一种削波失真限制电路的制作方法

本实用新型涉及音响功放电路领域，尤其涉及一种削波失真限制电路。

背景技术：

在音频系统中，当音频信号的振幅超过系统的最大电压能力时，输出信号在电压极限处突然停止，导致音频波形的顶部和底部实际上被切断，导致削波失真。削波失真一方面会导致能量过大把音箱烧毁，也可能使其中的功率放大器输出能量过大而烧毁，另一方面，存在削波失真的情况下音响的音质会非常差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种削波失真限制电路，能够自检信号失真并在检测到信号失真的情况下通过调整衰减模块的电阻实现限制失真。

本实用新型所采用的第一技术方案是：包括信号源、衰减模块、积分模块、比较模块、采样模块、参考电压模块、功率放大器和扬声器，所述信号源、衰减模块、功率放大器、扬声器依次连接，所述功率放大器还与采样模块连接，所述采样模块和参考电压模块分别与比较模块连接，所述比较模块、积分模块和衰减模块依次连接。

进一步，所述衰减模块包括第一电阻、光敏电阻和发光二极管，所述第一电阻的第一端点与信号源连接，所述第一电阻的第二端点和光敏电阻的第一端点与功率放大器的正输入端连接，所述光敏电阻的第二端点接地，所述发光二极管的正极与积分模块的输出端连接，所述发光二极管的负极接地。

进一步，所述比较模块采用电压比较器，所述电压比较器的正输入端与采样模块的输出端连接，所述电压比较器的负输入端与参考电压模块连接，所述电压比较器的输出端与积分模块的输入端连接。

进一步，所述参考电压模块包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端点和第三电阻的第一端点与电压比较器的负输入端连接，所述第二电阻的第二端点接地，所述第三电阻的第二端点接供电电源。

进一步，所述积分模块包括第四电阻、第五电阻和第一电容，所述第四电阻的第一端点与电压比较器的输出端连接，所述第四电阻的第二端点和第五电阻的第一端点与第一电容的第一端点连接，所述第一电容的第二端点接地，所述第五电阻的第二端口与发光二极管的正极连接。

进一步，所述采样模块与功率放大器的输出端连接，所述采样模块包括第六电阻、第一二极管、第二电容和第七电阻，所述第六电阻的第一端点与功率放大器的输出端连接，所述第六电阻的第二端点与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极、第二电容的第一端点和第七电阻的第一端点与电压比较器的正极输入端连接，所述第二电容的第二端点接地，所述第七电阻的第二端点接地。

本实用新型的有益效果是：通过采样模块、参考电压模块和比较模块实现自检测信号失真，在检测到存在信号失真的情况下，经由积分模块发送信号至衰减模块，通过衰减模块控制功率放大器的输入电压，从而实现失真限制。

附图说明

图1是本实用新型一种削波失真限制电路的结构框图；

图2是本实用新型具体实施例一的具体电路图；

图3是本实用新型具体实施例二的具体电路图；

图4是本实用新型具体实施例三的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

需要说明的是，如无特殊说明，在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

具体实施例一：

参照图1和图2，本实用新型提供了一种削波失真电路，包括信号源、衰减模块、积分模块、比较模块、采样模块、参考电压模块、功率放大器和扬声器，所述信号源、衰减模块、功率放大器、扬声器依次连接，所述功率放大器还与采样模块连接，所述采样模块和参考电压模块分别与比较模块连接，所述比较模块、积分模块和衰减模块依次连接。

具体地，所述衰减模块用于控制功率放大器的输入，所述采样模块集合参考电压模块、比较模块和积分模块用于检测信号失真。

进一步作为本实用新型的优选实施例，所述衰减模块包括第一电阻r1、光敏电阻r和发光二极管，所述第一电阻r1的第一端点与信号源连接，所述第一电阻r1的第二端点和光敏电阻r的第一端点与功率放大器u1的正输入端连接，所述光敏电阻r的第二端点接地，所述发光二极管的正极与积分模块的输出端连接，所述发光二极管的负极接地。

具体地，发光二极管根据输入的信号强度改变光照强度，控制光敏电阻的电阻，结合第一电阻实现功率放大器的输入电压控制。

进一步作为本实用新型的优选实施例，所述比较模块采用电压比较器u2，所述电压比较器u2的正输入端与采样模块的输出端连接，所述电压比较器u2的负输入端与参考电压模块连接，所述电压比较器u2的输出端与积分模块的输入端连接。

