Для начала определимся что такое клиппинг. Происходит оно от английского слова clipping, дословно переводится как срезание, обрезание, и т.д. В аудиотехнике клиппингом называют форму искажения звука, которая выражается как ограничение амплитуды сигнала, когда напряжение выходного сигнала усилителя достигает лимита напряжения источника питания. То есть при повышении уровня входного сигнала напряжение на выходе не растет, и если контролировать форму выходного сигнала с помощью осциллографа, мы будем наблюдать срез верхушек синусоиды, смотри изображение ниже:



При клиппинге, как правило, звук идет с искажениями, могут появиться шипение, хрипы и треск.

Стоит отметить, что при совсем небольшом клиппинге наш слух может не улавливать эти искажения, но, тем не менее, на подсознательном уровне такой звук окажется неестественным и фальшивым, в нем будут отсутствовать прозрачность, воздушность и легкость звучания, глубина сцены соответственно “никакая”, и восприятие тяжеловато. Отсюда следует, что неплохо было бы контролировать появление клиппинга на выходе усилителя, благо микросхема TDA7293 позволяет это сделать, и уже содержит в себе данный детектор. Давайте посмотрим на структурную схему микросхемы TDA7293, изображенную на следующем рисунке:



Обратите внимание на 5-й вывод микросхемы, и на узел S/C Protection. При отсутствии искажений выходной транзистор этого узла закрыт, а при появлении клиппинга он открывается, соединяя тем самым пятую ножку МС с землей. Теперь заглянем в даташит микросхемы TDA7293 (ссылка кликабельная, можете скачать полный даташит себе на компьютер):



Нас интересуют параметры CLIP DETECTOR, в частности RL=10 кОм при напряжении 5 Вольт. Другими словами получается вот такая схема:



Когда клиппинга нет - на выходе будет 5 Вольт (логическая единица), при его наличии - 0 Вольт. А выглядеть это будет следующим образом:



Черной линией на рисунке обозначено напряжение на выходе усилителя (синусоида), голубой (сверху и снизу горизонтальные) – это пределы, в которых выходное напряжение может изменяться, красная линия показывает изменение напряжения на 5-й ножке микросхемы при появлении искажений. Обратите внимание, как только любая из полуволн претерпевает ограничение, на выходе будет появляться импульс, длительность которого будет равна длительности этого ограничения.

Осталось разобраться куда “привинтить” эти импульсы, т.е. как их использовать. Собственно, можно сделать устройство, которое при появлении искажений автоматически снизит громкость, или, например, собрать светодиодный индикатор наличия искажений. В интернете можно встретить вот такую простую схему индикатора, многие пытаются ее повторить, но все же она не является удачным вариантом, потому как светодиод начинает “пыхкать”, когда искажения и так становятся ощутимы на слух, смотрим схему ниже:



В схеме допустимо применение любого маломощного транзистора структуры p-n-p с коэффициентом усиления (h21э) не меньше 80. Стабилизатор тоже можно ставить любой 5-ти вольтовый, например, 78L06, 7805, 7806, КР142ЕН5А, правда у последних трех габариты гораздо больше, и расположение выводов разное. Номиналы резисторов могут быть в пределах 16…22 кОм. Резистор R2 ограничивает ток базы транзистора, R3 ограничивает ток через LED1. На счет светодиода, лучше поставить супер-яркий, будет заметнее работать, номинал резистора R3 при этом нужно будет пересчитать, для этого можно воспользоваться формулой:



Ниже на рисунке показана наиболее удачная принципиальная схема детектора, реагирующая даже на кратковременный клиппинг, и данная схема обладающая гораздо большим быстродействием, а это позволяет ей реагировать даже на очень короткие всплески:



Реализована схема на таймере NE555, отечественным аналогом которой является микросхема КР1006ВИ1. Технически она не сложная, но работает гораздо лучше первого варианта, поэтому если надумаете собирать клип-детектор, то лучше все-таки воспользоваться схемой на таймере. Время свечения светодиода LED1 при наличии искажений зависит от номиналов элементов R3 и C2, его можно прикинуть по формуле:



Если вы поставите эти элементы с номиналами, как указаны на схеме, то время свечения LED1 будет примерно 0,25 секунды, а это значит, что при появлении клиппинга он будет мигать, а не гореть постоянно. Можете поэкспериментировать, и сделать подбор на свой вкус, но при этом С2 не стоит делать более 100 мкФ, и номинал R3 выбирайте в диапазоне от 4,7 до 100 кОм.

Еще один нюанс. Обратите внимание на входную цепь детектора, там написано “к выводу 5 микросхем TDA7293”. Дело в том, что выходной каскад клип-детектора микросхемы TDA7293 работает с “открытым стоком”, а это дает возможность собрать пятые ноги всех микросхем усилителей “в кучу”, и использовать только одну схему индикатора. То есть, при наличии одной схемы индикатора в стереофоническом усилителе, LED1 будет мигать при появлении искажений в любом канале усилителя по принципу логического “ИЛИ”.

Ниже показаны два варианта печатной платы индикатора, реализованного на таймере. Первый вариант покрупнее, второй более миниатюрный:



Данная статья подготовлена по материалам сайта electroclub.info, ссылка на оригинал ниже:



Вы можете скачать файл архива ZIP, размер примерно 0,13 Mb, в котором есть схема на таймере, изображение платы, и печатная плата в формате LAY.