专利名称：音源自适应控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种音源自适应控制系统，特别涉及ー种应用在有源音箱中音频输入信号过大时的音源自适应控制系统。
背景技术：
随着科技的发展，出现了越来越多的音频信号输出设备，比如台式电脑，笔记本，手机，MP3，CD机，高清播放器，电视机等。但是由于音频信号输出设备没有ー个统ー的标准，所以造成了同一首歌曲利用不同设备输出的音频信号也大相径庭，给有源音箱设计带来了很大障碍。有源音箱是在保证声音不失真的前提下尽可能带来最震撼的音效，但是由于音频输入信号的大小不统一，造成了有源音箱在设计时很难找到ー个合适的输入信号作为參考标准。用较小的输入信号作为基准设计出的有源音箱当接入较大输入信号时就会出现声音失真的情况，反之用大信号作为基准设计出的有源音箱当接入较小信号时并不能达到有源音箱的输出极限
实用新型内容
本实用新型的目的是要提供一种应用在有源音箱中音频输入信号过大时的音源自适应控制系统。当音频输入信号超出预期设定的值时可以自动检测到并通过处理器来发出指令给音频信号増益数控芯片，从而通过减小音频信号増益来将音频输入信号控制在预期设定值之内。本实用新型采用如下技术方案本实用新型提供ー种音源自适应控制系统，其包括音频信号増益数控芯片，与所述音频信号増益数控芯片相互连接的失真检测电路，以及与所述失真检测电路、音频信号増益数控芯片分别相互连接的处理器，所述音频信号増益数控芯片、失真检测电路和处理器构成ー个闭环反馈系统。在一较佳的实施例中，所述处理器为微处理器。在ー较佳的实施例中，所述失真检测电路包括电容、第一电阻、第二电阻、第一单向导通器件、第三电阻、运算放大器、第四电阻、第二单向导通器件以及第三单向导通器件，其中，所述音频信号増益数控芯片的输入端用于接收音频输入信号，其输出端连接电容，并通过电容连接第一电阻而接地；所述电容一端连接音频信号増益数控芯片的输出端，另一端通过第二电阻连接第一单向导通器件；所述第一单向导通器件一端连接第二电阻，另一端连接运算放大器的同相输入端;所述第三电阻一端连接运算放大器的同相输入端，另一端接地；所述第四电阻一端连接电压源，另一端连接运算放大器的反相输入端；[0013]所述运算放大器的反相输入端连接第二单向导通器件，并通过第二单向导通器件接地，运算放大器的输出端连接第三单向导通器件，并通过第三单向导通器件连接微处理器；所述微处理器一端连接第三单向导通器件，另一端连接音频信号増益数控芯片的控制端。在一较佳的实施例中，所述第一单向导通器件、第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为ニ极管。在ー较佳的实施例中，所述第一单向导通器件、第二单向导通器件分别为硅ニ极管。在一较佳的实施例中，所述第一单向导通器件、第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为具有单向导通功能的电路结构或集成电路。本实用新型提出的ー种音源自适应控制系统，利用处理器根据失真检测电路进行失真检测来判断音频信号是否超过设定值，如果超过则通过处理器来发出调节信号给音频信号増益数控芯片，从而通过音频信号増益数控芯片减小音频信号増益来将音频输入信号控制在预期设定值之内，避免音频输入信号过大造成有源音箱输出失真。相较于现有技木，本实用新型提出的ー种音源自适应控制系统，其优点在于首先，接入任何大小的音频输入信号时都不会出现失真的情况。其次，在有源音箱设计过程中，可以尽可能发挥有源音箱后级放大电路的输出能力。再者，在有源音箱设计过程中，可灵活应用与移植该系统。根据不同型号的有源音箱输出能力，用电路搭建设定出不同的音频输入信号预期值，当超过预期值时有源音箱输出才失真。
图1为本实用新型 ー种音源自适应控制系统的结构示意图。图2为本实用新型ー种音源自适应控制系统的ー实施例电路结构示意图。具本实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。请參阅图1，其是本实用新型ー种音源自适应控制系统的结构示意图。本实用新型ー种音源自适应控制系统，其包括音频信号増益数控芯片11，与所述音频信号増益数控芯片11相互连接的失真检测电路12，以及，与所述失真检测电路12、音频信号増益数控芯片11分别相互连接的处理器13。音频信号増益数控芯片11、失真检测电路12和处理器13构成ー个闭环反馈系统。本实用新型首先通过将音频输入信号输入到音频信号増益数控芯片11，通过音频信号増益数控芯片11给音频输入信号施加増益，并使得音频输入信号变换成单方向的脉动直流电；然后，再接入到失真检测电路12，进行失真检测，在出现失真时，通过处理器13的检测，由处理器13向音频信号増益数控芯片11反馈调节信号；之后，音频信号増益数控芯片11根据调节信号，对输入的音频输入信号进行调节，调整音频信号増益到一个适当值，从而避免了音频输入信号造成有源音箱输出失真。