音量调节电路及方法
【专利摘要】本发明提供了音量调节电路及方法。一种音量调节电路包括：音量调节电阻阵列，根据音量调节信号产生按预定步长变化的突变电压信号；以及音量调节噪声抑制电路，包括：突变前电压产生电路，其提供突变前电压信号；突变电压跟随电路，其提供突变电压信号的当前值；以及连接在突变前电压产生电路与突变电压跟随电路之间的电阻自动变化阵列，其包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一和第二分压电阻分别接收突变前电压信号和突变电压信号的当前值，其中第一分压电阻的电阻值逐渐增大并且第二分压电阻的电阻值逐渐减小，使得其间的分压信号从突变前电压信号朝向突变电压信号的当前值逐渐变化，从而提供缓变输出电压信号。
【专利说明】音量调节电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及信号处理领域，尤其涉及音量调节电路及方法。
【背景技术】
[0002]在很多音频信号处理的过程中都会对声音的大小做调节，例如通过电阻阵列来控制输出电压的大小，从而实现音量调节。随着集成电路的普及，目前大多数的音量调节都是在集成电路内部进行的，其采用MCU (微控制单元)等数字地控制电阻阵列来一步一步地调大音量或者是调小音量，其中每一步都有一个步长，常用的步长有例如0.5dB、ldB、l.5dB
坐寸ο
[0003]图1A和图1B分别示出了传统的音量调节电路的示意图。如图1A和图1B中所示，电阻Rtl~Rn形成音量调节电阻阵列，Btl~Bn是调节音量的开关控制信号，其例如在高电平时有效，使得对应的开关闭合。当Btl~Bn对应于各种不同取值时，电阻Rtl~Rn中的不同电阻被接通，使得输出电压Vott相应地为各种不同电压大小，即对应于不同音量。
[0004]对于图1A中所示的电路，电阻Rtl-Rn连接在运算放大器101的反相输入端与输出端之间，当Btl~Bn中任一位为高电平且其他各位为低电平时，输出电压Vott的大小可以表示如下:
[0005]
【权利要求】
1.一种音量调节电路，其特征在于，包括: 音量调节电阻阵列，其接收输入电压信号并根据音量调节信号产生按预定步长变化的突变电压信号；以及 音量调节噪声抑制电路，其接收所述突变电压信号并产生缓变输出电压信号，其中所述音量调节噪声抑制电路包括: 突变前电压产生电路，其接收所述突变电压信号并提供突变前电压信号，所述突变前电压信号是所述突变电压信号在突变前的电压值或者是与所述突变电压信号在没有产生突变的情况下的波形相吻合的电压波形； 突变电压跟随电路，其接收所述突变电压信号并提供所述突变电压信号的当前值；以及 连接在所述突变前电压产生电路与所述突变电压跟随电路之间的电阻自动变化阵列，所述电阻自动变化阵列包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻接收所述突变前电压信号，所述第二分压电阻接收所述突变电压信号的当前值，其中所述第一分压电阻的电阻值逐渐增大并且所述第二分压电阻的电阻值逐渐减小，使得在所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的分压信号从所述突变前电压信号朝向所述突变电压信号的当前值逐渐变化，从而提供所述缓变输出电压信号。
2.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于: 所述第一分压电阻包括由多个并联电阻形成的第一分压电阻阵列，所述第一分压电阻阵列中的各个电阻从全部接通起相继断开，使得所述第一分压电阻阵列的电阻逐步增大； 所述第二分压电阻包括由·多个并联电阻形成的第二分压电阻阵列，所述第二分压电阻阵列中的各个电阻从全部断开起相继接通，使得所述第二分压电阻阵列的电阻逐步减小。
3.如权利要求2所述的音量调节电路，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列中并联的电阻分别具有逐渐增大的电阻值，且所述第二分压电阻阵列中并联的电阻分别具有逐渐增大的电阻值。
4.如权利要求3所述的音量调节电路，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列和所述第二分压电阻阵列中并联的电阻分别具有按2nR增大的电阻值，其中η为非负整数。
5.如权利要求4所述的音量调节电路，其特征在于: 所述缓变输出电压信号表述如下
