自動增益調(diào)節(jié)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動增益調(diào)節(jié)電路，其包括可變增益放大電路、比較電壓生成電路及信號檢測電路，可變增益放大電路接收外部輸入的語音信號并放大而輸出放大后的語音信號，比較電壓生成電路生成一個基準(zhǔn)電壓加載至信號檢測電路，信號檢測電路檢測比較輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度的偏差，當(dāng)可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度偏離設(shè)定幅度時，信號檢測電路反饋一個變化的電壓至可變增益放大電路，且可變增益放大電路依該變化的電壓而調(diào)整其輸出語音信號的幅度，以使可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度相同。本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路接收外部輸入的語音信號后，均能輸出一個幅度與設(shè)定幅度相同的穩(wěn)定的語音信號，提高了對接收到的語音信號的識別精度。
【專利說明】自動增益調(diào)節(jié)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及語音識別領(lǐng)域，更具體地涉及一種自動增益調(diào)節(jié)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在利用語音識別芯片進(jìn)行語音識別時，作為信號源的音源的位置離語音識別芯片的距離是變化不定的，而常用的語音識別系統(tǒng)是對輸入的語音信號進(jìn)行固定倍數(shù)的放大輸出；這樣對于采用固定放大倍數(shù)的語音識別系統(tǒng)就造成如下述問題:當(dāng)音源的位置離語音識別系統(tǒng)很近時，由于語音識別芯片檢測到的語音信號幅度很大，經(jīng)過固定倍數(shù)的放大器后，就會造成輸出語音信號的削波；但是，當(dāng)音源的位置離語音識別系統(tǒng)很遠(yuǎn)時，由于語音信號的幅度隨著距離的增加而成指數(shù)下降，使得固定放大倍數(shù)的放大器放大后的信號幅度仍然很小，從而難以達(dá)到設(shè)計要求。因此，以上兩種情況都會嚴(yán)重的影響語音識別系統(tǒng)的識別精度。
[0003]因此，有必要提供一種改進(jìn)的語音識別系統(tǒng)來克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種自動增益調(diào)節(jié)電路，該電路對語音信號進(jìn)行識別處理，且在一定幅度范圍內(nèi)的語音信號被本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路接收后，均能輸出一個幅度與設(shè)定幅度相同的穩(wěn)定的語音信號，提高了對接收到的語音信號的識別精度。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種自動增益調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)語音信號的輸出幅度，其包括可變增益放大電路、比較電壓生成電路及信號檢測電路，所述可變增益放大電路接收外部輸入的語音信號并對輸入的語音信號進(jìn)行放大而輸出放大后的語音信號，所述比較電壓生成電路與所述信號檢測電路連接，以生成一個基準(zhǔn)電壓加載至所述信號檢測電路，且所述基準(zhǔn)電壓值根據(jù)輸出語音信號的設(shè)定幅度而設(shè)定，所述信號檢測電路與所述可變增益放大電路連接，所述信號檢測電路檢測所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度，并比較所述輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度的偏差，當(dāng)所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度偏離設(shè)定幅度時，所述信號檢測電路反饋一個變化的電壓至所述可變增益放大電路，且所述可變增益放大電路依該變化的電壓而調(diào)整其輸出語音信號的幅度，以使所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度相同。
[0006]較佳地，所述可變增益放大電路包括放大器、反饋電阻、第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路，所述反饋電阻的兩端分別與所述放大器的反向輸入端及輸出端連接，所述放大器的正向輸入端接收外部語音信號，所述第一可調(diào)電阻子電路與所述放大器的反向輸入端連接，所述第二可調(diào)電阻子電路與所述放大器的正向輸入端連接，且外部共模電壓分別輸入所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路均與所述信號檢測電路的輸出端連接。
[0007]較佳地，所述第一可調(diào)電阻子電路包括第一場效應(yīng)管及第一電阻，所述第一場效應(yīng)管的源極及第一電阻的一端均與外部共模電壓輸出端連接，所述第一場效應(yīng)管的漏極及第一電阻的另一端均與所述放大器的反向輸入端連接，所述第一場效應(yīng)管的柵極與所述信號檢測電路的輸出端連接。
[0008]較佳地，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路具有完全相同的結(jié)構(gòu)特征。
