Ich Arbeite zur Zeit an einem sehr ähnlichen Problem.
Ich möchte die Taktrate eines Musiksignals also die BPM aus vorhandenem Audio Signal rausfiltern. Meine Signaleingangsquelle wird ein Electret Kondensator Mikrofon sein. Ich hab also auch das Problem mit stark unterschiedlichen Pegeln.
Ein möglicher Lösungsvorschlag wäre:

Am Eingang kommt ein einstellbarer Verstärker, der automatisch leisere Passagen verstärkt und lautere abschwächt.
Ich kenn solche Schaltungen als Dynamik Kompressor.
( Das wurde ja hier auch schon vorgeschlagen. )

Darauf folgt ein Tiefpass, ich möchte hier 300...500 Hz als Grenzfrequenz einsetzen, ich halte 50Hz für zu niedrig angesetzt.

Nach dieser Stufe soll ein Spitzenwertgleichrichter folgen, der dann auf einen Schmitt Trigger arbeitet.

Ich bin zur Zeit noch auf der Quellensuche.

Bei ELV hab ich unter der Bezeichnung Beatcounter BC 200 eine brauchbare Schaltung gefunden, bei der fehlt lediglich die Kompressorstufe.
Lad dir mal die Bedienungs- Bauanleitung von dem Gerät runter, da ist auch ein Schaltplan mit drin.

Unter der Adresse: http://mitglied.lycos.de/Meteorman08...e/audio_tr.PNG
hab ich auch einen Schaltplan gefunden, der im Eingang eine Kompressor Stufe hat. Leider scheint die Seite zur Zeit offline zu sein.

Ich wage schon mal eine Vorraussage, mit einem einzigen IC wirst Du meiner Meinung nach dein Problem nicht lösen können.