一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路的制作方法

本技术涉及增益控制电路，具体是一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路。

背景技术：

1、在实际的音频应用中，存在这样的情况，音频信号源的平均幅度值(即音幅)在不同时刻不同，从而使得音频输入至下一级或最后一级电路中，其音频输出信号过大而失真或者过小而听不清声音，给用户体验带来困扰。针对这种情况，需要在音频处理电路中增设自动增益控制电路，以消除音频幅度急剧变化时所造成音频输出信号过大或过小的问题。在现有技术中，应用在音频设备中的自动增益控制电路大多数是采用集成芯片来实现，但单颗的集成芯片的缺点在于控制范围不够大，也就是说不能针对音频幅度变化范围大的音频进行有效处理。若需要消除音频幅度变化范围大的音频，则需要采用多个集成芯片并形控制处理，但采用多个芯片并形控制，不仅增加电路的复杂性还增加了成本。因此，需要一种更简单且成本低廉的满足控制范围大的自动增益控制电路。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其能够解决背景技术描述的问题。

2、实现本实用新型的目的的技术方案为：一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，包括光敏电阻r1、发光二极管d1、运算放大模块、dsp音效处理器和二阶rc滤波电路，光敏电阻r1的一端连接用于接收音频信号源的音频输入端in，另一端与运算放大模块的输入端连接，运算放大模块的输出端dsp音效处理器连接，dsp音效处理器的第一输出端与音频输出端out连接，用于输出音频信号，dsp音效处理器的第二输出端与二阶rc滤波电路连接，以向二阶rc滤波电路输出数字调制信号，

3、发光二极管d1位于光敏电阻r1的附近，以使得发光二极管d1发出的光线能够照射到光敏电阻r1上，

4、运算放大模块用于放大光敏电阻r1输入过来的音频信号，

5、dsp音效处理器用于计算当前运算放大模块传输过来的音频信号的平均幅度值，以及用于根据比较计算出的平均幅度值与正常音频信号的平均幅度值的倍数关系结果，调整数字调制信号的电压，以使得数字调制信号经过二阶rc滤波电路后作用在发光二极管d1的电压调整发光二极管d1的发光强度，发光二极管d1的发光强度调节光敏电阻r1的电阻值。

6、进一步地，运算放大模块的输出端通过电容c2与dsp音效处理器连接。

7、进一步地，dsp音效处理器的第二输出端还与调制信号输出端pwm连接，以输出数字调制信号。

8、进一步地，所述数字调制信号为pwm信号。

9、进一步地，调制pwm信号的占空比，以调整数字调制信号的电压。

10、进一步地，发光二极管d1和光敏电阻r1封闭在一个黑暗空间内。

11、进一步地，运算放大模块包括电阻r2、电阻r3、电阻r4和运算器u1a，光敏电阻r1的另一端分别与电阻r3的一端、运算器u1a的正输入端连接，电阻r3的另一端与电阻r4的一端连接后共同接地，电阻r4的另一端分别与电阻r2的一端、运算器u1a的负输入端连接，电阻r2的另一端与运算器u1a的输出端连接后共同与电容c2的一端连接，电容c2的另一端与dsp音效处理器的输入端连接。

12、进一步地，二阶rc滤波电路包括电阻r5、电阻r6、电容c1和电容c3，dsp音效处理器的第二输出端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端、电容c3的一端连接，电容c3的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与电阻r6的另一端连接后共同与发光二极管d1的正极连接，发光二极管d1的负极接地且与电容c1、电容c3之间的连接节点连接。

13、进一步地，dsp音效处理器计算出当前的音频信号的平均幅度值较平时的音频信号幅度平均值增大或缩小n倍，n＞1，则相应的减小或增大输出的数字调制信号的电压，以使得数字调制信号最终作用在发光二极管d1上电压减小或增大，并使得光敏电阻r1的阻值扩大或缩小为原先的3倍，从而使得下一时刻的音频信号依次经过运算放大模块输入、dsp音效处理器后从音频输出端out输出的音频信号幅度平均值仍与原先的一样。

14、进一步地，电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6的阻值依次为10k、10k、10k、500、100，单位为欧姆，电增容c1的电容值为104pf，电容c2的电容值为4.7uf，电容c3的电容值为104pf，光敏电阻r1的电阻值范围为200欧姆-2m。

