ZHCADN4A July   2019  – January 2024 TLV320ADC3140 , TLV320ADC5140 , TLV320ADC6140

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2自动增益控制
    1. 2.1 高通滤波器
    2. 2.2 AGC 参数
  6. 3示例
  7. 4参考资料
  8. 5修订历史记录

2.2 AGC 参数

表 2-3 显示了 AGC 算法的参数。可以通过对器件寄存器进行写入来控制前两个参数（AGC 目标电平和最大增益）。其他参数驻留在器件的 32 位宽系数存储器（Book 0、Page 5、Page 6 和 Page 7）中。

表 2-3 AGC 参数列表
AGC 参数功能/说明
AGC 目标电平 (dB)AGC 目标电平表示 AGC 试图保持其输出信号的标称电平。
最大增益 (dB)AGC 对低于目标电平的信号应用的增益上限（以 dB 为单位）。
噪声阈值 (dB)AGC 用来区分噪声和微弱信号的阈值电平。低于该阈值的信号被归类为噪声，AGC 不会对其进行放大。
释放时间常数（秒）当输入信号降至低于目标电平时 AGC 电路通过增大 PGA 增益进行响应的速度。
起音时间常数（秒）当输入信号升至高于目标电平时 AGC 电路通过减小 PGA 增益进行响应的速度。
释放迟滞 (dB)超过目标电平的信号电平降低量（以 dB 为单位），迫使 AGC 增加增益并开始释放。
起音迟滞 (dB)超过目标电平的信号电平增加量（以 dB 为单位，迫使 AGC 降低增益并开始起音
噪声迟滞 (dB)超过噪声阈值的信号电平变化量，迫使 AGC 在噪声和信号之间做出决定。
释放去抖（样本）在 AGC 开始释放和增加 PGA 增益之前，在起音事件之后下降到目标电平以下的连续输入样本数。
起音去抖（样本）在 AGC 开始起音和降低 PGA 增益之前，在释放事件之后上升到目标电平以上的连续输入样本数。
噪声去抖（样本）输入降至低于噪声阈值，从而使信号被视为噪声的连续样本数。

AGC 目标电平：AGC 目标电平表示 AGC 试图保持输出信号的标称电平。阈值电平是相对于 ADC 输出的满量程 (dBFS) 表示的。表 2-4 列出了 AGC 目标电平配置设置。默认值为 -34dB。设置高目标电平会增加转换后的输出电平。不过，较大的目标电平设置可能会导致输入信号削波，同时信号电平突然增加。因此，需将目标电平设置为具有足够的裕度，以防在出现响亮的声音时出现削波。

表 2-4 AGC 目标电平可编程设置
P0_R112_D[7:4]：AGC_LVL[3:0]输出的 AGC 目标电平
0000AGC 目标电平是 –6dB 输出信号电平
0001AGC 目标电平是 –8dB 输出信号电平
0010AGC 目标电平是 –10dB 输出信号电平
……
1110（默认值）AGC 目标电平是 –34dB 输出信号电平
1111AGC 目标电平是 –36dB 输出信号电平

最大增益：最大增益表示 AGC 对低于目标电平的信号应用的增益上限。表 2-5 列出了最大增益配置设置。默认值是 24dB。能够以 3dB 阶跃在 3dB 至 42dB 的范围内对其进行编程。

表 2-5 AGC 最大增益可编程设置
P0_R112_D[3:0]：AGC_MAXGAIN[3:0]允许的 AGC 最大增益
0000允许的 AGC 最大增益为 3dB
0001允许的 AGC 最大增益为 6dB
0010允许的 AGC 最大增益为 9dB
……
0111（默认值）允许的 AGC 最大增益为 24dB
……
1110允许的 AGC 最大增益为 39dB
1111允许的 AGC 最大增益为 42dB

噪声阈值：AGC 用来区分噪声和微弱信号的阈值电平。低于该阈值的信号被归类为噪声，AGC 不会对其进行放大。可以通过写入 AGC_NOISE 系数来设置噪声阈值。方程式 5 显示了 AGC_NOISE 参数的计算方式。

方程式 5. GUID-524BF47A-2336-401F-A8F3-4005B44BB40D-low.gif

其中

  • NT 是以 dB 为单位的噪声阈值

默认值 (0xFFFFA600) 对应于 -90dB。表 2-6 显示了控制 AGC_NOISE 参数的寄存器。

表 2-6 用于噪声阈值的可编程系数寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_NOISE0x060x200xFFAGC_NOISE 字节 [31:24]
0x060x210xFFAGC_NOISE 字节 [23:16]
0x060x220xA6AGC_NOISE 字节 [15:8]
0x060x230x00AGC_NOISE 字节 [7:0]\