具体地，所述电压比较器u2通过将采样模块输出电压与参考电压对比检测是否存在信号失真，并按照预设规则输出信号。

进一步作为本实用新型的优选实施例，所述参考电压模块包括第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2的第一端点和第三电阻r3的第一端点与电压比较器u2的负输入端连接，所述第二电r2阻的第二端点接地，所述第三电阻r3的第二端点接供电电源。

进一步作为本实用新型优选实施例，所述积分模块包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一电容c1，所述第四电阻r4的第一端点与电压比较器u2的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端点和第五电阻r5的第一端点与第一电容c1的第一端点连接，所述第一电容c1的第二端点接地，所述第五电阻r5的第二端口与发光二极管的正极连接。

进一步作为本实用新型优选实施例，所述采样模块与功率放大器u1的输出端连接，所述采样模块包括第六电阻r6、第一二极管d1、第二电容c2和第七电阻r7，所述第六电阻r6的第一端点与功率放大器u1的输出端连接，所述第六电阻r的第二端点与第一二极管d1的正极连接，所述第一二极d1管的负极、第二电容c2的第一端点和第七电阻r7的第一端点与电压比较器u2的正极输入端连接，所述第二电容c2的第二端点接地，所述第七电阻r7的第二端点接地。

具体地，采样模块功率放大器u1的输出端采样，第一二极管r1和第二电容c1构成滤波整流电路，实现将波形信号输出转化为电压信号输出。

本实用新型具体实施例一工作原理如下：

运算放大器u1输出的正弦波由小变大过程中，进入削波状态后，其峰值不再增加，但是平均电压还在增加，将运算放大器u1输出电压进行平均值整流滤波后，与参考电压比较，即可得出是否削波的结果，进而实施调节，电压比较器u3通过将第一电容c1与参考电压模块的参考电压比较，根据预设规则输出控制发光二极管的开关，光敏电阻r根据光敏二极管的光照强度和时间改变阻值，降低功率放大器u1正输入端的输入电压，从而实现失真限制。

具体实施例二：

参照图1和图3，本实用新型提供了一种削波失真电路，包括信号源、衰减模块、积分模块、比较模块、采样模块、参考电压模块、功率放大器和扬声器，所述信号源、衰减模块、功率放大器、扬声器依次连接，所述功率放大器还与采样模块连接，所述采样模块和参考电压模块分别与比较模块连接，所述比较模块、积分模块和衰减模块依次连接，所述衰减模块包括第一电阻r1、光敏电阻r和发光二极管，所述第一电阻r1的第一端点与信号源连接，所述第一电阻r1的第二端点和光敏电阻的第一端点与功率放大器u1的正输入端连接，所述光敏电阻r的第二端点接地，所述发光二极管的正极与积分模块的输出端连接，所述发光二极管的负极接地，所述比较模块采用电压比较器u2，所述电压比较器u2的正输入端与采样模块的输出端连接，所述电压比较器u2的负输入端与参考电压模块连接，所述电压比较器u2的输出端与积分模块的输入端连接，所述参考电压模块包括第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2的第一端点和第三电阻r3的第一端点与电压比较器u2的负输入端连接，所述第二电阻r2的第二端点接地，所述第三电阻r3的第二端点接供电电源，所述积分模块包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一电容c1，所述第四电阻r4的第一端点与电压比较器u2的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端点和第五电阻r5的第一端点与第一电容c1的第一端点连接，所述第一电容c1的第二端点接地，所述第四电阻r4的第二端口与发光二极管的正极连接。

进一步作为优选实施例，所述采样模块与功率放大器的输入端连接，所述采样模块包括第八电阻r8、第九电阻r9、第二放大器u3、第十电阻r10、第十一电阻r11、第二二极管d2、第三电容c3和第十二电阻r12，所述第八电阻r8的第一端点与功率放大器u1的负输入端连接，所述第八电阻r8的第二端点和第九电阻r9的第一端点与第二放大器u3正极输入端连接，所述第九电阻r9的第二端点接地，所述第十电阻r10的第一端点与功率放大器u1的正输入端连接，所述第十电阻r10的第二端点和第十一电阻r11的第一端点与第二放大器u3的负极输入端连接，所述第十一电阻r11的第二端点和第二放大器u3的输出端与第二二极管d2的正极连接，所述第二二极管d2的负极、第三电容c3的第一端点和第十二电阻r12的第一端点与电压比较器u2的正极输入端连接，所述第三电容c3的第二端点接地，所述第十二电阻r12的第二端点接地。

本实用新型具体实施例的工作原理如下：

运算放大器u1的输出信号没有进入削波状态时，处于线性工作区，正负输入端信号几乎一模一样，处于“虚短”状态；运算放大器u1输出信号太大进入削波状态时，正负输入端的信号就有明显不同了，把这个不同之处通过第二放大器u3进行放大，然后进行整流滤波，输入比较器与参考电压进行比较，就可以得到是否削波的信号。

