本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻限幅電路。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，人們對聲音的品質(zhì)要求越來越高，不但要求需要大的動態(tài)范圍，而且對聲音的失真的容忍門限也越來越低。因為音頻是一個持續(xù)變動的信號，且輸入信號的幅度也是在不斷變化的，但是對于功放或喇叭來說，其自身的放大功率及所能承受的功率是有限的，由于音頻信號的復雜性，很難確保電壓或電流不會超過最大值，有限的功率對于大動態(tài)的信號，在實際應用過程中，必然會產(chǎn)生各種削頂、過載失真，造成波形的畸變，使聲音的品質(zhì)急劇降低，嚴重的都有可能直接損壞功放或喇叭。

因此在音頻信號放大電路中，必然需要加入限幅電路，但是在目前的音頻限幅電路中，一種極其簡單，只采用了二極管或三極管作為限幅，而二極管或三極管作為非線性元件門限有限，必然會使限幅的幅度有限以及導致各種非線性失真；另一種采用數(shù)字信號處理對聲音進行處理、并加入限幅，在這樣的一套復雜的系統(tǒng)中，聲音經(jīng)過各種轉(zhuǎn)換、處理，難免會存在細節(jié)丟失以及各種雜音的混入，而且成本高昂，另外由于數(shù)字信號處理的供電所限制，對于限幅的幅度也很有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的相關(guān)產(chǎn)品的所有不足，本發(fā)明提出一種音頻限幅電路，用光敏電阻加驅(qū)動的方式來解決以往限幅電路限幅幅度有限且存在著各種失真的 問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所提供的一種音頻限幅電路，包括：取樣電路、放大電路、整流電路、延時調(diào)整電路及光敏電阻；所述取樣電路一端接音頻輸入，另一端分別與放大電路及光敏電阻連接；所述放大電路的一端接取樣電路，另一端與整流電路的一端連接；所述整流電路的另一端與延時調(diào)整電路的一端連接；所述延時調(diào)整電路的另一端與光敏電阻連接；所述取樣電路用于對輸入的音頻信號進行取樣，將取樣的音頻信號輸出到放大電路，通過放大電路對取樣的音頻信號進行放大后輸出到整流電路，通過整流電路對放大后的音頻信號進行整流后輸出到延時調(diào)整電路，通過延時調(diào)整電路調(diào)整音頻信號的限幅起控以及限幅釋放的時間，并將限幅調(diào)整后的音頻信號輸出至光敏電阻進行分流。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的取樣電路，包含電阻r1以及光敏電阻的部分電阻邊，電阻r1一端接音頻輸入，另一端連接光敏電阻以及放大電路。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的放大電路，包含電阻r4、r5、r6、電容c2、運算放大器u1-b，運算放大器u1-b的第5腳連接到r1以及光敏電阻；運算放大器u1-b的第6腳連接到電阻r4、r5、r6；運算放大器u1-b的第7腳連接到電容c2、電阻r6以及整流電路；電容c2與電阻r5串聯(lián)，c2與r5的串聯(lián)電路一端接電阻r6以及運算放大器u1-b的第6腳，另一端連接到電阻r6的另一端以及運算放大器u1-b的第7腳；電阻r6一端接運算放大器u1-b的第7腳以及整流電路，另一端接運算放大器u1-b的第6腳；電阻r4一端接運算放大器u1-b的第6腳，另一端接地。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的整流電路，包含二極管d1、d2、d3、 d4，二極管d1的正極接d2的負極以及運算放大器u1-b的第7腳，d1的負極接d3的負極以及延時調(diào)整電路；二極管d2的正極接d4的正極以及延時調(diào)整電路和光敏電阻，d2的負極接d1的正極以及運算放大器u1-b的第7腳；二極管d3的正極接地，負極接d1的負極以及延時調(diào)整電路；二極管d4的正極接d2的正極以及延時調(diào)整電路和光敏電阻，負極接地。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的延時調(diào)整電路，包含電阻r7、r8、r9以及電解電容c1，電阻r7的一端接d3及d1的負極，另一端接電阻r8、r9的一端以及電解電容c1的正極；電阻r8與電解電容c1并聯(lián)，一端接電阻r7、r9，另一端接二極管d2、d4的正極以及光敏電阻；電阻r9的一端接電阻r7、r8以及電解電容c1的正極，另一端接光敏電阻。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的光敏電阻，包含受光強度控制的電阻以及一個發(fā)光二極管led，光敏電阻opt1的第1腳接電阻r9的一端；第2腳接接二極管d2、d4的正極、電阻r8的一端和電解電容c1的負極；第3腳接地；第4腳接電阻r1的一端、運算放大器u1-a的第3腳以及運算放大器u1-b的第5腳；所述第3腳和第4腳在取樣電路內(nèi)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的音頻限幅電路還可以包括阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路一端接取樣電路和放大電路，另一端接音頻輸出設(shè)備。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的阻抗匹配電路，包含運算放大器u1-a、以及電阻r2、r3；所述運算放大器u1-a的第1腳接電阻r2的一端及音頻輸出設(shè)備；運算放大器u1-a的第2腳接電阻r2和r3；運算放大器u1-a的第3腳接電阻r1、光敏電阻的第4腳以及運算放大器u1-b的第5腳；電阻r2的一端接運算放大器u1-a的第一腳以及音頻輸出設(shè)備，另一端接運算放大器u1-a 的第2腳以及電阻r3的一端；電阻r3的一端接運算放大器u1-a的第2腳，另一端接地。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點：

