[发明专利]电压限制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对弱电信号电压进行限制的装置，尤其涉及用于限制音频再生装置获得的来自音频信源的音频信号的电压的装置。

背景技术

电压限制装置用于限制信号的电压大小不超过一定阈值再将其输出，其以信源信号作为输入，判断该信号的电压是否超过预定阈值，当信源信号电压低于预定阈值时，电压限制装置不对负载接收到的信源信号的电压幅值进行限制；而当信源信号电压高于预定阈值时，电压限制装置对信源信号的电压幅值进行限制，使负载接收到的信源信号的电压大小受限。

在现有技术中，规模较小、结构简单的无源(不需要附加电源)弱电电压限制装置典型地如二极管钳位电路，其根据二极管PN结压降原理，用分压电阻和反向并联的两个二极管对信源信号进行钳位限压。

另外，规模相对较小、结构相对简单的准无源(需要的附加电源容量较小)弱电电压限制装置包括模拟开关电压限制电路，其开关原理是利用信源信号产生控制模拟开关的控制信号，该控制信号改变模拟开关的闭合与断开状态，进而控制负载与信源之间的连通性，达到限压的目的(见ZL92212872，其中模拟开关为场效应管)。

由于无源或准无源电压限制装置规模小、结构简单，尤其适于应用在便携式多媒体播放器及音频耳机中，限制耳机播出的最大音量，保护耳机使用者的听力。

但是，上述现有技术的不足之处在于适用场合均有限，原因如下：

对于二极管钳位电路，以负载为耳机的情形为例，由于一般的耳机的灵敏度在90至110dB-SPL(分贝-声压级)，于是，1毫瓦的输入功率已经可以发出很大的声音。这样，对于阻抗为32欧姆的低阻耳机，其正常工作所需电压仅为180毫伏，但是，这个电压值尚未达到二极管的PN结压降，则二极管钳位电路无法对其电压进行限制，此外，虽然高阻抗耳机所需电压达700毫伏，可以与二极管钳位电路结合使用以进行保护，但是现有的大多数便携式音频播放器中的音频信源信号均难以驱动高阻抗耳机，二极管钳位电路同样难以适用。

而在场效应管模拟开关电路中，信源信号一般用于产生随所述信源信号变化的模拟开关控制信号，该控制信号加载到场效应管源极和栅极之间，使其栅源电压差大于或小于场效应管的开启电压(或夹断电压)，继而控制场效应管源极与漏极之间的导通和截止，从而影响信源与负载之间的连通性。但是，若信源信号电压的大小无法产生可变的模拟开关控制信号，则无法改变场效应管的源极与漏极间导通状态，场效应管模拟开关电路无法正常进行限压工作。

发明内容

本发明提出对信源信号进行变压后，将得到的变压信号提供给限压电路，使限压电路的工作电压在其正常工作电压范围内，继而使其能够进行正常的限压工作。

根据本发明的一个方面，提供了一种电压限制器，用于将音频信源所提供的信号的电压进行限制后提供给音频再生装置，其中，包括：变压器，用于将所述音频信源所提供的信号的进行变压，以得到经变压的信号；限压电路，用于对所述经变压的信号的电压进行限制，以得到压限信号并提供给所述音频再生装置。

优选地，上述限压电路为二极管钳位电路；优选地，还可以在限压电路和音频再生装置之间进一步包含低通滤波器，用于滤除限压产生的高次谐波，减少失真，将滤波压限信号提供给音频再生装置。

根据本发明的另一个方面，提供了另一种用于对交流信源提供给负载的信号的电压进行限制的电压限制器，包括：变压器，用于对所述交流信源所提供的信号进行变压来得到经变压的信号；模拟开关和模拟开关控制电路；其中，所述模拟开关与所述交流信源和负载相连，所述模拟开关控制电路与所述模拟开关相连，所述模拟开关控制电路用于以所述经变压的信号作为其输入信号来生成一个用于控制所述模拟开关的闭合或断开的控制信号；其中，当所述经变压的信号的电压低于预定电压时，所述模拟开关控制电路控制所述模拟开关闭合或断开，以使得所述负载受到所述交流信源的驱动而正常工作；当所述经变压的信号的电压高于所述预定电压时，所述模拟开关控制电路控制所述模拟开关断开或闭合，以使得所述负载不工作。