跟着现代通讯技能的广泛运用，通讯企业问的竞赛不断加重，为进步本身的竞赛优势，通讯企业需求将其通讯信号的质量进步，并进步通讯体系各项目标的安稳性、安全性、高效性。在音频信号处理办法及FPGA完成中，选用AGC算法，可进步音频信号体系和音频信号输出的安稳性，处理了AGC调试后的信号失真问题。本文针对依据有用AGC算法的音频信号处理办法与FPGA完成，及其相关内容进行了剖析研究。
1 有用AGC算法在实践运用中的原理
在通讯设备运用过程中，语音通讯是重要的组成部分，而在言语通讯中音频信号的质量，决议着人们对通讯体系的挑选。当时在通讯音频信号处理中会选用AGC，其可保证信号输出的安稳性，下降信号输出的搅扰。经过实践验证，有用AGC算法与一般的AGC算法存在必定的差异，有用AGC算法是一般AGC算法的基础上发生，其不只可将信号传输中的搅扰要素有用下降，还可保证音频信号在传输中的安稳性，精确地将音频信号的起伏改动状况显示出来。跟着科技的开展，数字处理技能，在音频信号处理中的运用，可下降信号的搅扰，完成FPGA。
自动增益操控(Automatic Gain Control，AGC)。其主要由增益扩大器以及反应回路两部分组成。在其作业过程中，增益扩大器组成部分，依据体系中反应回路的起伏、阈值，选用必定的AGC算法，对增益值进行调整。即AGC经过扩大电路中自动增益信号的强度，调整信号的自动操控。在信号强度添加时，AGC体系反应回路的操控，依照必定联系进行相应的减小;反之，当AGC体系增益扩大器中信号起伏下降时，反应回路的增益，将依照两者之间存在的必定联系，进行相应的增大。经过此办法，在AGC算法扩大调整后，保证了通讯体系信号输出的起伏可根本维持在安稳的状况。文中将AGC算法运用于音频信号处理中，可完成FPGA，并可有用下降音频信号输出时的搅扰，保证信号的安稳。
2 依据AGC算法的音频信号处理规划
在音频信号处理过程中，运用AGC算法分为4个过程：
过程1 确认音频信号输出的动态规模。在规划依据运用AGC算法的音频信号处理中，需依据音频信号的实践状况而定。若在规划过程中，有用AGC体系中希望值为一个定值时，此刻音频信号输出的起伏将趋近AGC体系的这一希望值。在趋近这一希望值的过程中，输出信号会不断地调整，从而构成信号输出端起伏的不安稳，所认为保证音频信号输出的安稳性，可在AGC希望值的基础上，以希望值为中心，规划并确认音频信号输出安稳的一个动态规模。当AGC算法调整中，音频信号的起伏在这一动态规模内，则可确认音频信号的输出起伏是安稳的。一般状况下，音频信号输出起伏规模是AGC体系希望值加减0.1 dB，一起为了对音频信号输出的电路进行维护，需求将AGC体系的希望值，设置为音频信号输出满值下削减0.25 dB。
过程2 确认增益调整速度。在正常语音通讯中，言语信号的起伏在不断改动，为了确认、保证并呈现语音信号起伏的正常改动趋势，需保证其增益不变或是在一个较小的规模内改动，由此才可保证音频信号传输中的起伏不失真。在音频信号传输过程中遭到的搅扰，使得音频信号的均匀起伏相对较小，所以需将其增益值加大，保证信号的全体起伏添加，以此保证音频信号不失真。有用AGC在音频信号中的运用，其增益值需遂慢而快，跟着信号起伏的慢改动而进行忽快的改动。当音频信号增益调整的时刻与音频信号正常状况下的调整时刻比较较长时，此刻的增益值不会发生较大改动，需依据音频信号输出的特色，设定其增益调整的时刻为4 s。若音频信号输出较大时，此刻的增益需快速减小，若不进行减小调整，则会构成器材的损坏。而当信号的输出值大于希望值的上限时，增益值调整时刻需设定为0.5 ms。
有用AGC算法的增益值核算公式为
