[發明專利]用于音頻系統中的增益自動調節電路

無效

• 申請號: 201210335203.7
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102801396A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 周澤坤;楊旭;胡烽;張曉敏;明鑫;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種用于音頻系統對音頻輸出增益自動調節的電路。

背景技術

在音頻系統中，聲音信號通過功率放大器放大，然后驅動揚聲器或耳機。當聲音信號的動態范圍比較大時，就必須要求系統能夠對微小的信號足夠靈敏，使得揚聲器可以清晰識別反應；又必須要求其能夠對較大的信號反應適度，使揚聲器的輸出不至于失真。前者需要功率放大器有足夠大的增益，將微小信號放大到可以驅動揚聲器的程度；后者需要功率放大器的增益足夠低，較大信號經過放大后其幅值也不能超過飽和電壓。因此，有必要提供一種能夠保證較小信號增益，同時抑制較大信號增益的增益調節電路。

顯然魯棒設計的理論可以運用到這里，將最終放大輸出的信號進行采樣到前級，通過采樣信號識別輸出電壓的大小，隨實際需求動態控制系統增益，但該方法必須同時滿足起控電平的要求，即輸出信號達到多大電平開始衰減放大器增益。

典型的方法是在輸入端用一個二極管或者三極管進行旁路，它們受輸出端反饋信號的控制分流輸入信號。當輸出信號越大，其等效交流阻抗越小，對輸入信號的分流作用越大，以達到減小大信號增益的作用。此類方法單純實現了大信號增益控制，但存在兩個較大的問題：第一，考慮到二極管兩端電壓不到PN結的導通電壓時也會有一定電流流過，這種方法的起控電平相當小，對較小信號增益有不同程度的衰減，不利于較小信號的放大，浪費放大器的增益，使得揚聲器播放的聲音沒有層次感；第二，因為這種交流等效阻抗的非線性，將會在音頻信號放大過程造成額外的非線性失真，結果是旁路電路的加入使得整個放大器的性能變差。

發明內容

鑒于以上內容，本發明提供了一種用于音頻系統中的結構簡單且能夠自動調節放大器增益的電路，該電路具有很好的線性度，基本原理為：當音頻系統的輸出信號較小時，增益調節電路不工作，充分利用放大器的增益，使其得到足夠放大，當音頻系統的輸出較大時，如果輸出信號大于設定的值，增益調節電路就開始工作，對放大器的增益進行線性的衰減。

本發明的技術方案是：一種用于音頻系統中的增益自動調節電路，具體包括：電平比較器單元和增益衰減單元，所述的電平比較器單元的兩個輸入端分別輸入音頻系統的輸出信號和預先設置的基準電壓，電平比較器單元對輸入的兩個信號進行比較輸出一個控制信號至增益衰減單元；增益衰減單元根據輸入的控制信號判斷是否進行增益衰減以及衰減增益的幅度，增益衰減單元輸出端作為所述增益自動調節電路的輸出端。

進一步的，所述增益自動調節電路還包括：時間設置單元，所述的時間設置單元用來設定起控時間，所述起控時間為從音頻系統的輸出信號大于預先設置的基準電壓時，至增益自動調節電路開始進行增益衰減的時間，其輸入端用于輸入所述的電平比較器單元輸出的控制信號。

作為一個優選方案，所述的電平比較器單元，包括：NPN管NPN9、NPN10、NPN11，PNP管PNP8、PNP9，具體連接關系為：NPN管NPN10的基極作為所述的電平比較器單元的第一輸入端用于輸入待調節信號，NPN10的集電極、PNP8的發射極以及PNP管PNP9的發射極連接到外部的電源電壓，NPN管NPN10的發射極、NPN管NPN11的發射極和NPN管NPN9的集電極相連接，NPN管NPN11的基極作為所述的電平比較器單元的第二輸入端用于輸入預先設置的基準電壓，NPN管NPN11的集電極連接到PNP管PNP8的集電極，NPN管NPN9的基極連接到外部的偏置電壓，NPN管NPN9的發射極連接到地，PNP管PNP8的基極、集電極與PNP管PNP9的基極相連接，PNP管PNP9的集電極作為所述的電平比較器單元的輸出端。