6.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于: 所述第一分压电阻包括由多个串联电阻形成的第一分压电阻阵列，所述第一分压电阻阵列中的各个电阻从全部被短接起逐渐增加被接通的电阻，使得所述第一分压电阻阵列的电阻逐步增大； 所述第二分压电阻包括由多个串联电阻形成的第二分压电阻阵列，所述第二分压电阻阵列中的各个电阻从全部接通起逐渐减少被接通的电阻，使得所述第二分压电阻阵列的电阻逐步减小。
7.如权利要求6所述的音量调节电路，其特征在于，所述电阻自动变化阵列还包括: 译码电路，其将时钟信号D〈n: 0>译码成m个独立的开关控制信号B (m-Ι)~B0，以分别控制所述第一分压电阻和所述第二分压电阻中的电阻的通断，其中η为非负整数，m=2n+1。
8.如权利要求6所述的音量调节电路，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列和所述第二分压电阻阵列中串联的电阻具有相同的电阻值。
9.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，所述突变前电压产生电路包括: 采样保持器，其采样并保持所述突变电压信号在突变前的电压值作为所述突变前电压信号，并将所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻。
10.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于: 所述突变前电压信号是所述突变电压信号的实时值增大一个步长或减小一个步长。
11.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，所述突变电压跟随电路包括:第一运算放大器，其正相输入端接收所述突变电压信号，并且其反相输入端提供所述突变电压信号。
12.如权利要求11所述的音量调节电路，其特征在于，所述突变前电压产生电路包括: 分压电阻串，其连接至所述第一运算放大器的反相输入端并根据所述突变电压信号产生所述突变电压信号增大一个预定步长的电压值以及所述突变电压信号减小一个预定步长的电压值；以及 选择开关，其中如果所述突变电压信号的变化是增大一个预定步长，则所述选择开关将所述突变电压信号减小一个预定步长的电压值作为所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻；如果所述突变电压信号的变化是减小一个步长，则所述选择开关将所述突变电压信号增大一个预定步长的电压值作为所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻。
13.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，所述音量调节电阻阵列包括多个串联的电阻，所述多个串联的电阻根据音量调节信号依次接通，使得所述音量调节电阻阵列的电阻逐步增大，从而产生按预定步长变化的突变电压信号。
14.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，还包括: 第二运算放大器，所述第二运算放大器与所述音量调节电阻阵列并联并在所述第二运算放大器的输出端提供所述突变电压信号。
15.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，还包括: 第二运算放大器，所述第二运算放大器接收并输出由所述音量调节噪声抑制电路产生的缓变输出电压信号。
16.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，所述音量调节噪声抑制电路还包括: RC低通滤波器，用于对所述电阻自动变化阵列输出的所述缓变输出电压信号进行滤波，从而得到平滑的缓变输出电压信号。
17.如权利要求1所述的音量调节电路，其特征在于，所述缓变输出电压信号是所述电阻自动变化阵列使所述突变电压信号的一个步长再细分多次得到的细分阶跃输出电压信号，其中该细分采用足够多的步数，使得所述细分阶跃输出电压信号趋近于模拟滑动变阻器的变化过程。
18.—种音量调节方法，其特征在于，包括: 接收输入电压信号并根据音量调节信号产生按预定步长变化的突变电压信号； 将突变前电压信号提供给第一分压电阻，所述突变前电压信号是所述突变电压信号在突变前的电压值或者是与所述突变电压信号在没有产生突变的情况下的波形相吻合的电压波形； 将所述突变电压信号的当前值提供给第二分压电阻，其中所述第一分压电阻和第二分压电阻串联；以及 使所述第一分压电阻的电阻值逐渐增大并且所述第二分压电阻的电阻值逐渐减小，使得在所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的分压信号从所述突变前电压信号朝向所述突变电压信号的当前值逐渐变化，以提供缓变输出电压信号。
