Как реализовать мягкое отсечение в аудиоцепи? Или я должен просто ослабить сигнал?

Я разрабатываю аудиосхему, которая принимает звук линейного уровня, усиливает звук с помощью усилителя (скорее всего, это усилитель мощностью 3,1 Вт — http://www.ti.com/product/tpa6211a1#parametric ) и выводит усиленный сигнал на номинальная мощность 1 Вт, максимальная мощность 2 Вт.

Чтобы убедиться, что я не перегружаю динамик, мне порекомендовали реализовать мягкое отсечение. Поэтому я ищу подробности о том, как реализовать мягкое отсечение. Я предпочитаю, чтобы решение было аналоговым, а не цифровым, так как мой сигнальный тракт, включая усилитель, полностью аналоговый.

Кто-то также предположил, что лучший способ защитить динамик — это ослабить сигнал. Если это лучшее решение, где вы делаете вы затухания. Перед тем, как сигнал линейного уровня входит в усилитель или сразу после того, как усиленный сигнал выходит из усилителя? И насколько надо ослаблять сигнал (или хотя бы какие диапазоны)?

Вопросы:

  1. Мягкое отсечение или затухание?
  2. Если Soft Clipping, то как выглядит аналоговая схема?
  3. Если аттенюация, то где мне аттенюировать, до или после усилителя? И на сколько?

Ответы (2)

Мягкое ограничение может быть очень простым способом сохранить усиление для слабых сигналов, в то же время ограничивая (с некоторым измеренным искажением) выходную громкость для больших сигналов. Подача входного сигнала на усилительный каскад может быть перехвачена встречно-параллельными диодами, так что для слабых сигналов диоды едва проводят ток, в то время как более высокие амплитуды ограничиваются примерно 1,4 Впик-пик.

Другой способ — использовать усилитель AGC (автоматическая регулировка усиления), такой как этот:

введите описание изображения здесь

Q1 не проводит ток, когда в цепь подаются слабые сигналы. Это означает, что Q2 (P-канальный JFET, действующий как переменный резистор) смещен в отсечку резистором R8 и не ослабляет входящий сигнал (на землю) через R2. По мере того, как сигнал становится больше, Q1 начинает проводить, и это тянет напряжение затвора на Q2 вниз к земле, включая JFET и ослабляя входной сигнал. C4 действует, чтобы сгладить эффект Q1 и подавать больше управляющего сигнала постоянного тока на Q2 в зависимости от выходной амплитуды операционного усилителя.

Вообще говоря, хорошей идеей является размещение схемы обработки сигнала перед окончательным каскадом усиления (особенно в случае динамиков, где вы используете довольно сильное усиление). Это позволяет работать с сигналами более низкого уровня. Для софт-клиппинга это особенно удобно, так как позволяет использовать напряжения включения диода или транзистора в качестве порога. В вашем случае мягкий ограничитель может быть реализован с использованием топологии операционного усилителя с единичным (или иным образом, если необходимо) усиления с параллельными инвертированными диодами в цепи обратной связи, потенциально с резисторами для установки изменения усиления по мере того, как диоды входят в их операционные предубеждения. Для получения дополнительной информации изучите схемы гитарного дисторшна в выбранной вами поисковой системе. Многие из них включают в себя элементы мягкого ограничения этого стиля (в дополнение к диодам на выходе усилителя, выполняющим более жесткое ограничение). Вы также захотите настроить схему на слух, так как разные диоды имеют немного различное поведение, что может привести к совершенно разным звукам в клипе.