一種自動增益控制系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動增益控制系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括增益控制單元、跨零監(jiān)測電路、峰值監(jiān)測電路、邏輯電路和寄存器。增益控制單元放大輸入信號并產(chǎn)生輸出信號；跨零監(jiān)測電路監(jiān)測輸出信號或者輸入信號，并在信號交流跨零時發(fā)出跨零信號；峰值監(jiān)測電路當(dāng)所述輸出信號超過預(yù)設(shè)值時輸出超限信號；邏輯電路接收所述超限信號輸出數(shù)字控制信號；寄存器在所述跨零信號作用下將所述數(shù)字控制信號寫入寄存器并輸出所述增益控制信號。
【專利說明】一種自動增益控制系統(tǒng)及其方法
[0001](本申請是201010254427.6申請的分案申請，原申請的申請日為2010年8月16日，名稱為“一種增益跨零控制系統(tǒng)和增益跨零控制方法”)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及放大器的增益控制系統(tǒng)和增益控制方法，尤其涉及音頻放大器的自動增益控制系統(tǒng)和自動增益控制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]信息處理系統(tǒng)中，聲音大多是以電壓信號的形式儲存和處理的，由于聲音的響度變化較大，反映聲音響度的電壓音頻信號(以下簡稱音頻信號)亦變化較大。經(jīng)過增益固定的放大器處理后，音頻信號幅度較大的部分被放大器的電源或者放大器本身限制，輸出音頻信號發(fā)生削頂或者削底。削頂或者削底的音頻信號失真度很大，并可能損壞外部設(shè)備，為解決此類問題，增益控制技術(shù)尤其是自動增益控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于音頻放大系統(tǒng)中。
[0005]圖1所示的系統(tǒng)是一種單端輸入單端輸出增益控制器10。Vin是增益控制器10的輸入信號，V0是增益控制器10的輸出信號；放大器Ul正端耦接偏置電壓，偏置電壓通常取電源的一半(以下稱Vdd/2)，在以下分析中假定偏置電壓全部是Vdd/2電位；放大器Ul的負端通過開關(guān)S1、S2、S3和S4耦接到電阻網(wǎng)絡(luò)；放大器的輸出端即為增益控制器10的輸出V。。
[0006]外加一個2字節(jié)數(shù)字控制信號(未示出)，使得開關(guān)S1、S2、S3和S4處于不同的導(dǎo)通(閉合)或者截止(打開)狀態(tài)，可以得到不同增益(詳見表1)，實現(xiàn)了數(shù)字信號控制增益變化。這種增益控制方式簡單實用，但是存在增益突變導(dǎo)致輸出信號突變的問題。
[0007]如圖2所示，圖2A的X軸(橫軸)是時間信號，Y軸(縱軸)是輸入電壓信號，信號201反映的是輸入電壓信號隨時間的變化；圖2B的X軸(橫軸)時間信號，Y軸(縱軸)是輸出電壓信號，信號202是輸出電壓信號隨時間的變化，虛線203表不增益沒有發(fā)生變化時輸出電壓的波形。假定在Tl時刻，數(shù)字控制信號發(fā)生變化減小了增益控制器的增益，輸出信號將脫離虛線203所示的軌跡，產(chǎn)生一個突變，使得輸出信號產(chǎn)生很大失真，并且導(dǎo)致負載上電流突變，引起外部器件的損壞。
[0008]表1不同控制信號下開關(guān)狀態(tài)和增益數(shù)值_
【權(quán)利要求】
1.一種自動增益控制系統(tǒng)，包括: 輸入端，接收輸入信號； 輸出端，提供輸出信號； 增益控制單元，耦接至所述輸入端和輸出端，基于增益控制信號控制增益； 跨零監(jiān)測電路，耦接至所述輸入端或輸出端，監(jiān)測所述輸入信號或所述輸出信號，當(dāng)所述輸入信號或所述輸出信號交流跨零時發(fā)出跨零信號； 峰值監(jiān)測電路，耦接至所述輸出端，監(jiān)測所述輸出信號的大小，當(dāng)所述輸出信號超過預(yù)設(shè)值時，輸出超限信號； 邏輯電路，接收所述超限信號，輸出數(shù)字控制信號； 數(shù)字控制信號端，接收所述數(shù)字控制信號；以及 寄存器，耦接至所述數(shù)字控制信號端和所述增益控制單元，在所述跨零信號作用下將所述數(shù)字控制信號寫入寄存器，輸出所述增益控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述一種自動增益控制系統(tǒng)，還包括: 