音頻控制芯片PGA2311的音頻增益自動控制

2 軟件設計
軟件設計包括按鍵顯示、外設控制、音頻信號處理幾個部分，重點是音頻信號處理的AGC算法。按鍵顯示響應用戶設置輸出音量大小并顯示出來，外設控制主要是對PGA2311進行配置。
2．1 AGC算法
AGC算法核心是通過信號的包絡信息來判斷信號的動態(tài)范圍是否超過設置大小，這里需要快速跟蹤包絡的變化，及時進行增益控制。
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算法比較簡單實用，其流程如圖3所示。具體實現(xiàn)過程：從單片機的A／D口，獲得音頻輸入／輸出信號的電平存入數(shù)組。數(shù)組存儲數(shù)據(jù)達到門限比較要求，進入峰值比較流程。根據(jù)存儲的輸入信號數(shù)據(jù)，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。如果判定沒有音頻信號輸入，則增益不調(diào)整，防止由于輸出信號太小而一直增大增益，噪聲過大，或者一旦出現(xiàn)聲音，由于增益過大而出現(xiàn)短時間輸出聲音太大。輸入端有信號，則對輸出端進行檢測，同樣調(diào)用冒泡排序程序找出最大幅值，如發(fā)現(xiàn)輸出信號大小超過設定門限，則減小增益，反之則增大增益。在減小增益時，步進要大些，而在增大增益時步進要小些，這樣在增益調(diào)整時輸出的音量使用戶聽覺上不覺得難受。

3 實驗論證
為驗證設計的正確性進行實驗論證。設定輸出電平范圍，由計算機輸入突變的音頻信號，通過示波器觀察輸出，如圖4所示。

從圖4中方框所標示的音量突變區(qū)域，可以看出輸入音量突然增大后，在500 ms內(nèi)就將增益調(diào)低，保持音量輸出在設定范圍輸出。高音突變低音等實驗由于調(diào)整周期較長，這里就不作圖示整個調(diào)整過程了。

結語
實驗結果說明，該設計增益控制及時、準確，保持輸出信號電平在設定范圍穩(wěn)定輸出，且低功耗，實現(xiàn)簡單，可移植性強，可以滿足目前用戶對音頻接收設備音量輸出的要求。