一种压缩限幅器制造技术

技术编号:13258163 阅读:55 留言:0更新日期:2016-05-16 22:51
本实用新型专利技术提供了一种压缩限幅器,包括:增益调整模块,用于根据输出第一输出信号;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,反馈调节用于实现第一输出信号功率放大的第二信号增益;削波幅度产生器,用于根据削波幅度自动调整限幅幅度;压缩限幅器在第一信号增益和第二信号增益的共同作用下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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及音频处理
,尤其涉及一种压缩限幅器
技术介绍
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Vl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O?Vl的区域为线性区,输入信号的幅值为Vl?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,I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O?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。
技术实现思路
针对上述问题,本技术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。本技术提供的技术方案如下:—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;所述削波控制模块,与所述扩音模块连接,所述削波控制模块根据所述扩音模块输出的第二输出信号中出现的削波失真,反馈调节用于实现所述第一输出信号功率放大的第二信号增益,将所述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;所述压缩限幅器在所述第一信号增益和所述第二信号增益的共同作用下将所述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。在本技术方案中,通过增益调整模块对系统输入的输入信号进行放大、压缩以及限幅输出第一输出信号,而后通过扩音模块对第一输出信号进行放大生成第二输出信号进行输出,为了消除由扩音模块引起的削波失真,使用削波控制模块根据出现了削波失真的第二输出信号对第一输出信号的增益进行反馈调节,从而提升了扩音设备的听感。这里的第二信号增益实际上就是扩音模块(扩音设备)对第一输入信号进行功率放大的增益。且,由于增益调整模块和扩音模块是串联关系,整个压缩限幅的系统信号增益实际上就是第一信号增益和第二信号增益的乘积,因此这里提供的压缩限幅器是在两个信号增益的共同作用下消除第二输出信号中出现的削波失真。进一步优选地,所述削波控制模块中包括:削波检测器、第二时序控制器以及增益控制器,其中,所述削波检测器,与所述扩音模块连接,所述削波检测器用于检测所述扩音模块输出的第二输出信号中是否出现削波失真;所述第二时序控制器,分别与所述削波检测器和所述增益控制器连接,当所述削波检测器检测到所述第二输出信号出现削波失真,所述第二时序控制器根据所述第二输出信号调整所述第二信号增益,并将调整后的第二信号增益发送至所述增益控制器;所述增益控制器,分别与所述第二时序控制器和所述扩音模块连接,所述增益控制器根据所述第二时序控制器输出的第二信号增益,对所述第一输出信号进行增益控制。在本技术方案中,削波检测器实时检测第二输出信号中是否出现了削波失真,当出现了削波失真,则第二时序控制器则自动调整第二信号增益,迅速将第二输出信号的幅值控制在削波幅度内,消除该削波失真;当然,若第二输出信号中并未出现削波失真,则第二时序控制器不工作(不对第二信号增益进行调整,第二信号增益保持在原有的水平)。进一步优选地,在所述第二时序控制器中:当所述第二输出信号出现削波失真,所述第二时序控制器根据预设的削波启动时间,减小所述第二信号增益的增益值;当所述第二输出信号削波失真消除,所述第二时序控制器根据预设的削波释放时间,增加所述第二信号增益的增益值。进一步优选地,当所述第二输出信号出现削波失真,所述第二时序控制器根据预设的削波启动时间,减小所述第二信号增益的增益值;且在所述削波启动时间内,所述第二信号增益的增益值减小速率大于所述第一信号增益的增益值减小速率。进一步优选地,所述增益调整模块中包括一可变增益放大器、压缩控制放大器、比较器以及第一时序控制器,其中,所述可变增益放大器,与所述第一时序控制器连接,根据所述第一时序控制器输出的第一信号增益对输入信号进行放大,输出第一输出信号;所述压缩控制放大器,与所述可变增益放大器连接,根据所述第一输出信号调整第一参考电压;所述比较器,分别与所述可变增益放大器和所述压缩控制放大器连接,所述比较器将所述第一输出信号的幅值和所述第一参考电压进行比较;所述第一时序控制器,分别与所述可变增益放大器和所述比较器连接,所述第一时序控制器根据所述比较器的比较结果调整第一信号增益,并将调整后的第一信号增益输入所述可变增益放大器。进一步优选地,在所述压缩控制放大器中:当所述第一输出信号的幅值小于第一压缩门槛阈值时,所述压缩控制放大器将所述第一参考电压拉高;当所述第一输出信号的幅值在第一压缩门槛阈值和第一限幅门槛阈值之间时,所述压缩控制器根据预设的压缩比生成第一参考电压;当所述第一输出信号的幅值大于第一限幅门槛阈值,所述压缩控制器将所述第一参考电压恒定控制在所述压缩限幅器输出限幅时对应的电压值。和/或,在所述比较器中:当所述第一输出信号的幅值大于压缩控制放大器输出的第一参考电压时,发送进入启动时间指令至所述第一时序控制器;当所述第一输出信号的幅值小于压缩控制放大器输出的第一参考电压时,发送进入释放时间指令至所述第一时序控制器。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种压缩限幅器,其特征在于,所述压缩限幅器中包括: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;所述削波控制模块,与所述扩音模块连接,所述削波控制模块根据所述扩音模块输出的第二输出信号中出现的削波失真,反馈调节用于实现所述第一输出信号功率放大的第二信号增益,将所述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;所述压缩限幅器在所述第一信号增益和所述第二信号增益的共同作用下将所述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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张振浩徐剑尹辉
申请(专利权)人:上海若瓦鑫电子技术有限公司
类型:新型
国别省市:上海;31

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