最大寫時間設(shè)置電路，耦接至所述跨零監(jiān)測電路和所述數(shù)字控制信號端，基于所述數(shù)字控制信號和所述跨零信號產(chǎn)生寫信號，所述最大寫時間設(shè)置電路如果接收到所述跨零信號，則發(fā)出所述寫信號；所述最大寫時間設(shè)置電路如果在所述數(shù)字控制信號發(fā)生變化后的最大寫時間內(nèi)沒有接收到所述跨零信號，則在所述最大寫時間結(jié)束時發(fā)出所述寫信號；所述寄存器耦接至所述數(shù)字控制信號端、所述增益控制單元和最大寫時間設(shè)置電路，所述跨零信號通過寫信號將所述數(shù)字控制信號寫入寄存器并鎖存，輸出所述增益控制信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述增益控制單元包括放大器和電阻網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求2所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的最大寫時間為固定值。
5.如權(quán)利要求2所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的最大寫時間可調(diào)，取值范圍為O至無限大。
6.如權(quán)利要求1所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的邏輯電路如果接收到所述超限信號，則減小所述數(shù)字控制信號，所述的邏輯電路如果在固定的時間段內(nèi)沒有接收到所述超限信號，則恢復(fù)所述數(shù)字控制信號； 所述數(shù)字控制信號在發(fā)生改變后至少保持一固定時間。
7.如權(quán)利要求6所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字控制信號的減小和恢復(fù)逐位進行。
8.如權(quán)利要求1所述一種自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字控制信號最大為初始數(shù)字控制信號；所述的數(shù)字控制信號最小為N個O，N為正整數(shù)。
9.一種自動增益控制方法，包括: 接收輸入信號，并對所述輸入信號進行放大，發(fā)出輸出信號； 對所述輸入信號或者所述輸出信號進行交流跨零監(jiān)測； 接收數(shù)字控制信號，在所述輸 入信號或者所述輸出信號交流跨零時，使用所述數(shù)字控制信號控制增益控制單元；對所述輸出信號進行超限監(jiān)測，當(dāng)所述輸出信號超過預(yù)設(shè)值時，發(fā)出超限信號；以及 根據(jù)所述超限監(jiān)測的結(jié)果，進行邏輯處理，減小或者恢復(fù)所述數(shù)字控制信號。
10.如權(quán)利要求9所述自動增益控制方法，其特征在于，還包括: 監(jiān)測所述數(shù)字控制信號的變化，在所述數(shù)字控制信號發(fā)生改變的最大寫時間內(nèi)，如果沒有監(jiān)測到所述輸入信號或者所述輸出信號交流跨零，則在所述最大寫時間結(jié)束時將所述數(shù)字控制信號鎖存。
11.如權(quán)利要求9所述自動增益控制方法，其特征在于，所述的邏輯處理包括: 如果監(jiān)測到超限事件，則減小所述數(shù)字控制信號，如果在固定的時間段內(nèi)沒有監(jiān)測到所述超限事件，則恢復(fù)所述數(shù)字控制信號；以及 所述數(shù)字控制信號在發(fā)生改變后至少保持一段時間。
12.如權(quán)利要求11所述的自動增益控制方法，其特征在于，所述的數(shù)字控制信號的減小和恢復(fù)逐位進行。
13.如權(quán)利要求9所述一種自動增益控制方法，其特征在于，所述的數(shù)字控制信號最大為初始數(shù)字控制信號；所述的數(shù)字控制信號最小為N個0，N為正整數(shù)。
14.如權(quán)利要求9所 述一種自動增益控制方法，其特征在于，所述的最大寫時間為固定值。
15.如權(quán)利要求9所述一種自動增益控制方法，其特征在于，所述的最大寫時間可調(diào)，取值范圍為O至無限大。
【文檔編號】H03G3/20GK103825568SQ201410066747
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2010年8月16日
【發(fā)明者】王海時, 王銳, 李磊 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司