Может быть, я уже публиковал заметки на эту тему… точно не помню. В НЕТе подобного решения я не находил при самом пристрастном поиске; схемотехника реально оригинальная.
Итак:
Возясь с искажалками на логических КМОП ИС, я всегда с неудовольствием относился к тому факту, что они сильно расходуют батарейку, причем, ток потребления задается резистором, через который подается напряжение питания на саму микросхему.
1) Тогда я обратил внимание на микросхему CD4007UBE (см. Рис.1), у которой истоки всех транзисторов выводятся наружу через ОТДЕЛЬНЫЕ выводы, а, значит, каждый из инверторов может быть запитан отдельно, причем в цепи истоков могут быть включены резисторы, задающие ток покоя каждого из инверторов. Опытным путем я подобрал номинал этих резисторов и остановился на значении 8,2кОм; это значение задает ток покоя инвертора 200мкА для микросхемы CD4007UBE производства Philips.
2) Перед этим я выяснил, что надо правильно сместить подложки МОП-триодов, иначе ничего работать не будет. Для этого выводы 7 и 14 микросхемы соединены соответственно с землей и питанием через резисторы, номинал которых заведомо меньше величины параллельного соединения в истоках соответствующих триодов (по схеме 3,6кОм и 8,2кОм). Кроме того, выводы 7 и 14 шунтированы на землю конденсаторами достаточно большой емкости, чтобы переменные напряжения сигнала не влияли на смещение подложек триодов.
3) В результате получилось три независимых каскада усиления: два каскада с небольшим собственным коэффициентом усиления, ограниченным резисторами 8,2кОм в истоках, и один каскад с повышенным усилением за счет блокировочных конденсаторов в цепях выводов 7 и 14 микросхемы. Каскады с меньшим коэффициентом прекрасно подходят для ограничения сигнала, а каскад с бОльшим усилением может быть использован как усилитель сигнала после темброблока и выходной каскад с достаточно низким выходным сопротивлением.
4) Далее я наткнулся на
самый интересный факт: если на описанные выше каскады (те, которые с меньшим усилением) подавать сигналы, полный размах которых не превышает 2/3 напряжения питания, то
на выходе никогда не будет горизонтальной полки ограниченного сигнала, а будет сохраняться его скругленная верхушка, то есть, ограничение будет «мягким» в лучших традициях ограничителей на МОП-транзисторах.
5) На входе примочки следует включить малошумящий предусилитель с коэффициентом 20…30 дБ, т.к. описанные каскады слишком сильно шумят, что свойственно МОП-триодам. Эти каскады, повторю, прекрасно работают в качестве ограничителей, и им там самое место (как и на выходе примочек тоже).
По схеме:1) Для симуляции использовались модели триодов BS170 и BS250.
2) На реальном макете использовались микросхемы CD4007UBE.
3) В реальном макете на выходах каскадов половина питания поддерживается гораздо точнее, чем в симуляторе; поэтому, на реальном железе ограничение практически симметричное, а в симуляторе показывается достаточно несимметричное.
4) Коэффициент усиления каждого ограничительного каскада порядка 20дБ, и может варьироваться соотношением резисторов в ООС и на входе. Значение реальных (на макете) коэффициентов усиления практически совпало с таковыми в симуляторе.
5) Суммарный ток потребления всех трех каскадов: в симуляторе 1.24мА, на макете – 0.8мА.
6) В готовых примочках на входе установлен предусилитель по схеме SRPP на двух ПТ типа BF512.
7) Звук характерен для примочки на инверторах КМОП ИС, но с бОльшим запасом по динамике.
Как видно на Рис.5, тембр входного сигнала частично сохраняется даже при тяжелых перегрузах ограничительного тракта. Натурные испытания показывают ту же самую картинку.
Рис.1 Внутренняя схема CD4007UBE
Рис.2 Схема двух ограничивающих каскадов
и усилительного (выходного) каскада на ИС CD4007UBE
Рис.3 АЧХ обоих ограничительных каскадов (от входа до темброблока)
Максимум 41дБ на частоте 275Гц
Рис.4 Форма сигнала на выходе ограничительных каскадов при входном напряжении 8 Вольт (полный размах),
усилении +41дБ и питании 9 Вольт.
***Выбросы на верхушках сигнала обусловлены конденсаторами частотной коррекции C2 и C5 
Рис.5 Сигнал на выходе ограничительных каскадов при входном сигнале
200Гц 4 Вольта + 2345Гц 0,4 Вольта (амплитудные значения), гейн +41 дБ
Видно, что малый сигнал 2345 Гц сохраняется на фоне большого сигнала 200 Гц.
