一種壓縮限幅器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓縮限幅器。
【背景技術(shù)】
[0002]人類的聽(tīng)感動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)120dB(分貝)，且能聽(tīng)到的最大聲音比最小聲音大100萬(wàn)倍。當(dāng)擴(kuò)音設(shè)備在播放音頻信號(hào)時(shí)，往往會(huì)受限于擴(kuò)音設(shè)備本身的底噪和擴(kuò)音設(shè)備的最大輸出能力(設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍)，如，較小的聲音會(huì)淹沒(méi)在系統(tǒng)的底噪中無(wú)法聽(tīng)到，而最大的聲音會(huì)受到擴(kuò)音設(shè)備最大輸出能力的限制，甚至?xí)霈F(xiàn)削波失真。為了解決這一問(wèn)題，引入了聲音信號(hào)的動(dòng)態(tài)處理，其通過(guò)減小聲音的動(dòng)態(tài)范圍，使擴(kuò)音設(shè)能夠正常播放，壓縮限幅技術(shù)就屬于其中的一種技術(shù)。
[0003]壓縮限幅技術(shù)的基本原理一般是:先提高音源的整體增益，使較小的聲音不會(huì)淹沒(méi)在系統(tǒng)的底噪中，能夠被聽(tīng)到；當(dāng)聲音信號(hào)達(dá)到設(shè)定的門(mén)檻閾值時(shí)，按照設(shè)定的壓縮比，降低系統(tǒng)的增益，以減小聲音的動(dòng)態(tài)范圍；當(dāng)聲音信號(hào)達(dá)到了系統(tǒng)的最大輸出能力時(shí)，輸出不再隨輸入的增大而增大，防止聲音信號(hào)的削波失真，該過(guò)程中系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系圖如圖1所示，圖示中VI為上述設(shè)定的門(mén)檻閾值，V2為上述的系統(tǒng)達(dá)到最大輸出能力的電壓值，\為系統(tǒng)的限幅幅度，且輸入信號(hào)的幅值為0?VI的區(qū)域?yàn)榫€性區(qū)，輸入信號(hào)的幅值為VI?V2的區(qū)域?yàn)閴嚎s區(qū)，輸入信號(hào)的幅值超過(guò)V2的區(qū)域?yàn)橄薹鶇^(qū)。另外，當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍較小時(shí)，會(huì)使用只帶限幅功能的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，如圖2所示，\為系統(tǒng)的限幅幅度，當(dāng)輸入信號(hào)的幅值達(dá)到V時(shí)，輸出不再隨輸入的增大而增大，與圖1對(duì)應(yīng)的，輸入信號(hào)的幅值為0?V的區(qū)域?yàn)榫€性區(qū)，輸入信號(hào)的幅值超過(guò)V的區(qū)域?yàn)橄薹鶇^(qū)。
[0004]在壓縮限幅的過(guò)程中，兩個(gè)參數(shù)很重要，分別為啟動(dòng)時(shí)間和釋放時(shí)間。其中，啟動(dòng)時(shí)間是從系統(tǒng)檢測(cè)到信號(hào)超出門(mén)檻閾值到信號(hào)控制在門(mén)檻閾值內(nèi)的時(shí)間；釋放時(shí)間是當(dāng)信號(hào)變小后，壓縮限幅的增益變化消除的時(shí)間，如圖3所示。從圖中可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到了系統(tǒng)的最大輸出能力，則系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的啟動(dòng)時(shí)間A減小系統(tǒng)的增益，直到將輸出信號(hào)控制在門(mén)檻閾值內(nèi)；當(dāng)輸入信號(hào)變小，系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的釋放時(shí)間B適量增加系統(tǒng)的增益，增加輸出信號(hào)并將其控制在門(mén)檻閾值內(nèi)。
