Résumé : Pour activer un amplificateur audio accueillir la voix forts et douce sans écrêtage les signaux forts, vous pouvez implémenter une fonction de transfert non linéaire en ajoutant quelques composants à un circuit d’application standard.

Une version de cet article paru dans le numéro du 16 août 2007 du magazine Electronic Design.

Amplification de la voix humaine présente des défis difficiles. L’un des plus ardues fournit suffisamment d’amplification pour rendre une personne menue comprise tout en laissant une marge suffisante pour les gens qui parlent haut et fort. Si l’amplification est trop élevée, une voix forte ou le bruit provoque le découpage de la forme d’onde audio, ce qui rend le signal ultérieur inintelligible et dure aux oreilles.

Une réponse à ce dilemme est de limiter le signal avec une fonction de transfert non linéaire (Figure 1), mis en place en ajoutant quelques composants à un circuit d’application standard. Quand un sommet positif ou négatif de l’entrée audio est supérieure à la tension de fonctionnement pour une des diodes dos à dos (D1), la diode conduit et atténue toute nouvelle augmentation de l’amplitude du signal. Résistances R1 et R2 ajoutent une impédance série qui empêche une charge excessive de la source audio.

La figure 1. Un réseau de petites-signal diode limite la tension de sortie de l’amplificateur.

En fonctionnement normal, le signal audio entrant voit peu d’atténuation par le réseau de diodes, et la haute impédance de U1 MAX9700A) empêche l’atténuation due à l’impédance de source plus élevé. Comme les amplitudes d’entrée accroître les déplacements de fonction de transfert, tel qu’illustré dans une parcelle de l’amplitude de sortie vs amplitude d’entrée (Figure 2). Comme vous pouvez le voir, la sortie suit l’entrée pour les signaux de faible intensité, et au-dessus des niveaux d’entrée de 0.5VRMS, le circuit a gagner diminue. Compression de gain est indépendante de la tension de sortie de crête, comme le montrent les réponses pour différentes tensions d’alimentation

La figure 2. Atténuation du signal par le réseau de diodes à la Figure 1 empêche l’écrêtage de sort ie en provoquant un transfert non linéaire des entrées plus élevé-amplitude. Notez que “3, 3V avec bride” et “5V avec pince” ont la même réponse et sont donc superposées. Aussi, “2,5 v” et “3.3V” montrent compression en raison des limites de la balançoire, même si aucune pince n’est présent.