簡單電路限制放大器的輸出
　　摘要：為了使音頻放大器能夠適應(yīng)大聲和輕聲說話而不削波大聲波形，您可以通過在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路中添加一些組件來實(shí)現(xiàn)非線性傳遞函數(shù)。
　　本文的類似版本出現(xiàn)在 2007 年 8 月 16 日出版的《電子設(shè)計》雜志上。
　　放大人的聲音提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。最困難的問題之一是提供足夠的擴(kuò)音能力，讓說話輕聲的人聽懂，同時為大聲說話的人留出足夠的空間。如果放大倍數(shù)太高，大聲的聲音或噪音會導(dǎo)致音頻波形削波，從而使后續(xù)信號變得難以理解且刺耳。
　　解決這一困境的一種方法是使用非線性傳遞函數(shù)限制信號（圖 1），通過在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路中添加一些組件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)音頻輸入的正峰值或負(fù)峰值超過背靠背二極管 (D1) 之一的開啟電壓時，二極管會導(dǎo)通并衰減信號幅度的任何進(jìn)一步增加。電阻器 R1 和 R2 添加串聯(lián)阻抗，以防止音頻源負(fù)載過大。
　　　　小信號二極管網(wǎng)絡(luò)限制放大器的輸出電壓。
　　在正常工作期間，輸入音頻幾乎不會受到二極管網(wǎng)絡(luò)的衰減，并且 U1 MAX9700A 的高輸入阻抗可防止由于較高的源阻抗而導(dǎo)致的衰減。隨著輸入幅度的增加，傳遞函數(shù)會發(fā)生變化，如輸出幅度與輸入幅度的關(guān)系圖所示（圖 2）。正如您所看到的，輸出跟蹤低電平信號的輸入，并且輸入電平高于 0.5VRMS 時，電路增益會降低。增益壓縮與峰值輸出電壓無關(guān)，如各種電源電壓的響應(yīng)所示。
　　圖 1 中二極管網(wǎng)絡(luò)的信號衰減通過引起較高幅度輸入的非線性傳輸來防止輸出削波。請注意，“3.3V 帶鉗位”和“5V 帶鉗位”具有相同的響應(yīng)，因此會疊加。此外，“2.5V”和“3.3V”顯示由于擺動限制而產(chǎn)生的壓縮，即使不存在鉗位。