一种阈值可调的音频信号自动限幅装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种阈值可调的音频信号自动限幅装置。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势，其包括作为通信工具的手机以及方便携带的笔记本电脑，甚至还包括作为娱乐设备的MP3播放器等。这些便携式的电子设备都具备一个共同点，那就是都有音频输出，即各个电子设备均需要有一个音频放大器。高效率的音频放大器不只是在便携式的设备中需要，在大功率的电子设备中也需要。而随着人们的居住条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始兴起。在这些设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率。这时，低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。
[0003]但是在音频放大器的应用中，通常会遇到输入信号为非标准信号等某些特殊状态，当音频输入信号的幅值远大于额定的输入电压，会导致音频放大器的输出功率超过设定的最大输出功率，其不仅会对音频放大器造成损坏，还可能造成各种信号失真现象的发生，严重的可能会给使得与音频放大器连接的其余设备出现不可逆转的故障。
[0004]目前，虽然有人提出了一些解决相关问题的方法，如在音频放大器的输入端增加自动音量控制电路，随输入的音频幅度自动调整增益，但是自动音量控制电路较为复杂，成本较高，而且响应速度较慢。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种可避免较大幅值的音频信号输入造成对音频放大设备的损坏或使得各种信号失真现象发生的阈值可调的音频信号自动限幅装置。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种阈值可调的音频信号自动限幅装置，包括幅值衰减电路、绝对值电路以及阈值调节电路；
[0008]所述幅值衰减电路，用于接收来自阈值调节电路的反馈信号，以使幅值超过预设阈值的音频输入信号的幅值衰减至低于或等于所述预设阈值；
[0009]所述绝对值电路，用于获取幅值衰减电路的音频输出信号以得到幅值为正的音频信号，并将该幅值为正的音频信号传输给阈值调节电路；
[0010]所述阈值调节电路，用于当判断到所述幅值为正的音频信号的幅值超过预设阈值时，则向所述幅值衰减电路输出所述反馈信号。
[0011]优选的，所述幅值衰减电路包括光耦合器、电阻R1、电阻R2以及第一运算放大器；
[0012]所述光親合器的电阻元件的一端以及电阻Rl的一端均与第一信号输入端相连，所述电阻Rl的另一端与第一运算放大器的反向输入端相连，所述光耦合器的电阻元件的另一端通过电阻R2与第一运算放大器的正向输入端相连，所述光耦合器的发光元件的一端与阈值调节电路的输出端相连，所述光耦合器的发光元件的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端与绝对值电路的输入端相连；
[0013]其中，所述第一运算放大器的输出端还为第一信号输出端，所述第一信号输入端用于输入音频输入信号，所述第一信号输出端用于输出音频输出信号。
[0014]优选的，所述幅值衰减电路还包括电容Cl、电容C2、电阻R3以及电阻R4 ;所述电容Cl的一端与第一运算放大器的反向输入端相连，所述电容Cl的另一端与第一运算放大器的输出端相连，所述电阻R3与电容Cl并联；所述电容C2的一端与第一运算放大器的正向输入端相连，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R4与电容C2并联。
[0015]进一步优选的，所述第一运算放大器的型号为NE5532。
[0016]进一步优选的，所述光耦合器的型号为LCR0202。
[0017]优选的，所述绝对值电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、二极管D2、第二运算放大器以及第三运算放大器，所述电阻R5的一端与阈值调节电路的输出端相连，所述电阻R5的另一端通过电阻R6与第二运算放大器的正向输入端相连，所述第二运算放大器的反向输入端以及输出端均与二极管Dl的正极相连，所述第二运算放大器的反向输入端还通过电阻R7与第三运算放大器的反向输入端相连，所述第三运算放大器的正向输入端接地，所述第三运算放大器的反向输入端还通过电阻R8与二极管D2的正极相连，所述第三运算放大器的输出端与二极管D2的正极相连，所述二极管Dl的负极以及二极管D2的负极均与二极管D3的负极相连，所述二极管D3的正极通过电阻R9与第一电压输入端相连，所述二极管Dl的负极以及二极管D2的负极均通过电阻RlO与第二电压输入端相连，所述二极管D3的正极还与阈值调节电路的输入端相连。
[0018]优选的，所述第二运算放大器以及第三运算放大器的型号均为NE5532。
