簡(jiǎn)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(shuō)話而不削波大聲波形，您可以通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路中添加一些組件來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性傳遞函數(shù)。
　　本文的類(lèi)似版本出現(xiàn)在 2007 年 8 月 16 日出版的《電子設(shè)計(jì)》雜志上。
　　放大人的聲音提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。最困難的問(wèn)題之一是提供足夠的擴(kuò)音能力，讓說(shuō)話輕聲的人聽(tīng)懂，同時(shí)為大聲說(shuō)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(huì)導(dǎo)致音頻波形削波，從而使后續(xù)信號(hào)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(hào)（圖 1），通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路中添加一些組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)音頻輸入的正峰值或負(fù)峰值超過(guò)背靠背二極管 (D1) 之一的開(kāi)啟電壓時(shí)，二極管會(huì)導(dǎo)通并衰減信號(hào)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(guò)大。
　　　　小信號(hào)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(huì)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(huì)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(hào)的輸入，并且輸入電平高于 0.5VRMS 時(shí)，電路增益會(huì)降低。增益壓縮與峰值輸出電壓無(wú)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(hào)衰減通過(guò)引起較高幅度輸入的非線性傳輸來(lái)防止輸出削波。請(qǐng)注意，“3.3V 帶鉗位”和“5V 帶鉗位”具有相同的響應(yīng)，因此會(huì)疊加。此外，“2.5V”和“3.3V”顯示由于擺動(dòng)限制而產(chǎn)生的壓縮，即使不存在鉗位。