一种音频信号边沿波形控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开的一种音频信号边沿波形控制电路包括含有微控制器的脉宽调制器单元（001）、低通滤波单元（002）和跟随单元（003），所述含有微控制器的脉宽调制器单元对输入信号进行调制后产生相应脉宽的调制波，该调制波再经低通滤波单元滤除调制波中的高次谐波后即形成音频信号边沿控制波形，该音频信号边沿控制波形再经跟随单元后形成的可以输出音频信号边沿控制波形信号。有效地解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题。同时，能够使输出的音频信号包络波形更加柔和、细腻，更符合人耳听觉特性，所述电路具有实现方法简单、硬件成本低的优点。
【专利说明】一种音频信号边沿波形控制电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频信号边沿波形控制技术，尤其涉及一种音频信号边沿波形控制电路。
【背景技术】
[0002]医疗器械报警系统的行业标准，从触发声音报警的医学条件到声音报警的频率和波形都进行了详尽的描述。在医用报警仪器发生警报时，医护人员期望能从声音报警中推断出报警的紧急程度、报警的性质、甚至报警的原因，以便于采取相应的措施应对突发情况。根据标准规定都要求音频信号具有梯度形式，即要求声音报警信号具有上升沿及下降沿。如何制作报警音的上升沿与下降沿是一个待解决的问题。现有技术中对声音报警信号上升沿及下降沿梯度的控制会采用集成电路芯片(如DAC转换芯片等)，该种方式硬件成本较高，电路较复杂。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种音频信号边沿波形控制电路，采用含有微控制器的脉宽调制器单元、低通滤波单元和跟随单元的技术方案，有效地
解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:一种音频信号边沿波形控制电路，包括含有微控制器的脉宽调制器单元、低通滤波单元和跟随单元，所述含有微控制器的脉宽调制器单元对输入信号进行调制后产生相应脉宽的调制波，该调制波再经低通滤波单元滤除当中的高次谐波后即形成控制音频包络线边沿波形，该音频信号边沿波形再经末级跟随单元后形成的可以输出控制音频包络线边沿波形信号。
[0005]本发明由含有微控制器的脉宽调制器单元输出呈现占空比渐次线性上升或下降变化的脉冲序列，经由低通滤波单元将内中的高次谐波滤除后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化，再经由末级跟随单元产生所需的边沿报警音输出。
[0006]本发明所述含有微控制器的脉宽调制器单元依照时间顺序将相应的占空比和该占空比持续的时间输向其内部的脉宽调制器，脉宽调制器即输出相应脉宽的调制波形；该调制波形在输入低通滤波器的作用下将输入调制波形当中的高频成分经由低通滤波单元的低通部分进行过滤并将低频成分进行积分，在经过低通滤波单元后，即在时间上顺次变化占空比在经过低通滤波单元后转化为在波形包络线上升沿或下降沿的波形特征。
[0007]本发明所述的低通滤波单元包含一节RC低通滤波器电路或二节或多节RC低通滤波器电路。
[0008]本发明所述所述末级跟随单元为集成电路或NPN型晶体管或N沟道场效应管。
[0009]本发明通过采用含有微控制器的脉宽调制器单元、低通滤波单元和末级跟随单元的技术方案，有效地解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题。设置的含有微控制器的脉宽调制器单元对输入信号经过含有微控制器的脉宽调制器单元调制后产生相应脉宽的调制波，该调制波再经又低通滤波单元滤除当中的高次谐波后即形成一种控制音频包络线边沿波形，该一种控制音频包络线边沿波形再经跟随单元后形成的一种可以输出控制音频包络线边沿波形信号。综上只要适当的控制含有微控制器的脉宽调制器单元的输入信号就可实现报警音频信号按时间顺序所需递增或递减的边沿波形，有效地解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题。同时，能够使输出的音频信号包络波形更加柔和、细腻，更符合人耳听觉特性，所述电路具有实现方法简单、硬件成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构方框图。
[0011]图2为本发明实施例1的电路原理图。
[0012]图3为本发明的微控制器输向脉宽调制器波形图。
[0013]图4为本发明的报警音输出波形图。
[0014]图5为本发明实施例2的电路原理图。
[0015]图6为本发明实施例3的电路原理图。
[0016]图中:001、脉宽调制器单元，002、低通滤波单元，003、末级跟随单元。
【具体实施方式】
[0017]结合附图，通过实施例对本发明进一步详细说明。