[0019]进一步优选的，所述阈值调节电路包括第四运算放大器、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、二极管D4、稳压管D5以及二极管D6，所述第四运算放大器的正向输入端与绝对值电路的输出端相连，所述第四运算放大器的反向输入端通过电阻Rll与二极管D4的正极相连，所述第四运算放大器的反向输入端通过电阻R14接地，所述电阻R15与电阻R14并联，所述第四运算放大器的输出端与二极管D4的正极相连，所述二极管D4的正极与稳压管D5的负极相连，所述稳压管D5的正极通过电阻R12与二极管D6的正极相连，所述二极管D6的负极与幅值衰减电路的反馈信号接收端相连。
[0020]优选的，所述阈值调节电路还包括电阻R13、电容C7以及电容CS，所述稳压管D5的正极依次通过电阻R13以及电容C7接地，所述二极管D6的负极通过电容C8接地。
[0021]进一步优选的，所述第四运算放大器的型号为LM358。
[0022]本发明的有益效果如下:
[0023]本发明可避免较大幅值的音频信号输入造成对音频放大设备的损坏或使得各种信号失真现象的发生。其不仅可以广泛应用于音频放大设备，也可以广泛的用于无线电设备。
【附图说明】
[0024]图1为本发明一种阈值可调的音频信号自动限幅装置的较佳实施方式的模块图。
[0025]图2为本发明一种阈值可调的音频信号自动限幅装置的较佳实施方式的电路图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0027]请参见图1，本发明涉及一种阈值可调的音频信号自动限幅装置，其较佳实施方式包括幅值衰减电路、绝对值电路以及阈值调节电路。
[0028]所述幅值衰减电路，用于接收来自阈值调节电路的反馈信号，以使幅值超过预设阈值的音频输入信号Vi的幅值衰减至低于或等于所述预设阈值。其中，低于所述预设阈值，即幅值超过预设阈值的音频输入信号Vi的幅值可以衰减至预设阈值的50%?100%之间的任何一个值。
[0029]所述绝对值电路，用于获取幅值衰减电路的音频输出信号Vo以得到幅值为正的音频信号，并将该幅值为正的音频信号传输给阈值调节电路。
[0030]所述阈值调节电路，用于当判断到所述幅值为正的音频信号的幅值超过预设阈值时，则向所述幅值衰减电路输出所述反馈信号。
[0031]具体的，阈值调节电路可以根据需要设定一定的阈值，当幅值为正的音频信号没有超过设定的阈值时，通过幅值衰减电路的音频输入信号不进行幅值衰减。当通过绝对值电路得到的幅值为正的音频信号超过设定的阈值时，则通过幅值衰减电路的音频输入信号自动进行幅值衰减。
[0032]其中，如图2所示，幅值衰减电路包括光耦合器U5、电阻R1、电阻R2以及第一运算放大器Ul。
[0033]具体的，光親合器的电阻元件的一端I以及电阻Rl的一端均与第一信号输入端相连，所述电阻Rl的另一端与第一运算放大器Ul的反向输入端2相连，所述光耦合器的电阻元件的另一端2通过电阻R2与第一运算放大器Ul的正向输入端3相连，所述光耦合器的发光元件的一端3与阈值调节电路的输出端相连，所述光耦合器的发光元件的另一端4接地，所述第一运算放大器Ul的输出端I与绝对值电路的输入端相连；
[0034]其中，所述第一运算放大器Ul的输出端I还为第一信号输出端，所述第一信号输入端用于输入音频输入信号Vi，所述第一信号输出端用于输出音频输出信号Vo。本实施例中，第一信号输入端即为幅值衰减电路的输入端，第一信号输出端即为幅值衰减电路的输出端。
[0035]进一步优选的，所述幅值衰减电路还包括电容Cl、电容C2、电阻R3以及电阻R4 ;所述电容Cl的一端与第一运算放大器Ul的反向输入端2相连，所述电容Cl的另一端与第一运算放大器Ul的输出端I相连，所述电阻R3与电容Cl并联；所述电容C2的一端与第一运算放大器Ul的正向输入端3相连，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R4与电容C2并联。电容Cl和电容C2起到滤波作用，电阻R3以及电阻R4起到限流作用。其中，第一运算放大器Ul的型号可以为NE5532。光親合器的型号可以为LCR0202。光親合器包括一发光二极管和一光敏电阻，其中发光二极管则为上述的发光元件，光敏电阻则为上述的电阻元件，该光敏电阻的阻值随着发光二极管的亮度的变化而变化，即流过发光二极管的电流越大，光敏电阻的阻值越小。
[0036]具体的，所述绝对值电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、二极管D2、第二运算放大器U2以及第三运算放大器U3，电阻R5的一端与阈值调节电路的输出端相连，所述电阻R5的另一端通过电阻R6与第二运算放大器U2的正向输入端3相连，所述第二运算放大器U2的反向输入端2以及输出端I均与二极管Dl的正极相连，所述第二运算放大器U2的反向输入端2还通过电阻R7与第三运算放大器U3的反向输入端2相连，所述第三运算放大器U3的正向输入端接地，所述第三运算放大器U3的反向输入端2还通过电阻R8与二极管D2的正极相连，所述第三运算放大器U3的输出端I与二极管D2的正极相连，所述二极管D