音量調(diào)節(jié)電路及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了音量調(diào)節(jié)電路及方法。一種音量調(diào)節(jié)電路包括：音量調(diào)節(jié)電阻陣列，根據(jù)音量調(diào)節(jié)信號(hào)產(chǎn)生按預(yù)定步長(zhǎng)變化的突變電壓信號(hào)；以及音量調(diào)節(jié)噪聲抑制電路，包括：突變前電壓產(chǎn)生電路，其提供突變前電壓信號(hào)；突變電壓跟隨電路，其提供突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值；以及連接在突變前電壓產(chǎn)生電路與突變電壓跟隨電路之間的電阻自動(dòng)變化陣列，其包括串聯(lián)的第一分壓電阻和第二分壓電阻，第一和第二分壓電阻分別接收突變前電壓信號(hào)和突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值，其中第一分壓電阻的電阻值逐漸增大并且第二分壓電阻的電阻值逐漸減小，使得其間的分壓信號(hào)從突變前電壓信號(hào)朝向突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值逐漸變化，從而提供緩變輸出電壓信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】音量調(diào)節(jié)電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及音量調(diào)節(jié)電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多音頻信號(hào)處理的過(guò)程中都會(huì)對(duì)聲音的大小做調(diào)節(jié)，例如通過(guò)電阻陣列來(lái)控制輸出電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)音量調(diào)節(jié)。隨著集成電路的普及，目前大多數(shù)的音量調(diào)節(jié)都是在集成電路內(nèi)部進(jìn)行的，其采用MCU (微控制單元)等數(shù)字地控制電阻陣列來(lái)一步一步地調(diào)大音量或者是調(diào)小音量，其中每一步都有一個(gè)步長(zhǎng)，常用的步長(zhǎng)有例如0.5dB、ldB、l.5dB
坐寸ο
[0003]圖1A和圖1B分別示出了傳統(tǒng)的音量調(diào)節(jié)電路的示意圖。如圖1A和圖1B中所示，電阻Rtl~Rn形成音量調(diào)節(jié)電阻陣列，Btl~Bn是調(diào)節(jié)音量的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，其例如在高電平時(shí)有效，使得對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合。當(dāng)Btl~Bn對(duì)應(yīng)于各種不同取值時(shí)，電阻Rtl~Rn中的不同電阻被接通，使得輸出電壓Vott相應(yīng)地為各種不同電壓大小，即對(duì)應(yīng)于不同音量。
[0004]對(duì)于圖1A中所示的電路，電阻Rtl-Rn連接在運(yùn)算放大器101的反相輸入端與輸出端之間，當(dāng)Btl~Bn中任一位為高電平且其他各位為低電平時(shí)，輸出電壓Vott的大小可以表示如下:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，包括: 音量調(diào)節(jié)電阻陣列，其接收輸入電壓信號(hào)并根據(jù)音量調(diào)節(jié)信號(hào)產(chǎn)生按預(yù)定步長(zhǎng)變化的突變電壓信號(hào)；以及 音量調(diào)節(jié)噪聲抑制電路，其接收所述突變電壓信號(hào)并產(chǎn)生緩變輸出電壓信號(hào)，其中所述音量調(diào)節(jié)噪聲抑制電路包括: 突變前電壓產(chǎn)生電路，其接收所述突變電壓信號(hào)并提供突變前電壓信號(hào)，所述突變前電壓信號(hào)是所述突變電壓信號(hào)在突變前的電壓值或者是與所述突變電壓信號(hào)在沒(méi)有產(chǎn)生突變的情況下的波形相吻合的電壓波形； 突變電壓跟隨電路，其接收所述突變電壓信號(hào)并提供所述突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值；以及 連接在所述突變前電壓產(chǎn)生電路與所述突變電壓跟隨電路之間的電阻自動(dòng)變化陣列，所述電阻自動(dòng)變化陣列包括串聯(lián)的第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻接收所述突變前電壓信號(hào)，所述第二分壓電阻接收所述突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值，其中所述第一分壓電阻的電阻值逐漸增大并且所述第二分壓電阻的電阻值逐漸減小，使得在所述第一分壓電阻和第二分壓電阻之間的分壓信號(hào)從所述突變前電壓信號(hào)朝向所述突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值逐漸變化，從而提供所述緩變輸出電壓信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述第一分壓電阻包括由多個(gè)并聯(lián)電阻形成的第一分壓電阻陣列，所述第一分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部接通起相繼斷開(kāi)，使得所述第一分壓電阻陣列的電阻逐步增大； 所述第二分壓電阻包括由·多個(gè)并聯(lián)電阻形成的第二分壓電阻陣列，所述第二分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部斷開(kāi)起相繼接通，使得所述第二分壓電阻陣列的電阻逐步減小。
3.如權(quán)利要求2所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有逐漸增大的電阻值，且所述第二分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有逐漸增大的電阻值。
4.如權(quán)利要求3所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列和所述第二分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有按2nR增大的電阻值，其中η為非負(fù)整數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述緩變輸出電壓信號(hào)表述如下