释放时间常数：当输入信号降至低于目标电平时 AGC 电路通过增大 PGA 增益进行响应的速度。释放时间常数由两个系数控制：AGC_REL_ALPHA 和 AGC_REL_BETA。方程式 6 和方程式 7 显示了如何根据以下时间常数计算 AGC_REL_ALPHA 和 AGC_REL_BETA 参数：

方程式 6. GUID-0CE2978E-CE91-4C63-A645-B2A9E8295D8B-low.gif
方程式 7. GUID-3D217004-9D14-47DB-90A3-B1B77EE22F50-low.gif

其中

  • RT 是以秒为单位的释放时间常数

表 2-7 显示了控制 AGC_REL_ALPHA 和 AGC_REL_BETA 参数的寄存器。这些参数以二进制补码表示形式写入。AGC_REL_ALPHA 和 AGC_REL_BETA 的默认值对应的时间常数为 20 毫秒。

表 2-7 用于释放时间常数的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_REL_ALPHA0x050x7C0x7FAGC_REL_ALPHA 字节 [31:24]
0x050x7D0xB5AGC_REL_ALPHA 字节 [23:16]
0x050x7E0x16AGC_REL_ALPHA 字节 [15:8]
0x050x7F0x50AGC_REL_ALPHA 字节 [7:0]
AGC_REL_BETA0x060x080x00AGC_REL_BETA 字节 [31:24]
0x060x090x4AAGC_REL_BETA 字节 [23:16]
0x060x0A0xE9AGC_REL_BETA 字节 [15:8]
0x060x0B0xB0AGC_REL_BETA 字节 [7:0]

起音时间常数：当输入信号升至高于目标电平时 AGC 电路通过减小 PGA 增益进行响应的速度。方程式 8 和 方程式 9 显示了起音时间常数参数 AGC_ATT_ALPHA 和 AGC_ATT_BETA 的计算方式。

方程式 8. GUID-7482CAC0-908C-43E3-834C-F354B3B5C356-low.gif
方程式 9. GUID-DA0BAAE9-8AB2-40AD-B00B-09798AF0CAC1-low.gif

其中

  • AT 是以秒为单位的起音时间常数

AGC_ATT_ALPHA 和 AGC_ATT_BETA 参数均以宽度为 32 位的二进制补码形式表示，由表 2-8 中显示的寄存器控制。AGC_ATT_ALPHA 和 AGC_ATT_BETA 的默认值对应的时间常数为 0.1 毫秒。

表 2-8 用于起音时间常数的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_ATT_ALPHA0x060x0C0x50AGC_ATT_ALPHA 字节 [31:24]
0x060x0D0xFCAGC_ATT_ALPHA 字节 [23:16]
0x060x0E0x64AGC_ATT_ALPHA 字节 [15:8]
0x060x0F0x5CAGC_ATT_ALPHA 字节 [7:0]
AGC_ATT_BETA0x060x100x2FAGC_ATT_BETA 字节 [31:24]
0x060x110x03AGC_ATT_BETA 字节 [23:16]
0x060x120x9BAGC_ATT_BETA 字节 [15:8]
0x060x130xA4AGC_ATT_BETA 字节 [7:0]

释放迟滞：超过目标电平的信号电平降低量，迫使 AGC 增加增益并开始释放。释放迟滞以 dB 为单位。方程式 10 显示了 AGC_REL_HYST 参数的计算方式。

方程式 10. GUID-C2C513A2-F589-4917-AEAB-51FB7C90FE02-low.gif

其中

  • RH (>= 0) 是以 dB 为单位的释放迟滞

AGC_REL_HYST 的默认值为 0x00000300，对应的迟滞为 3dB 。表 2-9 列出了对应于 AGC_REL_HYST 的寄存器。

表 2-9 用于释放迟滞的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_REL_HYST0x060x340x00AGC_REL_HYST 字节 [31:24]
0x060x350x00AGC_REL_HYST 字节 [23:16]
0x060x360x03AGC_REL_HYST 字节 [15:8]
0x060x370x00AGC_REL_HYST 字节 [7:0]

起音迟滞：超过目标电平的信号电平增加量，迫使 AGC 降低增益并开始起音。起音迟滞以 dB 为单位。方程式 11 显示了 AGC_ATT_HYST 参数的计算方式。