其间，A(n+1)是对信号传输调整后的增益值;A(n)是调整前的增益值;Ain是信号起伏值;A0是希望起伏值;2-a为一个常数。其间a值不同，AGC的调整速度也不同，依据有用AGC算法的实践要求，信号输出起伏小于希望值上限时，a=16，增益的调整将变慢，若a=3，此刻的增益调整速度则将加速。
过程3 确认输入信号的动态规模。在音频信号输入的过程中，若设定的输入值规模过大，将会使信号在传输过程中，发生较大的噪声，影响信号的输入、输出质量。相反若音频输入信号的设定的规模较小，因信号较小，会被疏忽，从而构成音频输入信号的失真。依据音频信号的输入时刻状况，将36 dB的信号强度确认为噪声。运用AGC算法，将音频信号的输入动态规模确认，可依据噪声存在的时刻，判别噪声是否发生在音频信号传输的空隙，若噪声存在的时刻相对较小，则可将其看成是音频信号的空隙。一般噪声的判别时刻设定为5 s最佳。依据噪声存在的时刻及信号输入的实践状况，将音频信号最小值到噪声门限之间约6 dB的规模，确认为音频信号输入的动态规模。在这一规模内噪声对音频信号的搅扰强度较，因而需求将增益值固定。
过程4 对增益值的巨细进行约束。为防止发生增益过大，将信号传输器材或设备焚毁，需求将其增益值操控在一个规模内，若AGC核算得出的值，大于该规模的上限，此刻增益值取最大值，反之取最小值。依据音频信号的实践传输状况，增益规模在-3～30 dB。
经过以上4个过程，可将有用AGC算法在音频信号处理中的运用流程，规划如图1所示。
3 AGC算法的音频信号处理仿真及完成
3.1 仿真试验
在音频信号处理中，依据音频输入、输出的起伏改动，制造AGC仿真试验。依照有用AGC算法的流程和信号核算式(2)，将音频的输出信号核算出来，此刻当音频信号忽然减小时，就会呈现过冲现象，为将过冲现象消除/防止，需依照有用AGC算法公式，为音频信号的输出添加延时，延时可按式(3)核算
y(n)=x(n)×G(n) (2)
y(n)=x(n-32)×G(n) (3)
添加音频信号延时，可将过冲现象处理和消除，虽添加延时会对音频信号发生必定影响，但其晦气影响在可接受规模内。仿真试验成果如图2和图3所示。
在音频信号输入的过程中，当音频信号增益变大后，其将相对缓慢，此刻进行的增益延时相对较小，增益添加的起伏也相对较小，虽构成输出的音频信号较大，但已接近抱负输出起伏，因而对信号输出器材的安全性将不会构成影响。
3.2 FPGA的完成
试验中，FPGA的信号处理流程如图4所示。
音频信号经过音频采样的方式进行数字过滤，得到图4中I、Q两路信号，可运用下式
将构成的两路信号幅值核算出来，AGC体系中反应的幅值以A(n)=Ain(n)×G(n)式(5)核算得出。依据算出的A和Ain值对音频信号进行增益调整，调整时刻为4 s。
当音频信号的起伏发生改动时，在增益开端阶段，进行的调整相对较快，此刻对增益的影响较大，即信号增益改动较大。经过约4 s的增益调整，可将信号起伏的输出值调整到希望值，跟着输入音频信号的快速改动，输出的音频信号也会跟着输入信号的改动而发生相应的改动，但在输入信号忽然增大时，音频输出信号不会发生明显改动，由此完成了依据AGC算法的音频FPGA。
4 结束语
针对AGC算法的作业原理、音频信号处理、FPGA等内容进行剖析。在音频信号处理过程中，选用有用AGC算法，经过采纳仿真试验，得到有用AGC算法在音频信号处理及FPGA完成中的运用，并可下降信号传输中的失真问题，有用进步了信号传输的安稳性。试验成果表明，将有用AGC算法，运用于音频信号处理办法与FPGA完成中，其具有杰出的功能，且保证了信号的安稳性。