6.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述第一分壓電阻包括由多個(gè)串聯(lián)電阻形成的第一分壓電阻陣列，所述第一分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部被短接起逐漸增加被接通的電阻，使得所述第一分壓電阻陣列的電阻逐步增大； 所述第二分壓電阻包括由多個(gè)串聯(lián)電阻形成的第二分壓電阻陣列，所述第二分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部接通起逐漸減少被接通的電阻，使得所述第二分壓電阻陣列的電阻逐步減小。
7.如權(quán)利要求6所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述電阻自動(dòng)變化陣列還包括: 譯碼電路，其將時(shí)鐘信號(hào)D〈n: 0>譯碼成m個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)B (m-Ι)~B0，以分別控制所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻中的電阻的通斷，其中η為非負(fù)整數(shù)，m=2n+1。
8.如權(quán)利要求6所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列和所述第二分壓電阻陣列中串聯(lián)的電阻具有相同的電阻值。
9.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述突變前電壓產(chǎn)生電路包括: 采樣保持器，其采樣并保持所述突變電壓信號(hào)在突變前的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)，并將所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻。
10.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于: 所述突變前電壓信號(hào)是所述突變電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)值增大一個(gè)步長(zhǎng)或減小一個(gè)步長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述突變電壓跟隨電路包括:第一運(yùn)算放大器，其正相輸入端接收所述突變電壓信號(hào)，并且其反相輸入端提供所述突變電壓信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述突變前電壓產(chǎn)生電路包括: 分壓電阻串，其連接至所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端并根據(jù)所述突變電壓信號(hào)產(chǎn)生所述突變電壓信號(hào)增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值以及所述突變電壓信號(hào)減小一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值；以及 選擇開(kāi)關(guān)，其中如果所述突變電壓信號(hào)的變化是增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)，則所述選擇開(kāi)關(guān)將所述突變電壓信號(hào)減小一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻；如果所述突變電壓信號(hào)的變化是減小一個(gè)步長(zhǎng)，則所述選擇開(kāi)關(guān)將所述突變電壓信號(hào)增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻。
13.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述音量調(diào)節(jié)電阻陣列包括多個(gè)串聯(lián)的電阻，所述多個(gè)串聯(lián)的電阻根據(jù)音量調(diào)節(jié)信號(hào)依次接通，使得所述音量調(diào)節(jié)電阻陣列的電阻逐步增大，從而產(chǎn)生按預(yù)定步長(zhǎng)變化的突變電壓信號(hào)。
14.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，還包括: 第二運(yùn)算放大器，所述第二運(yùn)算放大器與所述音量調(diào)節(jié)電阻陣列并聯(lián)并在所述第二運(yùn)算放大器的輸出端提供所述突變電壓信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，還包括: 第二運(yùn)算放大器，所述第二運(yùn)算放大器接收并輸出由所述音量調(diào)節(jié)噪聲抑制電路產(chǎn)生的緩變輸出電壓信號(hào)。
16.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述音量調(diào)節(jié)噪聲抑制電路還包括: RC低通濾波器，用于對(duì)所述電阻自動(dòng)變化陣列輸出的所述緩變輸出電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，從而得到平滑的緩變輸出電壓信號(hào)。
17.如權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述緩變輸出電壓信號(hào)是所述電阻自動(dòng)變化陣列使所述突變電壓信號(hào)的一個(gè)步長(zhǎng)再細(xì)分多次得到的細(xì)分階躍輸出電壓信號(hào)，其中該細(xì)分采用足夠多的步數(shù)，使得所述細(xì)分階躍輸出電壓信號(hào)趨近于模擬滑動(dòng)變阻器的變化過(guò)程。
