音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)儀表領(lǐng)域(如智能配電儀表)，經(jīng)常需要一個可控制的信號源，如50Hz可控幅值的交流信號或者是可控的諧波信號。這些信號的主要區(qū)別是所包含的頻率分量不同。當(dāng)前產(chǎn)生可控信號源的設(shè)備，主要是基于嵌入式開發(fā)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生指定頻率的信號，而這種方式有其局限性。首先，嵌入式開發(fā)的周期長且設(shè)備的價格昂貴。其次，它們產(chǎn)生的信號往往都是低功率的，因而如果要產(chǎn)生一個大功率信號還要配合其他放大設(shè)備，增加整體的成本和復(fù)雜性。除此之外，此類設(shè)備一般在功能上比較單一，比如交流信號的頻率只能是50Hz，諧波無法和標(biāo)準(zhǔn)信號混淆，且產(chǎn)生諧波的范圍也有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的裝置，通過控制音頻信號產(chǎn)生所需的交流信號(如可以是任意周期的，如10Hz ;也可以單獨(dú)產(chǎn)生諧波，甚至將諧波與標(biāo)準(zhǔn)信號混淆)，將與我們生活密不可分的聲音轉(zhuǎn)換為電壓/電流信號，同時也可以將這個信號放大，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€可控功率的信號源。該裝置包括:音頻設(shè)備和信號放大設(shè)備，音頻設(shè)備連接信號放大設(shè)備，向信號放大設(shè)備輸出音頻信號，信號放大設(shè)備將輸入的音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號輸出。
[0004]通過本發(fā)明的裝置，只需要一個音頻設(shè)備和信號放大設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)將音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的功能，不需要漫長和繁瑣的嵌入式開發(fā)，且所用的設(shè)備都是常用設(shè)備，價格低，能夠有效的降低成本。而且，在功能上也更豐富，如產(chǎn)生的交流信號的頻率范圍較大(可以從50Hz到IK以上)。同時，諧波可以單獨(dú)產(chǎn)生也可以與標(biāo)準(zhǔn)信號混疊，從而得到一個與實(shí)際信號更接近的交流信號。
[0005]在一些實(shí)施方式中，信號放大設(shè)備包括電壓回路和電流回路，電壓回路通過音頻設(shè)備的其中一個聲道接收音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率的電壓信號輸出，電流回路通過音頻設(shè)備的另一個聲道接收音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率的電流信號輸出。由此，可以實(shí)現(xiàn)將音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率的電壓和電流信號。
[0006]在一些實(shí)施方式中，電壓回路包括電位器、放大器和變壓器，電壓回路通過電位器調(diào)節(jié)音頻信號的幅值，并通過放大器進(jìn)行幅值和功率的放大，最后由變壓器進(jìn)一步放大和隔離后輸出電壓信號。由此，用戶通過電位器的板面調(diào)節(jié)信號波的幅值進(jìn)行相應(yīng)幅值的放大，以控制信號的大小，并經(jīng)放大器進(jìn)一步放大后通過變壓器產(chǎn)生可控的電壓信號。
[0007]在一些實(shí)施方式中，電流回路包括電位器、放大器、變壓器和電阻回路，電流回路通過電位器調(diào)節(jié)音頻信號的幅值，并通過放大器進(jìn)行幅值和功率的放大，最后由變壓器進(jìn)行降壓和隔離后輸出電壓信號，變壓器的輸出端通過連接電阻回路輸出電流信號。由此，用戶通過電位器的板面調(diào)節(jié)信號波的幅值進(jìn)行相應(yīng)幅值的放大，以控制信號的大小，并經(jīng)放大器進(jìn)一步放大后通過變壓器產(chǎn)生可控的電壓信號，在電壓信號輸出端接入電阻回路，以產(chǎn)生電流信號。
[0008]在一些實(shí)施方式中，信號放大設(shè)備還包括控制回路，控制回路分別連接電流回路和電壓回路，根據(jù)輸入的開關(guān)量，控制電流回路和電壓回路輸出的信號的大小。由此，用戶通過調(diào)節(jié)裝置面板上的量程開關(guān)，就可以控制輸出的信號的量程，以產(chǎn)生可控功率的信號源。
[0009]在一些實(shí)施方式中，信號放大設(shè)備還包括指示燈回路，指示燈回路連接控制回路，根據(jù)輸出的信號的大小，接通指示相應(yīng)量程的指示燈的電路，使對應(yīng)量程的指示燈亮。由此，可以實(shí)現(xiàn)輸出值測量的功能，可以精確測量當(dāng)前電壓電流信號的大小，方便用戶查看和根據(jù)需求調(diào)控。