[0009]較佳地，所述第二可調(diào)電阻子電路的第一電阻的阻值等于所述第一可調(diào)電阻子電路的第一電阻與反饋電阻并聯(lián)后的電阻值。
[0010]較佳地，所述信號檢測電路包括第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管、第五場效應(yīng)管、第六場效應(yīng)管、第二電阻及電容，所述第二場效應(yīng)管的柵極與所述可變增益放大電路的輸出端連接，其源極與所述比較電壓生成電路連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述第三場效應(yīng)管的漏極、柵極及第四場效應(yīng)管的柵極共同連接，所述第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管及第五場效應(yīng)管的源極均與外部電源連接，所述第四場效應(yīng)管的漏極、第二電阻的一端、電容的一端及所述第六場效應(yīng)管的柵極共同連接，所述第五場效應(yīng)管的漏極與所述第六場效應(yīng)管的漏極連接并形成所述信號檢測電路的輸出端，所述第六場效應(yīng)管的源極、第五場效應(yīng)管的柵極、所述第二電阻的另一端及所述電容的另一端均接地。
[0011]較佳地，所述比較電壓生成電路包括第三電阻、第四電阻及電壓跟隨器，所述第三電阻一端與外部電源連接，另一端與所述第四電阻的一端及所述電壓跟隨器的正向輸入端連接，所述第四電阻的另一端接地，所述電壓跟隨器的反向輸入端與其輸出端連接，且所述電壓跟隨器的輸出端與所述信號檢測電路連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路，由于所述信號檢測電路檢測所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度，并比較所述輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度的偏差，當(dāng)所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度偏離設(shè)定幅度時，所述信號檢測電路反饋一個變化的電壓至所述可變增益放大電路，且所述可變增益放大電路依該變化的電壓而調(diào)整其輸出語音信號的幅度，從而在一定幅度范圍內(nèi)的外部語音信號被本發(fā)明的自動增調(diào)節(jié)電路接收后，經(jīng)過所述可變增益放大電路的放大及所述信號檢測電路的控制調(diào)節(jié)后，均能在一段時間后輸出一幅度與設(shè)定幅度相同的穩(wěn)定的語音信號，提高了對語音信號的識別精度。
[0013]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明自動增益調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種自動增益調(diào)節(jié)電路，該電路對語音信號進(jìn)行識別處理，且在一定幅度范圍內(nèi)的語音信號被本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路接收后，均能輸出一個幅度與設(shè)定幅度相同的穩(wěn)定的語音信號，提高了對接收到的語音信號的識別精度。
[0016]請參考圖1，圖1為本發(fā)明自動增益調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路用于調(diào)節(jié)其接收到的語音信號的輸出幅度，且設(shè)定本發(fā)明自動增益調(diào)節(jié)電路穩(wěn)定輸出的語音信號的設(shè)定幅度為Vm。如圖1所示，本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路包括可變增益放大電路、比較電壓生成電路及信號檢測電路；所述可變增益放大電路接收外部輸入的語音信號Vin并對該語音信號Vin放大而輸出放大后的語音信號VOUT ;所述比較電壓生成電路與所述信號檢測電路連接，以生成一個基準(zhǔn)電壓Vc加載至所述信號檢測電路，且所述基準(zhǔn)電壓Vc的值根據(jù)輸出語音信號的設(shè)定幅度Vm而設(shè)定；所述信號檢測電路與所述可變增益放大電路連接，所述信號檢測電路檢測所述可變增益放大電路輸出的語音信號VOUT的幅度，并比較所述輸出的語音信號VOUT的幅度與設(shè)定幅度Vm的偏差，當(dāng)所述可變增益放大電路輸出的語音信號VOUT的幅度偏離設(shè)定幅度Vm時，所述信號檢測電路反饋一個變化的電壓Vg至所述可變增益放大電路，且所述可變增益放大電路依該變化的電壓而調(diào)整其輸出語音信號VOUT的幅度，以使所述可變增益放大電路輸出的語音信號VOUT的幅度與設(shè)定幅度Vm相同。
[0017]具體地，所述可變增益放大電路包括放大器0P1、反饋電阻Rf、第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路；所述反饋電阻Rf的兩端分別與所述放大器OPl的反向輸入端及輸出端連接，且所述放大器OPl的輸出端即為所述可變增益放大電路的輸出端，外部語音信號Vin輸入所述放大器的正向輸入端，所述第一可調(diào)電阻子電路與所述放大器的反向輸入端連接，從而可通過調(diào)節(jié)所述第一可調(diào)電阻子電路的等效阻值與反饋電阻Rf的阻值即可調(diào)節(jié)所述放大器OP的增益倍數(shù)；所述第二可調(diào)電阻子電路與所述放大器的正向輸入端連接，且外部共模電壓Vcm分別輸入所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路均與所述信號檢測電路的輸出端連接，即所述信號檢測電路輸出電壓Vg至所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路；在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述第一可調(diào)電阻子電路包括第一場效應(yīng)管MRl及第一電阻Rl，所述第一場效應(yīng)管MRl的源極及第一電阻Rl的一端均與外部共模電壓的輸出端連接，以輸出共模電壓Vcm至所述第一可調(diào)電阻子電路，所述第一場效應(yīng)管MRl的漏極及第一電阻Rl的另一端均與所述放大器OPl的反向輸入端連接，所述第一場效應(yīng)管MRl的柵極與所述信號檢測電路的輸出端連接，所述信號檢測電路輸出電壓Vg至所述第一場效應(yīng)管MRl的柵極。