18.—種音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括: 接收輸入電壓信號(hào)并根據(jù)音量調(diào)節(jié)信號(hào)產(chǎn)生按預(yù)定步長(zhǎng)變化的突變電壓信號(hào)； 將突變前電壓信號(hào)提供給第一分壓電阻，所述突變前電壓信號(hào)是所述突變電壓信號(hào)在突變前的電壓值或者是與所述突變電壓信號(hào)在沒(méi)有產(chǎn)生突變的情況下的波形相吻合的電壓波形； 將所述突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值提供給第二分壓電阻，其中所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)；以及 使所述第一分壓電阻的電阻值逐漸增大并且所述第二分壓電阻的電阻值逐漸減小，使得在所述第一分壓電阻和第二分壓電阻之間的分壓信號(hào)從所述突變前電壓信號(hào)朝向所述突變電壓信號(hào)的當(dāng)前值逐漸變化，以提供緩變輸出電壓信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述第一分壓電阻包括由多個(gè)并聯(lián)電阻形成的第一分壓電阻陣列并且所述第二分壓電阻包括由多個(gè)并聯(lián)電阻形成的第二分壓電阻陣列，其中使所述第一分壓電阻的電阻值逐漸增大并且所述第二分壓電阻的電阻值逐漸減小進(jìn)一步包括: 將所述第一分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部接通起相繼斷開(kāi)，使得所述第一分壓電阻陣列的電阻逐步增大；以及 將所述第二分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部斷開(kāi)起相繼接通，使得所述第二分壓電阻陣列的電阻逐步減小。
20.如權(quán)利要求19所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有逐漸增大的電阻值，且所述第二分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有逐漸增大的電阻值。
21.如權(quán)利要求20所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列和所述第二分壓電阻陣列中并聯(lián)的電阻分別具有按2nR增大的電阻值，其中η為非負(fù)整數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 所述緩變輸出電壓信號(hào)表述如下
23.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述第一分壓電阻包括由多個(gè)串聯(lián)電阻形成的第一分壓電阻陣列并且所述第二分壓電阻包括由多個(gè)串聯(lián)電阻形成的第二分壓電阻陣列，其中使所述第一分壓電阻的電阻值逐漸增大并且所述第二分壓電阻的電阻值逐漸減小進(jìn)一步包括: 將所述第一分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部被短接起逐漸增加被接通的電阻，使得所述第一分壓電阻陣列的電阻逐步增大；以及 將所述第二分壓電阻陣列中的各個(gè)電阻從全部接通起逐漸減少被接通的電阻，使得所述第二分壓電阻陣列的電阻逐步減小。
24.如權(quán)利要求23所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 將時(shí)鐘信號(hào)D〈n:0>譯碼成m個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)B (m-Ι)~B0，以分別控制所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻中的電阻的通斷，其中η為非負(fù)整數(shù)，m=2n+1。
25.如權(quán)利要求23所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 所述第一分壓電阻陣列和所述第二分壓電阻陣列中串聯(lián)的電阻具有相同的電阻值。
26.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 采樣并保持所述突變電壓信號(hào)在突變前的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)，并將所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻。
27.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 所述突變前電壓信號(hào)是所述突變電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)值增大一個(gè)步長(zhǎng)或減小一個(gè)步長(zhǎng)。
28.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述突變電壓信號(hào)產(chǎn)生所述突變電壓信號(hào)增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值以及所述突變電壓信號(hào)減小一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值；以及 如果所述突變電壓信號(hào)的變化是增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)，則將所述突變電壓信號(hào)減小一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻；如果所述突變電壓信號(hào)的變化是減小一個(gè)步長(zhǎng)，則將所述突變電壓信號(hào)增大一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)的電壓值作為所述突變前電壓信號(hào)提供給所述第一分壓電阻。
29.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)音量調(diào)節(jié)信號(hào)使多個(gè)串聯(lián)的電阻依次接通以產(chǎn)生逐步增大的電阻，從而產(chǎn)生按預(yù)定步長(zhǎng)變化的突變電壓信號(hào)。
30.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 對(duì)所述緩變輸出電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，從而得到平滑的緩變輸出電壓信號(hào)。
31.如權(quán)利要求18所述的音量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述緩變輸出電壓信號(hào)是所述第一分壓電阻和第二分壓電阻使所述突變電壓信號(hào)的一個(gè)步長(zhǎng)再細(xì)分多次得到的細(xì)分階躍輸出電壓信號(hào)，其中該細(xì)分采用足夠多的步數(shù)，使得所述細(xì)分階躍輸出電壓信號(hào)趨近于模擬滑動(dòng)變 阻器的變化過(guò)程。
【文檔編號(hào)】H03G3/20GK103716737SQ201310755395
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】潘華兵, 胡鐵剛 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司