音频节奏识别电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种音频节奏识别电路，用于提取出能够准确表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号，具备音频输入端口、第一RC滤波单元、第一低通检波单元及峰值检测单元。低通检波单元构成为包括第一运算放大器(U1B)、第二电容器(C3)、第二电阻(R8)、二极管(D1)及第三电容器(C2)，运算放大器(U1B)的反相输入端(6)连接于第一电阻(R6)，第二电容器(C3)、第二电阻(R8)、二极管(D1)相互并联并且串联于第一电阻(R6)与接地端口之间，该第三电容器(C2)并联于反相输入端(6)与输出端(7)之间；低通检波单元用于提取音频信号中的包络波形式的低频信号，并从音低频信号筛选出用于表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号。

Audio frequency recognition circuit

The utility model provides an audio rhythm recognition circuit for extracting energy density waveform signal can music rhythm characteristics accurately characterize various musical instruments produced, with the audio input port, the first RC low pass filter unit, the first detection unit and peak detection unit. Low pass detection unit comprises a first operational amplifier (U1B), second capacitors (C3), second (R8), diode resistor (D1) and three capacitors (C2), operational amplifier (U1B) negative input terminal (6) connected to the first resistor (R6), second capacitors (C3 second), resistance (R8), a diode (D1) and parallel to each other in the first series resistor (R6) between the port and the ground, the third capacitor (C2) connected to the inverting input terminal (6) and output (7); low pass detection unit is used to extract the envelope wave in the form of audio frequency signal in the signal from the audio frequency signal, and screened for energy density waveform music rhythm variation characteristics of various musical instruments produced by the characterization.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及音频信号处理领域，更具体地说，涉及一种音频节奏识别电路。
技术介绍
在舞台、舞厅等演出场景，为了增强演出现场的气氛，一种可随各种乐器产生的音乐节奏变化而转动投射角度、变换投射光线颜色或改变投射图案的LED灯被广泛使用。为了实现根据各种乐器产生的音乐节奏的变化来控制LED灯转动投射角度、变换投射光线颜色或改变投射图案，需要提取音乐的节奏变化特征，以往，一方面，可用音频随时间变化的幅度来表征其节奏变化特征，为此，需要提取音频的幅度；另一方面，可用频率来表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征，为此，需要提取音频的频率。然而，在实现上述根据音频的幅值或频率来表征音乐的节奏变化特征，进而根据音乐的节奏变化特征来控制LED灯的过程中，专利技术人发现，若根据音频的幅值来表征音乐的节奏变化特征，则由于播放音量可调节，在设置于不同音量大小的情况下，同一音频会对应不同的幅值，因此，根据幅值来表征音乐的节奏变化特征并不准确；若根据音频的频率来表征音乐的节奏变化特征，则由于音频信号中存在多种频率，各种频率会相互干涉，因而存在难以提取能够准确表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的频率。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中难以提取出能够准确表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的物理量（现有技术中为幅值或频率）这一缺陷，提供一种音频节奏识别电路，其提取出能够准确表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种音频节奏识别电路，具备用于输入音频信号的音频输入端口（Pin），还具备：第一RC滤波单元，其由第一电阻（R6）、第二电容器（C3）构成，所述音频输入端口（Pin）与第一电容器（C1）相连起隔离作用，再连接到与所述第二电容器（C3）串联的第一电阻（R6）；第一低通检波单元，其构成为包括第一运算放大器（U1B）、第二电容器（C3）、第二电阻（R8）、二极管（D1）及第三电容器（C2），所述第一运算放大器（U1B）的所述反相输入端（6）连接于所述第一电阻（R6），所述第二电容器（C3）、所述第二电阻（R8）、所述二极管（D1）相互并联并且串联于所述第一电阻（R6）与接地端口之间，该二极管（D1）的负极连接于所述接地端口，该第三电容器（C2）并联于该第一运算放大器（U1B）的反相输入端（6）与输出端（7）之间；该第一低通检波单元用于提取所述音频信号中的包络波形式的低频信号，并从所述包络波形式的低频信号筛选出用于表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号；峰值检测单元，其连接于所述第一运算放大器（U1B）的输出端（7），用于对所述第一低通检波单元处理得到的所述能量密度波形信号进行峰值检测，由此识别出所述音频信号中的各个节奏。可选地，音频节奏识别电路还具备：第二RC滤波单元，其由第四电阻（R13）及第四电容器（C6）构成，所述第四电阻（R13）与所述第四电容器（C6）串联，并连接于所述音频输入端口（Pin）与接地端口之间；第二低通检波单元，其构成为包括第二运算放大器（U1A）、第五电容器（C4）、第六电阻（R11）及第七电阻（R1），该第二运算放大器（U1A）连接于所述音频输入端口（Pin）与所述第一RC滤波单元之间，第六电阻（R11）及所述第七电阻（R1）连接于所述第二运算放大器（U1A）的同相输入端（3）及接地端口以用于为该第二运算放大器（U1A）提供置位电压，所述第五电容器（C4）并联于该第二运算放大器（U1A）的反相输入端（2）及输出端（1）之间，所述该第二低通检波单元用于在所述第一低通检波单元之前预先提取所述音频信号中的包络波形式的低频信号，并从所述包络波形式的低频信号筛选出用于表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号。可选地，音频节奏识别电路还具备：第三RC滤波单元，其由第八电阻（R3）及第六电容器（C5）构成，所述第八电阻（R3）连接于所述第一运算放大器（U1B）的输出端（7）与所述峰值检测单元之间，所述第六电容器（C5）连接于所述第八电阻（R3）与所述接地端口之间。在本技术所述的音频节奏识别电路中，通过第一RC滤波单元及第一低通检波单元能够滤除音频信号中的高频信号，得到“纯度”较高的低频信号，能够较好地去除干扰信号，并能够处理包络波形式的低频信号得到整体波形更为平滑的波形，即，能够准确表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号，这样一来，峰值检测单元能够准确检测的识别音频节奏。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1为本技术提供的音频节奏识别电路的一具体电路图；图2为本技术提供的音频节奏识别电路的另一具体电路图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。如图1所示，音频节奏识别电路主要包括用于输入音频信号的音频输入端口Pin、第一电阻R6、第一电容器C1、第二电阻R8、第二电容器C3、二极管D1、第一运算放大器U1B、第三电阻R9、第三电容器C2以及峰值检测单元等功能元件或模块。上述功能元件或单元可分别构成如下功能单元：第一RC滤波单元、第一低通检波单元以及峰值检测单元。第一RC滤波单元主要由第一电阻R6、第二电容器C3实现，并连接于第一电容器C1与接地端口之间，接地端口接地GND。其中，音频输入端口Pin通过第一电容器C1与第一电阻R6及第二电容器C3串联，音频输入端口Pin与第一电容器C1相连起隔离作用。对于第一RC滤波单元，其用于过滤通过音频输入端口Pin输入的音频信号中的高频信号。具体地，用于滤掉音频信号中人可听频率（20Hz-20KHz）以上的高频信号，以选择需要的频率信号输入。第一低通检波单元主要由第一运算放大器U1B、第二电容器（C3）、第二电阻（R8）、二极管（D1）及第三电容器（C2）构成，第一运算放大器U1B的反相输入端6连接于第一电阻R6，第二电容器C3、第二电阻R8、二极管D1相互并联并且串联于第一电阻R6与接地端口之间，该二极管D1的负极连接于接地端口，该第三电容器C2并联于该第一运算放大器U1B的反相输入端6与输出端7之间，该第一运算放大器U1B的反相输入端6连接于第一电阻R6，输出端7连接于后述的峰值检测单元。对于第一低通检波单元，其一方面可提取音频信号中的低频信号。在此特别说明的是，本专利技术人通过研究发现，各种乐器产生的音乐节奏的变化主要是指音乐中重低音鼓声的变化，而重低音鼓声仅与音频信号中的低频信号有关，因此，可获取低频信号以确定各种乐器产生的音乐节奏变化特征（即节奏）。另一方面，其可对提取出的低频信号进行检波处理而得到能量密度波形信号。在此需要特别说明的是，未通过第一低通检波单元前，低频信号的波形为包络波，包络波的波形中的下降部分不利于后续峰值检测单元对包络波的主波峰（即构成包络波的多个波中，幅值最高的波峰，其对应节奏）的检测。通过第一低通检波单元的检波作用，可去除包络波中各个子波中的下降部分，能够从而将包络波转换成整体波形更为平滑的波形，这样一来，更加有利于后续峰值检测单元对包络波的主波峰的检测，即，峰值检测单元对包络波的主波峰（即节奏）的检测更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频节奏识别电路，具备用于输入音频信号的音频输入端口(Pin)，其特征在于，还具备：第一RC滤波单元，其由第一电阻(R6)、第二电容器(C3)构成，所述音频输入端口(Pin)与第一电容器(C1)相连起隔离作用，再连接到与所述第二电容器(C3)串联的第一电阻(R6)；第一低通检波单元，其构成为包括第一运算放大器(U1B)、第二电容器(C3)、第二电阻(R8)、二极管(D1)及第三电容器(C2)，所述第一运算放大器(U1B)的反相输入端(6)连接于所述第一电阻(R6)，所述第二电容器(C3)、所述第二电阻(R8)、所述二极管(D1)相互并联并且串联于所述第一电阻(R6)与接地端口之间，该二极管(D1)的负极连接于所述接地端口，该第三电容器(C2)并联于该第一运算放大器(U1B)的反相输入端(6)与输出端(7)之间；该第一低通检波单元用于提取所述音频信号中的包络波形式的低频信号，并从所述包络波形式的低频信号筛选出用于表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号；峰值检测单元，其连接于所述第一运算放大器(U1B)的输出端(7)，用于对所述第一低通检波单元处理得到的音低频能量密度波形信号进行峰值检测，由此识别出所述音频信号中的各个节奏。...