其中，在有源音箱电路设计中，失真检测电路12通过利用运算放大器同相与反相电位差不同造成运算放大器输出电平跳变的原理来检测音频输入信号是否超出预期值。所述预期值为有源音箱输出不失真的音频信号值的上限。处理器13根据高低电平跳变来判断有源音箱输出是否会失真并控制音频信号在预期值范围，也即不会大于预期值。处理器13可以为微处通器(Micro Control Unit,简称为MCU)。请參阅图2，其是本实用新型ー种音源自适应控制系统的ー实施例电路结构示意图。本实用新型ー种音源自适应控制系统，其包括音频信号増益数控芯片21、电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第一单向导通器件D1、第三电阻R3、运算放大器22、第四电阻R4、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3和微处理器23。在本实施例中，第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3可以分别为ニ极管，也可以为具有单向导通功能的电路结构或集成电路。为了分别起见，以第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3分别为ニ极管来进行举例。另外，较佳地，第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2分别为硅ニ极管，所以第一单向导通器件Dl和第二单向导通器件D2的正向管压降为0. 7V。电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第一单向导通器件D1、第三电阻R3、运算放大器22、第四电阻R4、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3构成失真检测电路。在本实施例中，上述ー种音源自适应控制系统的各个组件的连接关系如下所述音频信号増益数控芯片21的输入端用于接收音频输入信号，其输出端连接电容Cl，并通过电容Cl连接第一电阻Rl而接地，或者说音频信号増益数控芯片21的输出端依次连接电容Cl和第一电阻Rl而接地。电容Cl 一端连接音频信号増益数控芯片21的输出端，另一端通过第二电阻R2连接第一单向导通器件D1。 第一单向导通器件Dl —端连接第二电阻R2，另一端连接运算放大器22的同相输入端。第三电阻R3 —端连接运算放大器22的同相输入端，另一端接地。第四电阻R4—端连接电压源，另一端连接运算放大器22的反相输入端。运算放大器22的反相输入端连接第二单向导通器件D2，并通过第二单向导通器件D2接地，运算放大器22的输出端连接第三单向导通器件D3，并通过第三单向导通器件D3连接微处理器23。微处理器23—端连接第三单向导通器件D3，另一端连接音频信号増益数控芯片21的控制端。为便于理解，将举例进行说明，以当音频信号峰峰值大于2. 8V时即会造成有源音箱输出失真为例，进行说明。在本实施例中，上述ー种音源自适应控制系统的各个组件的工作原理如下所述音频信号増益数控芯片21的接ロ设置有输入端、输出端以及控制端，其中，(I)输入端用于接收音频输入信号；(2)音频信号増益数控芯片21对音频输入信号施加増益，比如OdB，_5dB等，再通过输出端进行输出；(3)音频信号増益数控芯片21的控制端，可以通过微处理器23给控制端发送指令(比如调节信号)从而设定音频输入信号的増益大小。音频输入信号经过音频信号増益数控芯片21后串联ー个第一单向导通器件D1，为了保证第一单向导通器件Dl正常工作，第一单向导通器件Dl与第二电阻R2串联，并且在第一单向导通器件Dl与第二电阻R2两端分别并联第一电阻Rl与第三电阻R3进行接地，然后音频输入信号通过第一单向导通器件Dl后，输入到运算放大器22的同相输入端；电压源先后串联第四电阻R4与第二单向导通器件D2，然后接地，同时将第二单向导通器件D2的正极端与运算放大器22的反相输入端相连接，这样得到电压比较基准值Uin-;运算放大器22的输出端串联第三单向导通器件D3后接入到微处理器23的输入端。由于第一单向导通器件Dl与第二单向导通器件D2都采用硅ニ极管，所以第一单向导通器件Dl与第二单向导通器件D2的正向管压降为0. 7V。设音频输入信号经过第一单向导通器件Dl半波整流后电压为UAudio，音频输入信号峰峰值为2*UAudio，运算放大器22的正相输入端电压为Uin+，根据运算放大器22的工作原理以及电路有以下计算公式(I)当Uin+> Uin-时输出高电平；当Uin+< Uin-时输出低电平；且Uin-=0. 7V ；(2)当UAudio < 0. 7V时,第一单向导通器件Dl不导通,所以OV = Uin+< Uin-,运算放大器22的输出端输出低电平；此时有源音箱输出不会失真；(3)当0.7V 彡UAudio彡1. 4V时，第一单向导通器件Dl导通，所以UAudio-O. 7 =Uin+ ^ Uin-，运算放大器22的输出端输出低电平；此时有源音箱输出不会失真；(4)当 UAudio >1. 