Wie implementiere ich Soft Clipping in einer Audioschaltung? Oder sollte ich nur das Signal dämpfen?

Ich entwerfe eine Audioschaltung, die Line-Level-Audio aufnimmt, das Audio mit einem Verstärker verstärkt (höchstwahrscheinlich dieser 3,1-W-Verstärker - http://www.ti.com/product/tpa6211a1#parametric ) und das verstärkte Signal an ausgibt ein 1 W nominaler, 2 W maximaler Lautsprecher.

Um sicherzustellen, dass ich den Lautsprecher nicht überlaste, wurde mir empfohlen, Soft Clipping zu implementieren. Ich suche also nach Details zur Implementierung von Soft Clipping. Ich bevorzuge eine analoge statt einer digitalen Lösung, da mein Signalweg einschließlich des Verstärkers alle analog sind.

Jemand schlug auch vor, den Lautsprecher am besten zu schützen, indem man das Signal dämpft. Wenn dies eine bessere Lösung ist, wo dämpfst du dich. Bevor das Line-Pegel-Signal in den Verstärker eintritt oder kurz nachdem das verstärkte Signal den Verstärker verlässt? Und wie stark sollte ich das Signal dämpfen (oder zumindest in welchen Bereichen)?

Fragen:

  1. Weiches Clipping oder Dämpfung?
  2. Wenn Soft Clipping, wie sieht dann eine analoge Schaltung aus?
  3. Wenn Dämpfung, wo dämpfe ich, vor oder nach dem Verstärker? Und um wie viel?

Antworten (2)

Soft Limiting kann eine wirklich einfache Möglichkeit sein, die Verstärkung für kleinere Signale beizubehalten, während (mit einer gewissen angemessenen Verzerrung) die Ausgangslautstärke für größere Signale begrenzt wird. Die Zuführung eines Eingangs zu einer PA-Stufe kann mit Back-to-Back-Dioden abgefangen werden, sodass die Dioden für kleine Signale kaum leiten, während höhere Amplituden auf etwa 1,4 Vp-p begrenzt werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen AGC-Verstärker (Automatic Gain Control) wie diesen zu verwenden: -

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Q1 ist nicht leitend, wenn kleine Signale in die Schaltung eingespeist werden. Dies bedeutet, dass Q2 (P-Kanal-JFET, der wie ein variabler Widerstand wirkt) von R8 in eine Abschnürung vorgespannt wird und das eingehende Signal (auf Masse) über R2 nicht dämpft. Wenn das Signal größer wird, beginnt Q1 zu leiten und dies zieht die Gate-Spannung an Q2 nach unten in Richtung Masse, wodurch der JFET eingeschaltet und das Eingangssignal gedämpft wird. C4 wirkt, um den Effekt von Q1 zu glätten und Q2 basierend auf der Ausgangsamplitude des Operationsverstärkers mehr von einem DC-Steuersignal zu geben.

Im Allgemeinen ist es eine gute Idee, Signalverarbeitungsschaltungen vor der letzten Verstärkungsstufe zu platzieren (insbesondere bei Lautsprechern, bei denen Sie ziemlich viel Verstärkung verwenden). Dadurch können Sie mit niedrigeren Signalen arbeiten. Für Soft-Clipping ist dies besonders angenehm, da Sie damit Dioden- oder Transistor-Einschaltspannungen als Schwellenwert verwenden können. In Ihrem Fall kann ein Soft-Clipper unter Verwendung einer Operationsverstärkertopologie mit Einheitsverstärkung (oder bei Bedarf auf andere Weise) mit parallelen, invertierten Dioden im Rückkopplungspfad implementiert werden, möglicherweise mit Widerständen, um die Verstärkungsänderung beim Eintritt der Dioden einzustellen betriebliche Vorurteile. Weitere Informationen finden Sie in Gitarrenverzerrungsschaltungen in der Suchmaschine Ihrer Wahl. Viele davon enthalten Soft-Clipping-Elemente dieses Stils (zusätzlich zu Dioden am Verstärkerausgang, die einen härteren Clip erzeugen). Sie sollten die Schaltung auch nach Gehör abstimmen, da verschiedene Dioden leicht unterschiedliche Verhaltensweisen haben, die zu dramatisch unterschiedlichen Sounds unter Clip führen können.

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