[发明专利]一种压缩限幅器有效

专利信息
申请号: 201510862335.9 申请日: 2015-11-30
公开(公告)号: CN105305993B 公开(公告)日: 2019-03-19
发明(设计)人: 张振浩;徐剑;尹辉 申请(专利权)人: 上海韦尔半导体股份有限公司
主分类号: H03G11/00 分类号: H03G11/00
代理公司: 上海弼兴律师事务所 31283 代理人: 薛琦
地址: 201203 上海市浦*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 压缩 限幅器
【说明书】:

发明提供了一种压缩限幅器,包括:增益调整模块,用于输出第一输出信号,并根据第一输出信号反馈调节用于实现输入信号压缩限幅的第一信号增益;扩音模块,用于对第一输出信号进行功率放大,输出第二输出信号;削波控制模块,用于根据第二输出信号中出现的削波失真,反馈调节用于实现输入信号压缩限幅的第二信号增益;削波幅度产生器,用于根据削波幅度自动调整限幅幅度;压缩限幅器根据第一信号增益和第二信号增益对输入信号进行压缩限幅,将压缩限幅器输出的第二输出信号控制在限幅幅度内进行输出。其自动消除第二输出信号中出现的削波失真,提高扩音模块的输出音质,提升用户体验,同时将削波幅度和限幅幅度控制在相对固定的比例。

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域,尤其涉及一种压缩限幅器。

背景技术

人类的听感动态范围可达120dB(分贝),且能听到的最大声音比最小声音大100万倍。当扩音设备在播放音频信号时,往往会受限于扩音设备本身的底噪和扩音设备的最大输出能力(设备的动态范围),如,较小的声音会淹没在系统的底噪中无法听到,而最大的声音会受到扩音设备最大输出能力的限制,甚至会出现削波失真。为了解决这一问题,引入了声音信号的动态处理,其通过减小声音的动态范围,使扩音设能够正常播放,压缩限幅技术就属于其中的一种技术。

压缩限幅技术的基本原理一般是:先提高音源的整体增益,使较小的声音不会淹没在系统的底噪中,能够被听到;当声音信号达到设定的门槛阈值时,按照设定的压缩比,降低系统的增益,以减小声音的动态范围;当声音信号达到了系统的最大输出能力时,输出不再随输入的增大而增大,防止声音信号的削波失真,该过程中系统的输入信号和输出信号的关系图如图1所示,图示中V1为上述设定的门槛阈值,V2为上述的系统达到最大输出能力的电压值,VL为系统的限幅幅度,且输入信号的幅值为0~V1的区域为线性区,输入信号的幅值为V1~V2的区域为压缩区,输入信号的幅值超过V2的区域为限幅区。另外,当系统的动态范围较小时,会使用只带限幅功能的算法来实现上述目的,如图2所示,VL为系统的限幅幅度,当输入信号的幅值达到V时,输出不再随输入的增大而增大,与图1对应的,输入信号的幅值为0~V的区域为线性区,输入信号的幅值超过V的区域为限幅区。

在压缩限幅的过程中,两个参数很重要,分别为启动时间和释放时间。其中,启动时间是从系统检测到信号超出门槛阈值到信号控制在门槛阈值内的时间;释放时间是当信号变小后,压缩限幅的增益变化消除的时间,如图3所示。从图中可以看出,当输入信号达到了系统的最大输出能力,则系统按照预设的启动时间A减小系统的增益,直到将输出信号控制在门槛阈值内;当输入信号变小,系统按照预设的释放时间B适量增加系统的增益,增加输出信号并将其控制在门槛阈值内。

但是,在现有压缩限幅器启动时间的过程中,由于各种原因,输出信号易出现削波截顶的现象。如,启动时间较长,会出现削波截顶的现象;又如,当出现输出负载变重、电源电压变低、温度变高等应用条件变化时,扩音设备的动态范围会缩小,此时也会出现削波截顶的现象等待。系统在出现削波截顶的现象时,随之会产生大量的谐波失真信号,从而造成设备听感变差,且容易损坏扬声器。

发明内容

针对上述问题,本发明旨在提供一种压缩限幅器,其通过一削波控制模块消除现有压缩限幅器中出现的削波失真。

本发明提供的技术方案如下:

一种压缩限幅器,包括:增益调整模块、扩音模块以及削波控制模块,其中,

所述增益调整模块,根据所述压缩限幅器的输入信号输出第一输出信号;并根据所述第一输出信号,反馈调节用于实现所述输入信号压缩限幅的第一信号增益;

所述扩音模块,与所述增益调整模块连接,所述扩音模块对所述增益调整模块输出的第一输出信号进行功率放大,输出第二输出信号;

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