4V 时，第一单向导通器件Dl 导通,所以 UAudio-0. 7 = Uin+>Uin-，运算放大器22的输出端输出高电平；此时有源音箱输出会失真。从以上计算可以看出当音频输入信号峰峰值2*UAudio超过2. 8V时就会失真，失真时运算放大器22的输出端输出会从低电平变成高电平。所以可以得到结论，当运算放大器22的输出端输出高电平时说明音频输入信号过大，会造成有源音箱输出失真，从而实现了失真检测。微处理器23的ー个端(可以称为输入端)通过第三单向导通器件D3与运算放大器22的输出端相接，另一端与音频信号増益数控芯片21的控制端相连接，当微处理器23的输入端检测到运算放大器22输出高电平的信号时，经过逻辑处理产生一组减小音频信号増益的调节信号输出到音频信号増益数控芯片21的控制端，从而控制音频信号増益数控芯片21对音频输入信号进行调节，实现减小音频信号峰峰值到2. 8V以内，这样就避免了有源音箱输出失真。本实用新型提出的ー种音源自适应控制系统，利用微处理器根据失真检测电路进行失真检测(运算放大器输出端的脉冲波形)来判断音频信号是否超过设定值，如果超过则通过微处理器来发出调节信号给音频信号増益数控芯片，从而通过音频信号増益数控芯片减小音频信号増益来将音频输入信号控制在预期设定值之内，避免音频输入信号过大造成有源音箱输出失真。相较于现有技术，本实用新型提出的ー种音源自适应控制系统，其优点在于首先，接入任何大小的音频输入信号时都不会出现失真的情況。其次，在有源音箱设计过程中，可以尽可能发挥有源音箱后级放大电路的输出能力。再者，在有源音箱设计过程中，可灵活应用与移植该系统。根据不同型号的有源音箱输出能力，用电路搭建设定出不同的音频输入信号预期值，当超过预期值时有源音箱输出才失真。[0053]这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置，以及用其它组件和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其 它变形和改变。
权利要求1.一种音源自适应控制系统，其特征在于，包括音频信号增益数控芯片，与所述音频信号增益数控芯片相互连接的失真检测电路，以及与所述失真检测电路、音频信号增益数控芯片分别相互连接的处理器，所述音频信号增益数控芯片、失真检测电路和处理器构成一个闭环反馈系统。
2.根据权利要求1所述的音源自适应控制系统，其特征在于，所述处理器为微处理器。
3.根据权利要求2所述的音源自适应控制系统，其特征在于，所述失真检测电路包括电容、第一电阻、第二电阻、第一单向导通器件、第三电阻、运算放大器、第四电阻、第二单向导通器件以及第三单向导通器件，其中，所述音频信号增益数控芯片的输入端用于接收音频输入信号，其输出端连接电容，并通过电容连接第一电阻而接地；所述电容一端连接音频信号增益数控芯片的输出端，另一端通过第二电阻连接第一单向导通器件；所述第一单向导通器件一端连接第二电阻，另一端连接运算放大器的同相输入端；所述第三电阻一端连接运算放大器的同相输入端，另一端接地；所述第四电阻一端连接电压源，另一端连接运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的反相输入端连接第二单向导通器件，并通过第二单向导通器件接地，运算放大器的输出端连接第三单向导通器件，并通过第三单向导通器件连接微处理器；所述微处理器一端连接第三单向导通器件，另一端连接音频信号增益数控芯片的控制端。
4.根据权利要求3所述的音源自适应控制系统，其特征在于，所述第一单向导通器件、 第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为二极管。
5.根据权利要求4所述的音源自适应控制系统，其特征在于，所述第一单向导通器件、 第二单向导通器件分别为硅二极管。
6.根据权利要求3所述的音源自适应控制系统，其特征在于，所述第一单向导通器件、 第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为具有单向导通功能的电路结构或集成电路。
专利摘要本实用新型公开了一种音源自适应控制系统，其包括音频信号增益数控芯片，与所述音频信号增益数控芯片相互连接的失真检测电路，以及与所述失真检测电路、音频信号增益数控芯片分别相互连接的处理器，所述音频信号增益数控芯片、失真检测电路和处理器构成一个闭环反馈系统。本实用新型当音频输入信号超出预期设定的值时可以自动检测到并通过处理器来发出指令给音频信号增益数控芯片，从而通过减小音频信号增益来将音频输入信号控制在预期设定值之内。
文档编号H04R3/00GK202873032SQ20122045283
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者张冰, 雪琦 申请人:深圳市堡视电器有限公司