[0018]实施例1
如图1所示:本实施例所述的一种音频信号边沿波形控制电路包括含有微控制器的脉宽调制器单元001、低通滤波单元002和末级跟随单元003，所述低通滤波单元002分别与含有微控制器的脉宽调制器单元001和跟随单元003连接。所述含有微控制器的脉宽调制器单元001选用的是公知产品，包含由单片微型计算机、微控制器、DSP芯片、FPGA芯片、CPLD芯片等实现脉宽调制器功能含有控制器的所有硬件构型。本实施例选用的是PIC16F690和包含脉宽调制器的所有微控制器，能够实现0-100%的调制范围而不存在死区；所述低通滤波单元002包含一节RC低通滤波器电路，所述的低通滤波器电路也可以是二节或多节，选用的也是公知产品(其中，R规格:24k Ω，0.24W ；C规格:0.01uF，25V);所述末级跟随单元003为集成电路Ul，选用的也是公知产品(型号:LMV324I)。
[0019]本实施例使用时，通过控制输入(图3所示的时序波形图)，根据阶梯波信号。如控制输入信号渐次线性上升或下降变化；经由含有微控制器的脉宽调制器单元001输出呈现占空比渐次线性上升或下降变化的脉冲序列，这种占空比渐次线性上升或下降变化的脉冲序列经由低通滤波单元002将内中的高次谐波滤除后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化，再经由末级跟随单元003产生所要求的能量的报警音输出(图4所示的时序波形)，这种边沿报警音输出更符合人耳听觉特性也更加柔和、细腻且光滑。
[0020]如图2所示:含有微控制器的脉宽调制器单元001根据要实现的上升沿或下降沿的全部时间在时间上进行平均划分划分后的波形如图2，然后，将相应电压和100%时的电压相除转化成为相应的占空比D1，D2，D3，…，微控制器依照时间顺序将相应的占空比和该占空比持续的时间输向其内部的脉宽调制器，脉宽调制器即输出相应脉宽的调制波形；该调制波形即是输向低通滤波单元的输入信号，在输入低通滤波器的作用下将输入调制波形当中的高频成分经由低通滤波单元的低通部分进行过滤并将低频成分进行积分，在经过低通滤波单元后，即在时间上顺次变化占空比在经过低通滤波单元后转化为在波形包络线上升沿或下降沿的波形特征。由于，低通滤波单元不能带很大的负载的缘故，故在末端加跟随单元完成与后级的隔离后用于信号输出。
[0021]实施例2
如图5所示:本实施例所述的音频信号边沿波形控制电路，是在实施例1的结构基础上，所述的末级跟随单元003采用NPN型晶体管Ql替代集成电路Ul起到末级跟随作用。本实施例的工作原理与实施例图1相同，前面已做说明在此不再赘述。
[0022]实施例3
如图6所示:本实施例所述的音频信号边沿波形控制电路，是在实施例1的结构基础上，所述的末级跟随单元003采用N沟道场效应管Ql替代集成电路Ul起到末级跟随作用。本实施例的工作原理与实施例图1相同，前面已做说明在此不再赘述。
【权利要求】
1.一种音频信号边沿波形控制电路，其特征是:包括含有微控制器的脉宽调制器单元(001)、低通滤波单元(002)和跟随单元(003)，所述含有微控制器的脉宽调制器单元对输入信号进行调制后产生相应脉宽的调制波，该调制波再经低通滤波单元滤除调制波中的高次谐波后即形成音频信号边沿控制波形，该音频信号边沿控制波形再经跟随单元后形成的可以输出音频信号边沿控制波形信号。
2.根据权利要求1所述的音频信号边沿波形控制电路，其特征是:所述的含有微控制器的脉宽调制器单元(001)输出呈现占空比渐次线性上升或下降变化的脉冲序列，经由低通滤波单元(002)将内中的高次谐波滤除后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化，再经由末级跟随单元(003)产生所需的边沿报警音输出。
3.根据权利要求1所述的音频信号边沿波形控制电路，其特征是:所述含有微控制器的脉宽调制器单元(001)依照时间顺序将相应的占空比和该占空比持续的时间输向其内部的脉宽调制器，脉宽调制器即输出相应脉宽的调制波形；该调制波形在输入低通滤波器的作用下将输入调制波形当中的高频成分经由低通滤波单元的低通部分进行过滤并将低频成分进行积分，在经过低通滤波单元后，即在时间上顺次变化占空比在经过低通滤波单元后转化为在波形包络线上升沿或下降沿的波形特征。
4.根据权利要求1所述的音频信号边沿波形控制电路，其特征是:所述的低通滤波单元(002)包含一节RC低通滤波器电路或二节或多节RC低通滤波器电路。
5.根据权利要求1所述的音频信号边沿波形控制电路，其特征是:所述所述末级跟随单元(003)为集成电路Ul或NPN型晶体管Ql或N沟道场效应管Ql。
【文档编号】H03K3/017GK104518761SQ201510025086
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月19日 优先权日:2015年1月19日
【发明者】王勇, 徐季霞, 郜时兴, 葛苒 申请人:河南西瑞医疗电子技术有限公司