19.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，所述第一分压电阻包括由多个并联电阻形成的第一分压电阻阵列并且所述第二分压电阻包括由多个并联电阻形成的第二分压电阻阵列，其中使所述第一分压电阻的电阻值逐渐增大并且所述第二分压电阻的电阻值逐渐减小进一步包括: 将所述第一分压电阻阵列中的各个电阻从全部接通起相继断开，使得所述第一分压电阻阵列的电阻逐步增大；以及 将所述第二分压电阻阵列中的各个电阻从全部断开起相继接通，使得所述第二分压电阻阵列的电阻逐步减小。
20.如权利要求19所述的音量调节方法，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列中并联的电阻分别具有逐渐增大的电阻值，且所述第二分压电阻阵列中并联的电阻分别具有逐渐增大的电阻值。
21.如权利要求20所述的音量调节方法，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列和所述第二分压电阻阵列中并联的电阻分别具有按2nR增大的电阻值，其中η为非负整数。
22.如权利要求21所述的音量调节方法，其特征在于: 所述缓变输出电压信号表述如下
23.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，所述第一分压电阻包括由多个串联电阻形成的第一分压电阻阵列并且所述第二分压电阻包括由多个串联电阻形成的第二分压电阻阵列，其中使所述第一分压电阻的电阻值逐渐增大并且所述第二分压电阻的电阻值逐渐减小进一步包括: 将所述第一分压电阻阵列中的各个电阻从全部被短接起逐渐增加被接通的电阻，使得所述第一分压电阻阵列的电阻逐步增大；以及 将所述第二分压电阻阵列中的各个电阻从全部接通起逐渐减少被接通的电阻，使得所述第二分压电阻阵列的电阻逐步减小。
24.如权利要求23所述的音量调节方法，其特征在于，还包括: 将时钟信号D〈n:0>译码成m个独立的开关控制信号B (m-Ι)~B0，以分别控制所述第一分压电阻和所述第二分压电阻中的电阻的通断，其中η为非负整数，m=2n+1。
25.如权利要求23所述的音量调节方法，其特征在于: 所述第一分压电阻阵列和所述第二分压电阻阵列中串联的电阻具有相同的电阻值。
26.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，还包括: 采样并保持所述突变电压信号在突变前的电压值作为所述突变前电压信号，并将所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻。
27.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于: 所述突变前电压信号是所述突变电压信号的实时值增大一个步长或减小一个步长。
28.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，还包括: 根据所述突变电压信号产生所述突变电压信号增大一个预定步长的电压值以及所述突变电压信号减小一个预定步长的电压值；以及 如果所述突变电压信号的变化是增大一个预定步长，则将所述突变电压信号减小一个预定步长的电压值作为所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻；如果所述突变电压信号的变化是减小一个步长，则将所述突变电压信号增大一个预定步长的电压值作为所述突变前电压信号提供给所述第一分压电阻。
29.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，还包括: 根据音量调节信号使多个串联的电阻依次接通以产生逐步增大的电阻，从而产生按预定步长变化的突变电压信号。
30.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，还包括: 对所述缓变输出电压信号进行滤波，从而得到平滑的缓变输出电压信号。
31.如权利要求18所述的音量调节方法，其特征在于，所述缓变输出电压信号是所述第一分压电阻和第二分压电阻使所述突变电压信号的一个步长再细分多次得到的细分阶跃输出电压信号，其中该细分采用足够多的步数，使得所述细分阶跃输出电压信号趋近于模拟滑动变 阻器的变化过程。
【文档编号】H03G3/20GK103716737SQ201310755395
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】潘华兵, 胡铁刚 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司