1、采用的光敏電阻實現(xiàn)了音頻信號的限幅，在信號通路中，沒有任何的非線性元件，如二極管、三極管等，從而避免了各種非線性失真，也不存在各種二極管、三極管的導通截止電壓的限制，所以限幅的幅度非常大，避免了各種削頂失真。

2、用非常簡潔的電路實現(xiàn)了無失真限幅，一方面節(jié)省了成本，另一方面也避免了復雜的電路所帶來的音質(zhì)損失。

附圖說明

圖1為本發(fā)明音頻限幅電路原理框圖；

圖2為本發(fā)明音頻限幅電路電路原理圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

參閱圖1所示，所述音頻限幅電路包括取樣電路、放大電路、整流電路、延時調(diào)整電路及光敏電阻；所述取樣電路一端接音頻輸入，另一端分別與放大電路及光敏電阻連接；所述放大電路的一端接取樣電路，另一端與整流電路的一端連接；所述整流電路的另一端與延時調(diào)整電路的一端連接；所述延時調(diào)整電路的另一端與光敏電阻連接。

所述的音頻限幅電路還可以包括阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路一端接取樣電路和放大電路，另一端接音頻輸出設(shè)備。

音頻信號從取樣電路輸入，一路到阻抗匹配電路經(jīng)過匹配后輸出；所述取樣電路用于對輸入的音頻信號進行取樣，將取樣的音頻信號輸出到放大電路，通過放大電路對取樣的音頻信號進行放大后輸出到整流電路，通過整流電路對放大后的音頻信號進行整流后輸出到延時調(diào)整電路，通過延時調(diào)整電路調(diào)整音頻信號的限幅起控以及限幅釋放的時間，并將限幅調(diào)整后的音頻信號輸出至光敏電阻進行分流。

參閱圖2所示，所述的取樣電路，包含電阻r1以及光敏電阻的部分電阻邊，電阻r1一端接音頻輸入，另一端連接光敏電阻、阻抗匹配電路以及放大電路；所述取樣電路用于對輸入的音頻信號進行取樣。