【技术特征摘要】
1.一种音频节奏识别电路，具备用于输入音频信号的音频输入端口(Pin)，其特征在于，还具备：第一RC滤波单元，其由第一电阻(R6)、第二电容器(C3)构成，所述音频输入端口(Pin)与第一电容器(C1)相连起隔离作用，再连接到与所述第二电容器(C3)串联的第一电阻(R6)；第一低通检波单元，其构成为包括第一运算放大器(U1B)、第二电容器(C3)、第二电阻(R8)、二极管(D1)及第三电容器(C2)，所述第一运算放大器(U1B)的反相输入端(6)连接于所述第一电阻(R6)，所述第二电容器(C3)、所述第二电阻(R8)、所述二极管(D1)相互并联并且串联于所述第一电阻(R6)与接地端口之间，该二极管(D1)的负极连接于所述接地端口，该第三电容器(C2)并联于该第一运算放大器(U1B)的反相输入端(6)与输出端(7)之间；该第一低通检波单元用于提取所述音频信号中的包络波形式的低频信号，并从所述包络波形式的低频信号筛选出用于表征各种乐器产生的音乐节奏变化特征的能量密度波形信号；峰值检测单元，其连接于所述第一运算放大器(U1B)的输出端(7)，用于对所述第一低通检波单元处理得到的音低频能量密度波形信号进行峰值检测，由此识别出所述音频信号中的各个节奏。2.根据权利要求1所述的音频节奏识别电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓刚，罗道东，
申请(专利权)人：惠州市新斯贝克动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44