一种控制音频包络线边沿波形的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频信号包络线制作技术，尤其涉及一种控制音频包络线边沿波形的电路。
【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)，该种方式存在硬件成本较高，电路较复杂的弊端。
【发明内容】
[0003]本发明的目的由此产生，提出一种控制音频包络线边沿波形的电路。有效地解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题，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，具有制作方便简单、硬件成本低、硬件重复再用率高的特点。
[0004]为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:一种控制音频包络线边沿波形的电路，包括稳压器单元、数字电位器单元、控制和报警音输出单元，所述的稳压器单元产生稳定的直流电提供给数字电位器单元和控制单元，所述的数字电位器单元受控于控制单元，控制单元分别将连接于数字电位器单元的CS端拉到低电平，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到高电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与上升阶梯波保持一致，在产生上升沿波形后，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到低电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与下降阶梯波保持一致，产生下降边沿的波形。
[0005]本发明所述的数字电位器单元由外部接口部分、控制和存储部分、半导体电阻部分和输出缓冲部分组成，该数字电位器单元的CS端是数字电位器片选端、U/D端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动的方向控制端，INC端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动一个档位的控制端，数字电位器单元的中间抽头能够在上升或下降上受控变化。
[0006]本发明所述的控制单元为单片机或者是DSP数字信号处理器或者是MCU微控制单元，其通过控制数字电位器单元的中间抽头，由数字电位器单元的中间抽头输出呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿，这种呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿经由位于输出的电容器C2平波后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化。
[0007]本发明通过采用包含稳压器单元、数字电位器单元和控制单元的技术方案，有效地解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题。设置的稳压器单元将外部提供的直流电压变换成数字电位器单元和控制单元需要的稳定的直流电压并供应给数字电位器单元和控制单元，控制单元通过控制数字电位器的外部三个接口引脚(分别为:CS端，U/D端和INC端)的中间抽头，当需要上升沿的波形时只需按照上升阶梯波的形式相应顺次将中间抽头向上调高即可实现，但要产生下降沿的波形必需在产生了上升沿的波形之后进行即按照下降阶梯波的形式相应顺次将中间抽头向下调高即可实现。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、硬件重复再用率高和满足新标准所需效率高费用低的优点。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构方框图。
[0009]图2为本发明的电路原理图。
[0010]图3为本发明的脉冲数波形图。
[0011]图4为本发明报警音输出波形示意图。
【具体实施方式】
[0012]结合附图，对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限以下实施例。
[0013]如图1结合图2所示:本实施例所述的控制音频包络线边沿波形的电路包括稳压器单元001、数字电位器单元002、控制单元003和报警音输出单元，所述稳压器单元001采用的是公知的稳压器，其对输入直流经过稳压后产生所要求的稳定直流(+9V)，分别给数字电位器单元002和控制单元003提供稳定直流电压。
[0014]所述的数字电位器单元002采用的是公知产品(CATALYS公司CAT5111)，其由外部接口部分、控制和存储部分、半导体电阻部分和输出缓冲部分组成，带有100个抽头非易失性电位器，数字电位器单元002的CS端是数字电位器片选端、U/D端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动的方向控制端，INC端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动一个档位的控制端。数字电位器单元002的中间抽头能够在两个方向(指上升或下降)上受控变化。仅当数字电位器单元002的CS端为低电平和U/D端为低电平时，INC端每产生一个脉冲能使报警音输出端降低VCC/100电压；仅当数字电位器单元002的CS端为低电平和U/D端为高电平时，INC端每产生一个脉冲能使报警音输出端增加VCC/100电压；