15、本实用新型的有益效果为：本实用新型可实现2万倍的控制范围，增益控制范围大，并且不需要依赖于集成芯片，只需要通过调整输出的数字调制信号电压即可实现增益，成本更低廉。通过数字调制信号反馈到发光二极管d1上，形成闭环反馈控制，并且将光敏电阻放置在运算放大模块的输入端前面，代替了原先电位器位置，但仍然可实现通电位器的效果。并且由于光敏电阻双向阻值一致性更好，核心元器件只有光敏阻和发光二极管，所以整个自动增益控制电路非常简单。

技术特征：

1.一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，包括光敏电阻r1、发光二极管d1、运算放大模块、dsp音效处理器和二阶rc滤波电路，光敏电阻r1的一端连接用于接收音频信号源的音频输入端in，另一端与运算放大模块的输入端连接，运算放大模块的输出端dsp音效处理器连接，dsp音效处理器的第一输出端与音频输出端out连接，用于输出音频信号，dsp音效处理器的第二输出端与二阶rc滤波电路连接，以向二阶rc滤波电路输出数字调制信号，

2.根据权利要求1所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，运算放大模块的输出端通过电容c2与dsp音效处理器连接。

3.根据权利要求1所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，dsp音效处理器的第二输出端还与调制信号输出端pwm连接，以输出数字调制信号。

4.根据权利要求1所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，所述数字调制信号为pwm信号。

5.根据权利要求4所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，调制pwm信号的占空比，以调整数字调制信号的电压。

6.根据权利要求1所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，发光二极管d1和光敏电阻r1封闭在一个黑暗空间内。

7.根据权利要求1所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，运算放大模块包括电阻r2、电阻r3、电阻r4和运算器u1a，光敏电阻r1的另一端分别与电阻r3的一端、运算器u1a的正输入端连接，电阻r3的另一端与电阻r4的一端连接后共同接地，电阻r4的另一端分别与电阻r2的一端、运算器u1a的负输入端连接，电阻r2的另一端与运算器u1a的输出端连接后共同与电容c2的一端连接，电容c2的另一端与dsp音效处理器的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，二阶rc滤波电路包括电阻r5、电阻r6、电容c1和电容c3，dsp音效处理器的第二输出端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端、电容c3的一端连接，电容c3的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与电阻r6的另一端连接后共同与发光二极管d1的正极连接，发光二极管d1的负极接地且与电容c1、电容c3之间的连接节点连接。

9.根据权利要求8所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，dsp音效处理器计算出当前的音频信号的平均幅度值较平时的音频信号幅度平均值增大或缩小n倍，n＞1，则相应的减小或增大输出的数字调制信号的电压，以使得数字调制信号最终作用在发光二极管d1上电压减小或增大，并使得光敏电阻r1的阻值扩大或缩小为原先的3倍，从而使得下一时刻的音频信号依次经过运算放大模块输入、dsp音效处理器后从音频输出端out输出的音频信号幅度平均值仍与原先的一样。

10.根据权利要求9所述的基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，其特征在于，电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6的阻值依次为10k、10k、10k、500、100，单位为欧姆，电增容c1的电容值为104pf，电容c2的电容值为4.7uf，电容c3的电容值为104pf，光敏电阻r1的电阻值范围为200欧姆-2m欧姆。

技术总结
本技术公开一种基于数字信号控制光敏电阻的音频自动增益控制电路，包括光敏电阻R1、发光二极管D1、运算放大模块、DSP音效处理器和二阶RC滤波电路，光敏电阻R1的一端连接音频输入端IN，另一端与运算放大模块的输入端连接，运算放大模块的输出端DSP音效处理器连接，DSP音效处理器的第一输出端输出音频信号，第二输出端向二阶RC滤波电路输出数字调制信号，发光二极管D1位于光敏电阻R1的附近，运算放大模块用于放大输入过来的音频信号，DSP音效处理器用于比较计算出的平均幅度值与正常音频信号的平均幅度值的倍数关系结果，调整数字调制信号的电压。本技术增益控制范围大，无需集成芯片，成本低廉。

技术研发人员：郑继光,黄小强,明德,张常华,朱正辉,赵定金
受保护的技术使用者：广东保伦电子股份有限公司
技术研发日：20220926
技术公布日：2024/1/13