音頻控制芯片PGA2311的音頻增益自動(dòng)控制

2 軟件設計
軟件設計包括按鍵顯示、外設控制、音頻信號處理幾個(gè)部分，重點(diǎn)是音頻信號處理的AGC算法。按鍵顯示響應用戶(hù)設置輸出音量大小并顯示出來(lái)，外設控制主要是對PGA2311進(jìn)行配置。
2．1 AGC算法
AGC算法核心是通過(guò)信號的包絡(luò )信息來(lái)判斷信號的動(dòng)態(tài)范圍是否超過(guò)設置大小，這里需要快速跟蹤包絡(luò )的變化，及時(shí)進(jìn)行增益控制。
以往的AGC算法中乘除法運算對CPU資源的占用較大。這里提出的AGC算法比較簡(jiǎn)單實(shí)用，其流程如圖3所示。具體實(shí)現過(guò)程：從單片機的A／D口，獲得音頻輸入／輸出信號的電平存入數組。數組存儲數據達到門(mén)限比較要求，進(jìn)入峰值比較流程。根據存儲的輸入信號數據，采用冒泡排序的算法找出最大幅值，判斷輸入端是否有信號。如果判定沒(méi)有音頻信號輸入，則增益不調整，防止由于輸出信號太小而一直增大增益，噪聲過(guò)大，或者一旦出現聲音，由于增益過(guò)大而出現短時(shí)間輸出聲音太大。輸入端有信號，則對輸出端進(jìn)行檢測，同樣調用冒泡排序程序找出最大幅值，如發(fā)現輸出信號大小超過(guò)設定門(mén)限，則減小增益，反之則增大增益。在減小增益時(shí)，步進(jìn)要大些，而在增大增益時(shí)步進(jìn)要小些，這樣在增益調整時(shí)輸出的音量使用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)上不覺(jué)得難受。

3 實(shí)驗論證
為驗證設計的正確性進(jìn)行實(shí)驗論證。設定輸出電平范圍，由計算機輸入突變的音頻信號，通過(guò)示波器觀(guān)察輸出，如圖4所示。

從圖4中方框所標示的音量突變區域，可以看出輸入音量突然增大后，在500 ms內就將增益調低，保持音量輸出在設定范圍輸出。高音突變低音等實(shí)驗由于調整周期較長(cháng)，這里就不作圖示整個(gè)調整過(guò)程了。

結語(yǔ)
實(shí)驗結果說(shuō)明，該設計增益控制及時(shí)、準確，保持輸出信號電平在設定范圍穩定輸出，且低功耗，實(shí)現簡(jiǎn)單，可移植性強，可以滿(mǎn)足目前用戶(hù)對音頻接收設備音量輸出的要求。