所述控制单元003可以是单片机或者是DSP (数字信号处理器)或者是MCU (微控制单元)等微控制器，但是不局限这些。其通过控制数字电位器单元002的中间抽头，即根据阶梯波规律进行相应变化。当需要上升沿的波形时只需按照上升阶梯波的形式相应顺次将中间抽头向上调高即可实现，但要产生下降沿的波形必需在产生了上升沿的波形之后进行即按照下降阶梯波的形式相应顺次将中间抽头向下调高即可实现。如:控制单元003控制输入信号在某一方向渐次线性上升或下降变化后，经由数字电位器单元002的中间抽头输出呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿，这种呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿经由位于输出的电容器C2平波后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化，从而满足报警音输出的行业标准要求，这种边沿报警音输出更符合人耳听觉特性也更加柔和、谐波含量丰富、细腻。如图3输出的报警音的时序波形图。
[0015]本实施例使用时，如图2所示:首先，稳压器单元001接受外部直流电源输入(t匕如:直流9V)经过稳压器单元001稳压产生稳定5V直流，这稳定5V直流通过布线分别提供给数字电位器单元002和控制单元003，接着，数字电位器单元002受控于控制单元003，控制单元003分别将连接于数字电位器单元002的CS端拉到低电平，将连接于数字电位器单元002的U/D端拉到高电平，并输向数字电位器单元002的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间必需和上升阶梯波保持一致，这样产生上升边沿的波形；在产生上升沿波形后，将连接于数字电位器单元002的U/D端拉到低电平，并输向数字电位器单元002的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间必需和下降阶梯波保持一致，这样产生下降边沿的波形。
[0016]图4是产生图3输出结果的INC端输入脉冲数的波形显示。操作过程如下:准备状态:数字电位器单元002的CS端为低电平和U/D端为高电平时，INC端为低电平。
[0017]I) INC端产生第一个脉冲并保持如图4的左边标有I的区段，则报警音输出端增加VCC/100电压；
2)INC端产生第二个脉冲并保持如图4的左边标有2的区段，则报警音输出端再增加VCC/100 电压；
3)INC端产生第三个脉冲并保持如图4的左边标有3的区段，则报警音输出端再增加VCC/100 电压；
4)INC端产生第四个脉冲并保持如图4的左边标有4的区段，则报警音输出端再增加VCC/100 电压；
5)INC端产生第五个脉冲并保持如图4的左边标有5的区段，则报警音输出端再增加VCC/100 电压；
注意:以下U/D端为低电平并保持；
6)INC端产生第一个脉冲并保持如图4的右边标有6的区段，则报警音输出端降低VCC/100 电压；
2)INC端产生第二个脉冲并保持如图4的右边标有7的区段，则报警音输出端再降低VCC/100 电压；
3)INC端产生第三个脉冲并保持如图4的右边标有8的区段，则报警音输出端再降低VCC/100 电压；
4)INC端产生第四个脉冲并保持如图4的右边标有9的区段，则报警音输出端再降低VCC/100 电压；
说明:在上述1)~5)并在区段1~4产生了图4的左边上升沿波形；
在区段5产生了图4的波形上平顶部分；
在6) ~9)并在区段6~9产生了图4的右边下降沿波形。
【主权项】
1.一种控制音频包络线边沿波形的电路，其特征是:包括稳压器单元(001)、数字电位器单元(002)、控制(003)和报警音输出单元，所述的稳压器单元产生稳定的直流电提供给数字电位器单元和控制单元，所述的数字电位器单元(002)受控于控制单元(003)，控制单元分别将连接于数字电位器单元的CS端拉到低电平，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到高电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与上升阶梯波保持一致，在产生上升沿波形后，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到低电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与下降阶梯波保持一致，产生下降边沿的波形。
2.根据权利要求1控制音频包络线边沿波形的电路，其特征是:所述的数字电位器单元(002)由外部接口部分、控制和存储部分、半导体电阻部分和输出缓冲部分组成，该数字电位器单元的CS端是数字电位器片选端、U/D端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动的方向控制端，INC端是数字电位器控制内部抽头向上或向下移动一个档位的控制端，数字电位器单元的中间抽头能够在上升或下降上受控变化。
3.根据权利要求1控制音频包络线边沿波形的电路，其特征是:所述的控制单元(003)为单片机或者是DSP数字信号处理器或者是MCU微控制单元，其通过控制数字电位器单元(002)的中间抽头，由数字电位器单元(002)的中间抽头输出呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿，这种呈现阶梯上升或下降变化的波形边沿经由位于输出的电容器C2平波后，使得产生的上升沿或下降沿产生线性变化。
【专利摘要】本发明公开的一种控制音频包络线边沿波形的电路由稳压器单元产生稳定的直流电提供给数字电位器单元和控制单元，所述的数字电位器单元受控于控制单元，控制单元分别将连接于数字电位器单元的CS端拉到低电平，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到高电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与上升阶梯波保持一致，在产生上升沿波形后，将连接于数字电位器单元的U/D端拉到低电平，并输向数字电位器单元的INC端脉冲，脉冲的输入速度和时间需与下降阶梯波保持一致，产生下降边沿的波形。解决了医用报警音的上升及下降沿梯度的问题,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。
【IPC分类】H03K3-017
【公开号】CN104539268
【申请号】CN201510025001
【发明人】葛苒, 王勇, 王社峰, 郜时兴
【申请人】河南辉瑞生物医电技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月19日