采样模块采集功率放大器的正极输入端和负极输入端的两端电压的差值，第二放大器放大两端电压的差值并通过整流滤波电路输出电压至电压比较器，电压比较器将其该电压与参考电压对比，根据预设规则输出电平信号控制光敏二极管的开关，光敏电阻根据光敏二极管的光照强度和时间改变阻值，降低功率放大器正输入端的输入电压，从而实现失真限制。

具体实施例三：

参照图1和图4，本实用新型提供了一种削波失真电路，包括信号源、衰减模块、积分模块、比较模块、采样模块、参考电压模块、功率放大器和扬声器，所述信号源、衰减模块、功率放大器u1、扬声器依次连接，所述功率放大器u1还与采样模块连接，所述采样模块和参考电压模块分别与比较模块连接，所述比较模块、积分模块和衰减模块依次连接，所述衰减模块包括第一电阻r1、光敏电阻r和发光二极管，所述第一电阻r1的第一端点与信号源连接，所述第一电阻r1的第二端点和光敏电阻r的第一端点与功率放大器u1的正输入端连接，所述光敏电阻r的第二端点接地，所述发光二极管的正极与积分模块的输出端连接，所述发光二极管的负极接地，所述比较模块采用电压比较器u2，所述电压比较器u2的负输入端与采样模块的输出端连接，所述电压比较器u2的正输入端与参考电压模块连接，所述电压比较器的输出端与积分模块的输入端连接，所述参考电压模块包括第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2的第一端点和第三电阻r3的第一端点与电压比较器u2的正输入端连接，所述第二电阻r2的第二端点接地，所述第三电阻r3的第二端点接供电电源，所述积分模块包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一电容c1，所述第四电阻r4的第一端点与电压比较器的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端点和第五电阻r5的第一端点与第一电容c1的第一端点连接，所述第一电容c1的第二端点接地，所述第五电阻r5的第二端口与发光二极管的正极连接。

进一步作为优选实施例，所述采样模块包括第十三电阻r13、第十四电阻r14、第四电容c4、第十五电阻r15、第三二极管d3、第十六电阻r16、第五电容c5和第十七电阻r17，所述第十三电阻r13的第一端点与功率放大器u1的输出端连接，所述第十三电阻r13的第二端点和第十四电阻r14的第一端点与第四电容c4的第一端点连接，所述第十四电阻r14的第二端点接地，所述第四电容c4的第二端点和第十五电阻r15的第一端点与第三二极管d3的正极连接，所述第三二极管d3的负极与第十六电阻r16的第一端点连接，所述第十六电阻r16的第二端点、第五电容c5的第一端点和第十七电阻r17的第一端点与电压比较器u2的负极输入端连接，所述第五电容c5的第二端点接地，所述第十七电阻r17的第二端点接地。

进一步作为优选实施例，还包括功放输出滤波器，所述功放输出滤波器的输入端和功率放大器u1的输出端与采样模块的输入端连接，所述功放输出滤波器包括电感l和第六电容c6，所述电感l的第一端点和功率放大器u1的输出端与第十三电阻r13的第一端点连接，所述第六电容c6的第一端点和电感l的第二端点与扬声器的输入端连接，所述第六电容c6的第二端点接地。

具体地，该功率放大器u1采用数字功放，第十三电阻r13和第十四电阻r14对功率放大器输出的载波进行衰减，第四电容c4和第十五电阻r15构成高通滤波器，用于防止音频信号通过，只允许通过功放载波，第三二极管d3和第五电阻r5组成整流滤波电路，第十六电阻和第十七电阻分别是充电时间常数和放电时间常数。

本实用新型具体实施例的工作原理如下：

数字功放正常工作时有一个载波，其开关频率一般在300千赫兹左右。数字功放电路进入削波状态后，将失去载波成分。于是电路中由第四电容c4、第十五电阻r15组成高通滤波电路，取得功放的载波，整流滤波后与参考电压进行比较，进而判断功放是否处于处于带有载波输出的正常工作状态，进而实施调节，当存在削波失真时，输出预设电平信号使发光二极管启动，光敏电阻r随之改变阻值，降低功率放大器u1正输入端的输入电压，从而实现失真限制。

本实用新型提出了三个具体实施例，分别是从功率放大器的输入端采样、两种功率放大器的输出端采样。分立元件功率放大器还可以从电路中间采样，都应在本实用新型的保护范围内。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。