且在本發(fā)明中，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路具有完全相同的結(jié)構(gòu)特征，所述第一可調(diào)電阻子電路包括第一場效應(yīng)管MR1’及第一電阻R1’，且所述第二可調(diào)電阻子電路的第一電阻R1’的阻值等于所述第一可調(diào)電阻子電路的第一電阻Rl與反饋電阻Rf并聯(lián)后的電阻值，即Rl’ =R1//Rf，顯而易見的，所述第二可調(diào)電阻子電路的結(jié)構(gòu)并不影響所述放大器OPl的增益，通過設(shè)置Rl’ =R1//Rf，在此其可減少所述放大器OPl在工作過程中的失調(diào)，以使所述放大器OPl的輸出更精準(zhǔn)；所述第二可調(diào)電阻子電路其它結(jié)構(gòu)特征及功能均與所述第一電阻可調(diào)子電路相同，在此不再贅述。
[0018]所述信號檢測電路包括第二場效應(yīng)管M2、第三場效應(yīng)管M3、第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5、第六場效應(yīng)管M6、第二電阻R2及電容Cl ;所述第二場效應(yīng)管M2的柵極與所述可變增益放大電路的輸出端(即所述放大器OPl的輸出端)連接，其源極與所述比較電壓生成電路連接，從而所述可變增益放大電路的輸出信號VOUT的電壓Vout通過所述第二場效應(yīng)管M2輸入所述信號檢測電路；所述第二場效應(yīng)管M2的漏極與所述第三場效應(yīng)管M3的漏極、柵極及第四場效應(yīng)管M4的柵極共同連接，所述第三場效應(yīng)管M3、第四場效應(yīng)管M4及第五場效應(yīng)管M5的源極均與外部電源VDD連接，所述第四場效應(yīng)管M4的漏極、第二電阻R2的一端、電容Cl的一端及所述第六場效應(yīng)管M6的柵極共同連接，所述第三場效應(yīng)管M3與第四場效應(yīng)管M4形成鏡像電路，從而將流經(jīng)所述第二場效應(yīng)管M2的電流Ids2按比例鏡像為流經(jīng)所述第四場效應(yīng)管M4的電流Ids4 ;所述第五場效應(yīng)管M5的漏極與所述第六場效應(yīng)管M6的漏極連接并形成所述信號檢測電路的輸出端，而輸出電壓Vg，且所述電壓Vg的電壓值將根據(jù)電壓Vout值的變化而變化；所述第六場效應(yīng)管M6的源極、第五場效應(yīng)管M5的柵極、所述第二電阻R2的另一端及所述電容Cl的另一端均接地。
[0019]所述比較電壓生成電路包括第三電阻R3、第四電阻R4及電壓跟隨器0P2，所述第三電阻R3 —端與外部電源VDD連接，另一端與所述第四電阻R4的一端及所述電壓跟隨器0P2的正向輸入端連接，所述第四電阻R4的另一端接地，即所述第三電阻R3與第四電阻R4對電源電壓VDD進(jìn)行分壓，而獲得所述跟隨器0P2的正向輸入端的電壓Vcomp ;從而根據(jù)電路設(shè)計要求設(shè)定在電路穩(wěn)定工作時輸出語音信號的設(shè)定幅度Vm，并根據(jù)該設(shè)定幅度Vm，選擇合適阻值的第三阻R3與第四電阻R4而使所述電壓跟隨器0P2的正向輸入端的電壓Vcomp可對應(yīng)于輸出語音信號的設(shè)定幅度Vm ;所述電壓跟隨器0P2的反向輸入端與其輸出端連接，且所述電壓跟隨器0P2的輸出端與所述信號檢測電路連接，具體地與所述第二場效應(yīng)管M2的源極連接，使得所述電壓跟隨器0P2輸出的電壓Vc可作為基準(zhǔn)電壓以供所述信號檢測電路參考，且Vc=Vcomp,從而所述電壓Vc對應(yīng)于設(shè)定幅度Vm ;另外，由本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)可知，當(dāng)電路正常工作時，Vout = Vgs2+Vc ;而當(dāng)本發(fā)明的電路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，即所述可變增益放大電路輸出語音信號VOUT的幅度為設(shè)定幅度Vm時，Vout = Vffl = Vgs2+Vc,(Vgs2為第二場效應(yīng)管M2的柵源電壓)，并在電路設(shè)計中，使所述第二場效應(yīng)管M2剛好工作在亞閾值態(tài)(如何使場效應(yīng)管工作在亞閾值態(tài)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再細(xì)述)，從而在其導(dǎo)通時Vgs2~Vth2 (Vth2為第二場效應(yīng)管M2的閾值電壓)，貝IJVout = Vm = Vth2+V。,從而可通過設(shè)定所述比較電壓生成電路的輸入電壓Vcomp (也即Vc)的值，當(dāng)輸入的語音信號Vin在設(shè)定可調(diào)范圍內(nèi)時，可使所述輸出語音信號VOUT的幅度經(jīng)過一段時間的調(diào)整后與設(shè)定幅度Vm相同，以保證對輸入語音信號的識別精度。
