。压摆率与带宽之间的关系:BW=压摆率/ (2 *Vpp)，是用来衡量一个放大器是否能跟上快速变化信号能力的一个指标。如果需要考虑此参数时，一般选择电流型运放，这是由于电流型运放具有更高的压摆率。此处选择的运放THS3091其压摆率为7300 V/Ks，输出电流为±250 mA，其大信号带宽为420MHz。在满足系统20V电压峰峰值输出时的带宽为:BW= (7300 V/^s)/ (2π*2.808*6)=69MHz，所以末级功放放大20dB、输出峰峰值20V时仍然有69MHz的带宽。但是其输出电流仅有250 mApp，为满足输出功率的要求(输出电流为2App)，使用五片BUF634并联(BUF634最大输出电流为250mA)，其输出功率满足要求。
【主权项】
1.一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于，包括微控制器模块、幅度调整模块、功率检测模块、前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块；所述微控制器模块分别与幅度调整模块、功率检测模块连接；所述幅度调整模块与程控放大模块连接；所述功率检测模块与固定放大模块连接；所述前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块依次连接。2.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述微控制器模块为32位低功耗ARM内核单片机。3.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述幅度调整模块包括DAC子模块与反相器。4.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述功率检测模块包括真有效值检测芯片。5.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述前置衰减模块采用低噪声、低失调、大输入范围的电压型运放。6.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述程控放大模块采用具有可编程功能的压控放大器。7.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述固定放大模块采用低噪声、低失调电压型运放。8.根据权利要求1所述的一种基于AGC技术的便携式扩音器功率控制装置，其特征在于所述功率放大模块包括扩压子模块与扩流子模块两部分。
【专利摘要】为使便携式扩音器的声音强度恒定，本实用新型提供一种基于AGC（自动增益控制）技术的便携式扩音器功率控制装置。该功率控制装置包括微控制器模块、幅度调整模块、功率检测模块、前置衰减模块、程控放大模块、固定放大模块及功率放大模块。所述功率控制装置能对频率范围为10Hz-1MHz、幅度范围为10mVP-10VP的信号进行处理，输出功率恒定的语音信号。负载为50Ω时，输出功率可控范围为2mW-2W。所述功率控制装置具有输出功率恒定、输出功率可控范围大、成本低的优点。
【IPC分类】H04R3/00, H03G3/20
【公开号】CN204836097
【申请号】CN201520637593
【发明人】钱莹晶, 张仁民, 朱俊标, 唐文彬
【申请人】怀化学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月24日