所述的放大電路，包含電阻r4、r5、r6、電容c2、運算放大器u1-b，運算放大器u1-b的第5腳連接到r1、阻抗匹配電路以及光敏電阻；運算放大器u1-b的第6腳連接到電阻r4、r5、r6；運算放大器u1-b的第7腳連接到電容c2、電阻r6以及整流電路；電容c2與電阻r5串聯(lián)，c2與r5的串聯(lián)電路一端接電阻r6以及運算放大器u1-b的第6腳，另一端連接到電阻r6的另一端以及運算放大器u1-b的第7腳；電阻r6一端接運算放大器u1-b的第7腳以及整流電路，另一端接運算放大器u1-b的第6腳；電阻r4一端接 運算放大器u1-b的第6腳，另一端接地；所述放大電路用于對取樣后的音頻信號進行放大，以讓信號有足夠的幅度去驅(qū)動光敏電阻。

所述的整流電路，包含二極管d1、d2、d3、d4，二極管d1的正極接d2的負極以及運算放大器u1-b的第7腳，d1的負極接d3的負極以及延時調(diào)整電路；二極管d2的正極接d4的正極以及延時調(diào)整電路和光敏電阻，d2的負極接d1的正極以及運算放大器u1-b的第7腳；二極管d3的正極接地，負極接d1的負極以及延時調(diào)整電路；二極管d4的正極接d2的正極以及延時調(diào)整電路和光敏電阻，負極接地；所述整流電路用于對放大后的信號進行整流，把交流信號變成正負半周分開的信號。

所述的延時調(diào)整電路，包含電阻r7、r8、r9以及電解電容c1，電阻r7的一端接d3及d1的負極，另一端接電阻r8、r9的一端以及電解電容c1的正極；電阻r8與電解電容c1并聯(lián)，一端接電阻r7、r9，另一端接二極管d2、d4的正極以及光敏電阻；電阻r9的一端接電阻r7、r8以及電解電容c1的正極，另一端接光敏電阻；所述延時調(diào)整電路用于對音頻信號的限幅起控時間以及限幅釋放時間進行調(diào)整。

所述的光敏電阻，包含受光強度控制的電阻以及一個發(fā)光二極管led，光敏電阻opt1的第1腳接電阻r9的一端；第2腳接二極管d2、d4的正極、電阻r8的一端和電解電容c1的負極；第3腳接地；第4腳接電阻r1的一端、運算放大器u1-a的第3腳以及運算放大器u1-b的第5腳；所述第3腳和第4腳在取樣電路內(nèi)；所述光敏電阻用于控制信號幅度的大小。

所述的阻抗匹配電路，包含運算放大器u1-a、以及電阻r2、r3；所述運算放大器u1-a的第1腳接電阻r2的一端及音頻輸出設(shè)備；運算放大器u1-a的第2腳接電阻r2和r3；運算放大器u1-a的第3腳接電阻r1、光敏電阻的 第4腳以及運算放大器u1-b的第5腳；電阻r2的一端接運算放大器u1-a的第一腳以及音頻輸出設(shè)備，另一端接運算放大器u1-a的第2腳以及電阻r3的一端；電阻r3的一端接運算放大器u1-a的第2腳，另一端接地；所述阻抗匹配電路是一個電壓串聯(lián)負反饋，輸入阻抗大、輸出阻抗小，減小了后級負載電路對音頻限幅電路的影響，同時也提高了音頻限幅電路的帶負載能力。