[0005]但是，在現(xiàn)有壓縮限幅器啟動(dòng)時(shí)間的過(guò)程中，由于各種原因，輸出信號(hào)易出現(xiàn)削波截頂?shù)默F(xiàn)象。如，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)削波截頂?shù)默F(xiàn)象；又如，當(dāng)出現(xiàn)輸出負(fù)載變重、電源電壓變低、溫度變高等應(yīng)用條件變化時(shí)，擴(kuò)音設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍會(huì)縮小，此時(shí)也會(huì)出現(xiàn)削波截頂?shù)默F(xiàn)象等待。系統(tǒng)在出現(xiàn)削波截頂?shù)默F(xiàn)象時(shí)，隨之會(huì)產(chǎn)生大量的諧波失真信號(hào)，從而造成設(shè)備聽(tīng)感變差，且容易損壞揚(yáng)聲器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種壓縮限幅器，其通過(guò)一削波控制模塊消除現(xiàn)有壓縮限幅器中出現(xiàn)的削波失真。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0008]—種壓縮限幅器，包括:增益調(diào)整模塊、擴(kuò)音模塊以及削波控制模塊，其中，
[0009]所述增益調(diào)整模塊，根據(jù)所述壓縮限幅器的輸入信號(hào)輸出第一輸出信號(hào)；并根據(jù)所述第一輸出信號(hào)，反饋調(diào)節(jié)用于實(shí)現(xiàn)所述輸入信號(hào)壓縮限幅的第一信號(hào)增益；
[0010]所述擴(kuò)音模塊，與所述增益調(diào)整模塊連接，所述擴(kuò)音模塊對(duì)所述增益調(diào)整模塊輸出的第一輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，輸出第二輸出信號(hào)；
[0011]所述削波控制模塊，分別與所述增益調(diào)整模塊和所述擴(kuò)音模塊連接，所述削波控制模塊根據(jù)所述擴(kuò)音模塊輸出的第二輸出信號(hào)中出現(xiàn)的削波失真，反饋調(diào)節(jié)用于實(shí)現(xiàn)所述輸入信號(hào)壓縮限幅的第二信號(hào)增益；
[0012]所述壓縮限幅器根據(jù)所述第一信號(hào)增益和所述第二信號(hào)增益對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行壓縮限幅，將所述壓縮限幅器輸出的第二輸出信號(hào)控制在限幅幅度內(nèi)進(jìn)行輸出。
[0013]在本技術(shù)方案中，通過(guò)增益調(diào)整模塊對(duì)系統(tǒng)輸入的輸入信號(hào)進(jìn)行放大、壓縮以及限幅輸出第一輸出信號(hào)，而后通過(guò)擴(kuò)音模塊對(duì)第一輸出信號(hào)進(jìn)行放大生成第二輸出信號(hào)進(jìn)行輸出。為了消除由擴(kuò)音模塊引起的削波失真，使用削波控制模塊根據(jù)出現(xiàn)了削波失真的第二輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的增益進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，提升了擴(kuò)音設(shè)備的聽(tīng)感。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述壓縮限幅器中還包括一增益選擇器，所述增益選擇器分別與所述增益調(diào)整模塊和所述削波控制模塊連接，所述增益選擇器根據(jù)所述第一信號(hào)增益和所述第二信號(hào)增益生成系統(tǒng)信號(hào)增益，所述壓縮限幅器根據(jù)所述系統(tǒng)信號(hào)增益實(shí)現(xiàn)所述輸入信號(hào)的壓縮限幅。
[0015]在本技術(shù)方案中，利用增益選擇器在第一信號(hào)增益和第二信號(hào)增益中進(jìn)行選擇能夠消除當(dāng)前系統(tǒng)中出現(xiàn)的削波失真的增益值作為系統(tǒng)信號(hào)增益。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，在同一時(shí)刻，所述增益選擇器在所述第一信號(hào)增益和所述第二信號(hào)增益中選擇較小的增益值作為系統(tǒng)信號(hào)增益中的增益值，所述壓縮限幅器根據(jù)所述系統(tǒng)信號(hào)增益實(shí)現(xiàn)所述輸入信號(hào)的壓縮限幅。
