[实用新型]音频节奏识别电路

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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，发明人发现，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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。