所述的音頻限幅電路工作過程如下：

音頻信號輸入到取樣電路，從r1輸出，然后分為三路：一路輸入到阻抗匹配電路；一路輸入到放大電路；另一路輸入到光敏電阻的電阻端，光敏電阻對輸入信號進行分流。

輸入到放大電路的一路進入運算放大器u1-b的第5腳，u1-b與電阻r4、r5、r6、電容c1組成一個同相電壓放大電路，通過調(diào)整電阻r6與r4的比值可以調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)；r6越大，則放大倍數(shù)越大，輸出的信號幅度也越大，經(jīng)過整流后的電壓也會越高，可以更快的達到光敏電阻的led的導通門限，從而調(diào)整了限幅電路的閥值。即通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)來調(diào)整限幅的閥值：放大倍數(shù)越大，輸入很小的信號就能使光敏電阻的led導通，限幅的閥值就越??；放大倍數(shù)越小，需要輸入更大的信號才能使光敏電阻的led導通，限幅的閥值就越高；另外c2和r5串聯(lián)，該串聯(lián)電路與u1-b的第6腳及第7腳并聯(lián)，該電路結(jié)構(gòu)可以防止放大電路自激。

音頻信號經(jīng)過放大電路放大后，輸出到整流電路。所述整流電路是由二極管d1、d2、d3、d4組成的一個橋式整流電路，把音頻信號由交流變?yōu)橐粋€正負半周分離的信號，正半周的信號通過延時調(diào)整電路送到光敏電阻opt1的led的正極，負半周的信號送到光敏電阻的led的負極，從而驅(qū)動led進行發(fā)光。

音頻信號經(jīng)過整流電路后產(chǎn)生的正負半周分離的信號，輸出到延時調(diào)整電 路，信號的正半周通過電阻r7對電解電容c1進行充電后，再通過電阻r9送到光敏電阻opt1的led的正極，信號的負半周直接連到光敏電阻opt1的led的負極，從而驅(qū)動led進行發(fā)光。其中，可以通過調(diào)整電阻r7阻值的大小，來調(diào)整電解電容c1的充電時間，r7阻值越大，c1的充電就越慢，光敏電阻opt1的led就越慢導通，r7阻值越小，c1的充電就越快，光敏電阻opt1的led就越快導通，從而達到了調(diào)整限幅起控時間的目的。另一方面，可以調(diào)整電阻r8的阻值的大小，來調(diào)整電解電容c1的放電時間，r8阻值越大，c1的放電就越慢，光敏電阻opt1的led導通時間就越長，r8阻值越小，c1的放電就越快，光敏電阻opt1的led導通時間就越短，從而達到了調(diào)整限幅釋放時間的目的。所述電阻r9與光敏電阻opt1的led串聯(lián)，可以限制通過光敏電阻opt1的led的電流，從而起到保護led的目的。

音頻信號經(jīng)過放大、整流并通過延時調(diào)整電路后，輸入到了光敏電阻opt1led的兩端。所述光敏電阻的阻值受輸入信號幅度的影響，信號的幅度越大，led發(fā)光的強度就越亮，光敏電阻的阻值就越小，輸入的信號就會更多通過光敏電阻分流到地，輸出的信號也就相應的變?。恍盘柕姆仍叫?，led發(fā)光的強度就越弱，光敏電阻的阻值就越大，輸入信號就會更少通過光敏電阻分流到地，輸出的信號也就相應的變大；從而達到了限幅的目的。

音頻信號經(jīng)過限幅后，輸出到阻抗匹配電路，經(jīng)過匹配后，音頻信號由此輸出。所述阻抗匹配電路是由運算放大器u1-a和電阻r2、r3組成的一個電壓串聯(lián)負反饋，它具有輸入阻抗大、輸出阻抗小、擴展帶寬、降低失真等特性，通過阻抗匹配電路，減小了后級負載電路對音頻限幅電路的影響，同時也提高了音頻限幅電路的帶負載能力。

本發(fā)明用光敏電阻實現(xiàn)了對音頻信號的限幅，在信號通路中，沒有任何的 非線性元件，如二極管、三極管等，從而避免了各種非線性失真，也不存在各種二極管、三極管的導通截止電壓的限制，所以限幅的幅度非常大，避免了各種削頂失真。同時它用非常簡潔的電路實現(xiàn)了無失真限幅，一方面節(jié)省了成本，另一方面也避免了復雜的電路所帶來的音質(zhì)損失。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。