[0017]在本技術(shù)方案中，增益選擇器選擇第一信號(hào)增益和第二增益信號(hào)中較小的增益值作為系統(tǒng)增益信號(hào)，從而將輸出的第二輸出信號(hào)控制在擴(kuò)音設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述削波控制模塊中包括削波檢測(cè)器和第二時(shí)序控制器，其中，
[0019]所述削波檢測(cè)器，與所述擴(kuò)音模塊連接，所述削波檢測(cè)器用于檢測(cè)所述擴(kuò)音模塊輸出的第二輸出信號(hào)中是否出現(xiàn)削波失真；
[0020]所述第二時(shí)序控制器，分別與所述削波檢測(cè)器和所述增益選擇器連接，當(dāng)所述削波檢測(cè)器檢測(cè)到所述第二輸出信號(hào)出現(xiàn)削波失真，所述第二時(shí)序控制器根據(jù)所述第二輸出信號(hào)調(diào)整第二信號(hào)增益，并將調(diào)整后的第二信號(hào)增益輸入所述增益選擇器。
[0021]在本技術(shù)方案中，削波檢測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)第二輸出信號(hào)中是否出現(xiàn)了削波失真，當(dāng)出現(xiàn)了削波失真，則第二時(shí)序控制器則自動(dòng)調(diào)整第二信號(hào)增益，迅速將第二輸出信號(hào)的幅值控制在削波幅度內(nèi)，消除該削波失真；當(dāng)然，若第二輸出信號(hào)中并未出現(xiàn)削波失真，則第二時(shí)序控制器不工作。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述第二時(shí)序控制器中:
[0023]當(dāng)所述第二輸出信號(hào)出現(xiàn)削波失真，所述第二時(shí)序控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的削波啟動(dòng)時(shí)間，減小所述第二信號(hào)增益的增益值；且在所述削波啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，所述第二信號(hào)增益的增益減小速率大于所述第一信號(hào)增益的增益減小速率；
[0024]當(dāng)所述第二輸出信號(hào)削波失真消除，所述第二時(shí)序控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的削波釋放時(shí)間，增加所述第二信號(hào)增益的增益值。
[0025]在本技術(shù)方案中，在削波啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，第二信號(hào)增益的增益值減小速率大于第一信號(hào)增益的增益值減小速率，才能在原有的基礎(chǔ)上迅速的消除削波失真。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述增益調(diào)整模塊中包括一可變?cè)鲆娣糯笃鳌嚎s控制放大器、比較器以及第一時(shí)序控制器，其中，
[0027]所述可變?cè)鲆娣糯笃?，與所述增益選擇器連接，根據(jù)所述增益選擇器輸出的系統(tǒng)信號(hào)增益對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，輸出第一輸出信號(hào)；
[0028]所述壓縮控制放大器，與所述可變?cè)鲆娣糯笃鬟B接，根據(jù)所述第一輸出信號(hào)調(diào)整第一參考電壓；
[0029]所述比較器，分別與所述可變?cè)鲆娣糯笃骱退鰤嚎s控制放大器連接，所述比較器將所述第一輸出信號(hào)的幅值和所述第一參考電壓進(jìn)行比較；
[0030]所述第一時(shí)序控制器，分別與所述增益選擇器和所述比較器連接，所述第一時(shí)序控制器根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果調(diào)整第一信號(hào)增益，并將調(diào)整后的第一信號(hào)增益輸入所述增益選擇器。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述壓縮控制放大器中:
[0032]當(dāng)所述第一輸出信號(hào)的幅值小于第一壓縮門(mén)檻閾值時(shí)，所述壓縮控制放大器將所述第一參考電壓拉高；
[0033]當(dāng)所述第一輸出信號(hào)的幅值在第一壓縮門(mén)檻閾值和第一限幅門(mén)檻閾值之間時(shí)，所述壓縮控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的壓縮比