¿Cómo implemento el recorte suave en un circuito de audio? ¿O debería simplemente atenuar la señal?

Estoy diseñando un circuito de audio que recibe audio de nivel de línea, amplifica el audio usando un amplificador (probablemente este amplificador de 3.1w - http://www.ti.com/product/tpa6211a1#parametric ) y emite la señal amplificada a un altavoz de 1w nominal, 2w máximo.

Para asegurarme de no sobrecargar el altavoz, me han recomendado implementar un recorte suave. Así que estoy buscando detalles sobre cómo implementar el recorte suave. Prefiero que la solución sea analógica en lugar de digital, ya que mi ruta de señal, incluido el amplificador, es completamente analógica.

Alguien también sugirió que la mejor manera de lidiar con la protección del altavoz es atenuar la señal. Si esta es una solución mejor, ¿dónde te atenúas? ¿Antes de que la señal de nivel de línea entre en el amplificador o justo después de que la señal amplificada salga del amplificador? ¿Y cuánto debo atenuar la señal (o al menos qué rangos)?

Preguntas:

  1. ¿Recorte suave o atenuación?
  2. Si se trata de Soft Clipping, ¿cómo se ve un circuito analógico?
  3. Si es atenuación, ¿dónde atenúo, antes o después del amplificador? ¿Y por cuánto?

Respuestas (2)

La limitación suave puede ser una forma realmente sencilla de preservar la ganancia para señales más pequeñas mientras limita (con algo de distorsión medida) el volumen de salida para señales más grandes. La alimentación de una entrada a una etapa de megafonía se puede interceptar con diodos consecutivos, de modo que para señales pequeñas, los diodos apenas conducen, mientras que las amplitudes más altas se limitan a aproximadamente 1,4 Vp-p.

Otra forma es usar un amplificador AGC (control automático de ganancia) como este: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Q1 no conduce cuando se alimentan pequeñas señales al circuito. Esto significa que Q2 (JFET del canal P que actúa como una resistencia variable) está sesgado por R8 y no atenúa la señal entrante (a tierra) a través de R2. A medida que la señal se hace más grande, Q1 comienza a conducir y esto arrastra el voltaje de puerta en Q2 hacia tierra, encendiendo el JFET y atenuando la señal de entrada. C4 actúa para suavizar el efecto de Q1 y dar más de una señal de control de CC a Q2 en función de la amplitud de salida del amplificador operacional.

En términos generales, es una buena idea colocar los circuitos de procesamiento de señales antes de la etapa de amplificación final (especialmente en el caso de los altavoces, donde se usa bastante amplificación). Esto le permite trabajar con señales de nivel inferior. Para el recorte suave, esto es especialmente bueno, ya que le permite usar voltajes de encendido de diodos o transistores como su umbral. En su caso, se puede implementar un recortador suave utilizando una topología de amplificador operacional de ganancia unitaria (o de lo contrario, si es necesario) con diodos invertidos paralelos en la ruta de retroalimentación, potencialmente con resistencias para establecer el cambio en la ganancia a medida que los diodos ingresan a su sesgos operativos. Para obtener más información, consulte los circuitos de distorsión de guitarra en el motor de búsqueda de su elección. Muchos de estos incorporan elementos de recorte suave de este estilo (además de diodos en la salida del amplificador que realizan un recorte más fuerte). También querrá sintonizar el circuito de oído, ya que los diferentes diodos tienen comportamientos ligeramente diferentes que pueden generar sonidos dramáticamente diferentes bajo clip.