方程式 11. GUID-3870B7AB-8BB0-46B5-A081-954E2B587F4A-low.gif

其中

  • AH (>= 0) 是以 dB 为单位的起音迟滞

起音迟滞的默认值为 1dB。表 2-10 显示了控制 AGC_ATT_HYST 参数的寄存器。

表 2-10 用于起音迟滞的可编程系数寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_ATT_HYST0x060x3C0x00AGC_ATT_HYST 字节 [31:24]
0x060x3D0x00AGC_ATT_HYST 字节 [23:16]
0x060x3E0x01AGC_ATT_HYST 字节 [15:8]
0x060x3F0x00AGC_ATT_HYST 字节 [7:0]

噪声迟滞：(AGC_NOISE_HYST)：在噪声阈值附近的信号电平变化量，迫使 AGC 在噪声和信号之间做出决定。上升信号必须升至高于噪声迟滞电平才能被放大到目标电平。下降信号必须降至低于噪声迟滞电平才能被视为噪声。噪声迟滞以 dB 为单位。方程式 12 显示了 AGC_NOISE_HYST 参数的计算方式。

方程式 12. GUID-9108A820-7CBB-4EFC-8197-4EE42F53B069-low.gif

其中

  • NH (>= 0) 是以 dB 为单位的噪声迟滞

AGC_NOISE_HYST 的默认值为 0x00000600，对应的迟滞为 6dB。表 2-10 显示了控制 AGC_NOISE_HYST 参数的寄存器。

表 2-11 用于噪声迟滞的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_NOISE_HYST0x060x540x00AGC_NOISE_HYST 字节 [31:24]
0x060x550x00AGC_NOISE_HYST 字节 [23:16]
0x060x560x06AGC_NOISE_HYST 字节 [15:8]
0x060x570x00AGC_NOISE_HYST 字节 [7:0]

起音去抖：在 AGC 开始起音和降低 PGA 之前，在释放事件之后上升到目标电平以上的连续输入样本数。方程式 13 显示了 AGC_ATT_CNT 参数的计算方式。

方程式 13. GUID-62C25C61-508E-49C8-B04B-79AFC8EE3841-low.gif

其中

  • AD (>= 0) 以秒为单位

表 2-12 显示了控制 AGC_ATT_CNT 参数的寄存器。

表 2-12 用于起音去抖的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_ATT_CNT0x060x180x00AGC_ATT_CNT 字节 [31:24]
0x060x190x00AGC_ATT_CNT 字节 [23:16]
0x060x1A0x02AGC_ATT_CNT 字节 [15:8]
0x060x1B0x00AGC_ATT_CNT 字节 [7:0]

释放去抖：在 AGC 开始释放和增加 PGA 增益之前，在起音事件之后下降到目标电平以下的连续输入样本数。在频率为 48kHz 时释放去抖的默认值为 25 毫秒。方程式 14 显示了 AGC_REL_CNT 参数的计算方式。

方程式 14. GUID-627F08D7-2AA1-4247-A7EC-9E87A2329C41-low.gif

其中

  • RD (>= 0) 是以秒为单位的释放去抖

表 2-13 显示了控制 AGC_REL_CNT 参数的寄存器。

表 2-13 用于释放去抖的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_REL_CNT0x060x1C0x00AGC_REL_CNT 字节 [31:24]
0x060x1D0x04AGC_REL_CNT 字节 [23:16]
0x060x1E0xB0AGC_REL_CNT 字节 [15:8]
0x060x1F0x00AGC_REL_CNT 字节 [7:0]

噪声去抖：输入降至低于噪声阈值，从而使信号被视为噪声的连续样本数。方程式 15 显示了 AGC_NOISE_CNT 参数的计算方式。

方程式 15. GUID-4AA20855-771F-4346-8A01-C6E420783A92-low.gif

其中

  • ND (>= 0) 是以秒为单位的噪声去抖时间

AGC_NOISE_CNT 的默认值为 0x0004B000，当频率为 48kHz 时对应的去抖时间为 25 毫秒。表 2-14 显示了控制 AGC_NOISE_CNT 参数的寄存器。

表 2-14 用于噪声去抖的可编程寄存器
系数 PAGE 寄存器 复位值 说明
AGC_NOISE_CNT0x060x440x00AGC_NOISE_CNT 字节 [31:24]
0x060x450x04AGC_NOISE_CNT 字节 [23:16]
0x060x460xB0AGC_NOISE_CNT 字节 [15:8]
0x060x470x00AGC_NOISE_CNT 字节 [7:0]