[0010]在一些實(shí)施方式中，音頻設(shè)備包括音頻編輯模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，音頻編輯模塊根據(jù)參數(shù)設(shè)置生成音頻文件，D/A轉(zhuǎn)換模塊將音頻文件轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。由此，可以實(shí)現(xiàn)將音頻文件以對應(yīng)時域的模擬信號輸出。同時，通過音頻編輯模塊可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，從而產(chǎn)生范圍較大的交流信號頻率(如可以從50Hz到IK以上)。也可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置單獨(dú)產(chǎn)生諧波信號，或產(chǎn)生諧波與標(biāo)準(zhǔn)信號混疊的信號，從而得到一個與實(shí)際信號更接近的交流信號。
[0011]在一些實(shí)施方式中，音頻設(shè)備為PC機(jī)或帶有音頻信號輸出接口并能播放音頻文件的設(shè)備。由此，音頻設(shè)備本身就可以作為信號輸出源并在音頻輸出時由設(shè)備自身進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生對應(yīng)的模擬信號。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供了一種音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的方法，包括:
[0013]根據(jù)設(shè)置參數(shù)生成音頻信號通過音頻設(shè)備的聲道輸出至電位器；
[0014]電位器根據(jù)外部操作調(diào)節(jié)音頻信號的幅值后輸出至放大器；
[0015]放大器根據(jù)外部操作將接收到的信號的幅值和功率放大后輸出至變壓器；
[0016]變壓器將接收到的信號進(jìn)一步放大和隔離后輸出電壓信號。
[0017]該方法，通過音頻設(shè)備輸出音頻信號，信號輸入后經(jīng)過電位器、放大器及變壓器以形成最終可測量的可控功率的電壓信號，完成音頻信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換，以向工業(yè)儀表領(lǐng)域提供可控的電壓信號源。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的方法，包括:
[0019]根據(jù)設(shè)置參數(shù)生成音頻信號通過音頻設(shè)備的聲道輸出至電位器；
[0020]電位器根據(jù)外部操作調(diào)節(jié)音頻信號的幅值后輸出至放大器；
[0021]放大器根據(jù)外部操作將接收到的信號的幅值和功率放大后輸出至變壓器；
[0022]變壓器將接收到的信號降壓和隔離后輸出電壓信號；
[0023]在變壓器的電壓信號輸出端連接電阻回路，輸出電流信號。
[0024]由此，通過先將音頻信號經(jīng)電位器、放大器和變壓器轉(zhuǎn)換為電壓信號，在電壓信號輸出端接入電阻回路，從而輸出可測量的可控功率的電流信號，實(shí)現(xiàn)音頻信號到電流信號的轉(zhuǎn)換，以向工業(yè)儀表領(lǐng)域提供可控的電流信號源。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的裝置的原理圖；
[0026]圖2為圖1所示裝置中信號放大設(shè)備的電流回路的原理圖；
[0027]圖3為圖1所示裝置中信號放大設(shè)備的電壓回路的原理圖；
[0028]圖4為圖1所示裝置中信號放大設(shè)備的控制回路的原理圖；
[0029]圖5為圖1所示裝置中信號放大設(shè)備的指示燈回路的原理圖；
[0030]圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式的音頻信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的方法流程圖；
[0031]圖7為本發(fā)明另一實(shí)施方式的音頻信號轉(zhuǎn)換為電流信號的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0033]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的音頻信號轉(zhuǎn)換為可控功率信號的裝置。如圖1所示，該裝置包括音頻設(shè)備10及信號放大設(shè)備11。音頻設(shè)備10通過音頻線纜連接信號放大設(shè)備11輸入音頻信號。其中，音頻設(shè)備10可以選擇PC機(jī)或帶有音頻信號輸出接口并能播放音頻文件的設(shè)備(如MP3)，通過現(xiàn)有的頻譜編輯軟件制作音頻文件，然后通過D/A轉(zhuǎn)換即可得到一個對應(yīng)時域的音頻信號。以音頻設(shè)備選用PC為例，通過在PC端安裝現(xiàn)有的頻譜編輯軟件或自己編寫的專用軟件，將PC的聲卡作為信號輸出源直接控制聲卡的輸出生成音頻文件，并由PC機(jī)聲卡的音頻輸出(為通用音頻播放軟件)對音頻文件進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，即可產(chǎn)生對應(yīng)的模擬信號(即音