[0020]下面結(jié)合參考圖1描述本發(fā)明自動增益調(diào)節(jié)電路的工作原理:
[0021]本發(fā)明的自動增益調(diào)節(jié)電路的可變增益放大電路，由于Rl’ =R1//Rf,從而保證了加載在放大器OPl正向反向輸入端的阻抗相等，同時第一場效應(yīng)管MR1、MR1’相同，另在本發(fā)明中兩第一場效應(yīng)管均工作在三極管區(qū)(即漏源電壓小于過載電壓)，則所述可變增益放大電路輸出語音信號VOUT的輸出電壓Vout為:
【權(quán)利要求】
1.一種自動增益調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)語音信號的輸出幅度，其特征在于，包括可變增益放大電路、比較電壓生成電路及信號檢測電路，所述可變增益放大電路接收外部輸入的語音信號并對輸入的語音信號進(jìn)行放大而輸出放大后的語音信號，所述比較電壓生成電路與所述信號檢測電路連接，以生成一個基準(zhǔn)電壓加載至所述信號檢測電路，且所述基準(zhǔn)電壓值根據(jù)輸出語音信號的設(shè)定幅度而設(shè)定，所述信號檢測電路與所述可變增益放大電路連接，所述信號檢測電路檢測所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度，并比較所述輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度的偏差，當(dāng)所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度偏離設(shè)定幅度時，所述信號檢測電路反饋一個變化的電壓至所述可變增益放大電路，且所述可變增益放大電路依該變化的電壓而調(diào)整其輸出語音信號的幅度，以使所述可變增益放大電路輸出的語音信號的幅度與設(shè)定幅度相同。
2.如權(quán)利要求1所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述可變增益放大電路包括放大器、反饋電阻、第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路，所述反饋電阻的兩端分別與所述放大器的反向輸入端及輸出端連接，所述放大器的正向輸入端接收外部語音信號，所述第一可調(diào)電阻子電路與所述放大器的反向輸入端連接，所述第二可調(diào)電阻子電路與所述放大器的正向輸入端連接，且外部共模電壓分別輸入所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路均與所述信號檢測電路的輸出端連接。
3.如權(quán)利要求2所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述第一可調(diào)電阻子電路包括第一場效應(yīng)管及第一電阻，所述第一場效應(yīng)管的源極及第一電阻的一端均與外部共模電壓輸出端連接，所述第一場效應(yīng)管的漏極及第一電阻的另一端均與所述放大器的反向輸入端連接，所述第一場效應(yīng)管的柵極與所述信號檢測電路的輸出端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路具有完全相同的結(jié)構(gòu)特征。
5.如權(quán)利要求4所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述第二可調(diào)電阻子電路的第一電阻的阻值等于所述第一可調(diào)電阻子電路的第一電阻與反饋電阻并聯(lián)后的電阻值，且所述第一可調(diào)電阻子電路與第二可調(diào)電阻子電路的第一場效應(yīng)管均工作在三極管區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述信號檢測電路包括第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管、第五場效應(yīng)管、第六場效應(yīng)管、第二電阻及電容，所述第二場效應(yīng)管的柵極與所述可變增益放大電路的輸出端連接，其源極與所述比較電壓生成電路連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述第三場效應(yīng)管的漏極、柵極及第四場效應(yīng)管的柵極共同連接，所述第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管及第五場效應(yīng)管的源極均與外部電源連接，所述第四場效應(yīng)管的漏極、第二電阻的一端、電容的一端及所述第六場效應(yīng)管的柵極共同連接，所述第五場效應(yīng)管的漏極與所述第六場效應(yīng)管的漏極連接并形成所述信號檢測電路的輸出端，所述第六場效應(yīng)管的源極、第五場效應(yīng)管的柵極、所述第二電阻的另一端及所述電容的另一端均接地。
7.如權(quán)利要求1所述的自動增益調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述比較電壓生成電路包括第三電阻、第四電阻及電壓跟隨器，所述第三電阻一端與外部電源連接，另一端與所述第四電阻的一端及所述電壓跟隨器的正向輸入端連接，所述第四電阻的另一端接地，所述電壓跟隨器的反向輸入端與其輸出端連接，且所述電壓跟隨器的輸出端與所述信號檢測電路連接。
【文檔編號】H03G3/30GK103762953SQ201410019191
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】楊保頂, 鄒錚賢 申請人:四川和芯微電子股份有限公司