CN222147803U - 一种数字音响电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字音响电路，包括：音频调制器电路，用于音频控制；差分信号转换及放大电路，用于差分信号转换及放大；功率放大电路，用于功率放大；功放输出控制及电压检测电路，用于功放输出控制及电压检测；功放输出检测电路，用于功放输出检测；输入音频信号反馈电路，用于输入音频信号的电路反馈；所述音频控制器电路连接差分信号转换及放大电路；所述功率放大电路分别连接功放输出控制及电压检测电路和功放输出检测电路；所述功率放大电路连接输入音频信号反馈电路。本实用新型的数字音响电路，音质高、功率大、多通道环绕、体积小和控制方便。解决使用者在多场所多用途的选择。

Description

一种数字音响电路

技术领域

本实用新型涉及音响技术，具体涉及一种数字音响电路。

背景技术

目前，家用或舞台音响都要用到信号处理与放大；而本发明前面为模拟音频信号经过稳压滤波，再经过多通道进行运算放大提供到后端输出，从而达到稳定及高真音质环绕效果。这样会导致客户听感上有很大的差别。

现有技术的缺点：

根据需求自行研发，生产周期长；

电路结构简单，工作状态不稳定；

功率小，选择兼容性少，通道少。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种数字音响电路，为一款D类高端高音质功放，音质高、功率大、多通道环绕、体积小和控制方便。解决使用者在多场所多用途的选择，输出功率能概括舞台及家庭影音的领域。

本实用新型采用的技术方案为：一种数字音响电路，包括：

音频调制器电路，用于音频控制；

差分信号转换及放大电路，用于差分信号转换成单端的音频信号并将其放大；

功率放大电路，用于将输入的音频信号放大到能驱动外部扬声器的电路；

功放输出控制及电压检测电路，用于功放输出控制及电压检测反馈给电源电路防止过压损坏内部电路；

功放输出检测电路，用于功放输出检测反馈给音频调制器电路防止损坏外部扬声器；

输入音频信号反馈电路，用于控制差分转换后的音频信号的大小；

所述音频调制器电路连接差分信号转换及放大电路；

所述功率放大电路分别连接功放输出控制及电压检测电路和功放输出检测电路；

所述功率放大电路连接输入音频信号反馈电路。

进一步地，所述音频调制器电路主要包括音频调制器U500及其外围电路。

更进一步地，所述差分信号转换及放大电路主要包括R100和C100与R102和C102构成的低通滤波器、反向放大电路，低通滤波器连接反向放大电路。

更进一步地，所述功率放大电路主要包括驱动芯片U103及其外围电路。

更进一步地，所述功放输出检测电路主要包括霍尔电流传感器U104、加法器电路及反向放大器，霍尔电流传感器U104分别连接加法器电路及反向放大器，用于将前级的功率放大电路输出的信号经过U104 ACS710霍尔电流传感器将电流大小转换成电压信号，其中电压型号分2路，一路经过运算放大器转换成差分信号给前级的音频调制器U500芯片，一路输出给外部电源。

更进一步地，所述输入音频信号反馈电路主要包括运放U100及加法器电路，用于将功率放大电路MOS管输出电压VS_1、电感端电压CF_1经过电阻分压后再通过运算放大器构成的加法器电路相加后再与最终输出电压LFFB_1再次相加后和差分信号转换及放大电路相互抵消。

本实用新型的优点：

本实用新型相比于市面上一般的功放器只有固定的两个通道，还可以由300W，600W，1250W可选择；

体积小，相比同等功率音响放大器要达到1250W*4通道起码L*W*H=400mm*300mm*100mm以上的体积，该方案板卡尺寸仅L*W*H=320mm*150mm*80mm；

覆盖客户范围广，家庭和学校领域可以选择300W，KTV及一些较大广场可以选择600W，舞台领域可以选择1250W；

可测性强，众多功能集于一个连接器，可以用软件进行自动测试，大大减少人工成本；

集合性高，超高的参数性能，多通道选择，从中等功率到大功率覆盖范围广。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的数字音响电路原理框图。

图2是本实用新型实施例的音频控制与调节电路原理图。

图3是本实用新型实施例的差分信号转换及放大电路原理图。

图4是本实用新型实施例的功率放大电路原理图。

图5是本实用新型实施例的功放输出控制及电压检测电路原理图。

图6是本实用新型实施例的功放输出检测电路原理图。

图7是本实用新型实施例的输入音频信号反馈电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

术语解释：

A、PWM：双通道D类音频调制器(Audio modulator)；

B、OA：Operational Amplifiers，运算放大器；

C、功放：多通道放大器，一般指音响系统中双通道环绕，四通道环绕。

一种数字音响电路，包括：

音频调制器电路，用于音频控制；

差分信号转换及放大电路，用于差分信号转换成单端的音频信号并将其放大；

功率放大电路，用于将输入的音频信号放大到能驱动外部扬声器的电路；

功放输出控制及电压检测电路，用于功放输出控制及电压检测反馈给电源电路防止过压损坏内部电路；

功放输出检测电路，用于功放输出检测反馈给音频调制器电路防止损坏外部扬声器；

输入音频信号反馈电路，用于控制差分转换后的音频信号的大小；

所述音频调制器电路连接差分信号转换及放大电路；

所述功率放大电路分别连接功放输出控制及电压检测电路和功放输出检测电路；

所述功率放大电路连接输入音频信号反馈电路。

如图2所示，音频调制器U500型号为SN61112B5DGGR，其36、37、60、61号引脚分别接收左右声道的音频信号，最终经过内部程序的运算和转换通过40、41、56、57输出差分的PWM信号给下面的功率放大电路。U500的52、53号引脚接的是一个NTC的热敏电阻用于监测功率放大电路散热片的温度情况，避免过高的温度照成输出信号失真。U500的17、18号引脚控制左右声道的转换卡关，并外接LED灯控制电路实现无需测量检测就可以直接看到左右声道的开通情况。

如图3所示，信号转换放大电路将接口输入的差分信号经过R100和C100与R102和C102构成的低通滤波器来限制16MHz及8KHz的干扰信号，将滤波后的信号输入到MC33079运算放大器U405的2,3脚中进行差分信号还原，再由内部其他运算放大器组成的反向放大电路来滤除电路中的共模干扰信号提高稳定性，因为不同批次的元件都会照成最终输出信号各有差距，所以增加R1108可调电阻来在生产质检是校准最终输出信号。

如图4所示，U103（型号为SI8234BB-D-IS1R）驱动芯片接收到PWM信号后依次输出控制信号控制两个FDP26N40 MOS管动作，由于VCCP和VCCN之间压差能达到314V不适合直接驱动MOS，所以经过R108、R154、D101、D102构成的二极管稳压电路，将电压稳定在12.4V左右方便驱动MOS管。FB100、FB102磁珠限制1MHz以上的高频信号确保U103稳定工作。导通时U103的15脚输出高电平，经过R155、R156的限流减少MOS管导通那一瞬间的大电流冲击，在截止是15交输出低电平，Q105三极管发射机正片导通加快MOS管的Vgs放电速率保证电路的安全性。U103、HS100-E、HS100-B、L100及其他外围电路构成的数字功放电路，将U500(SN61112B5DGGR)转换后振幅只有5V的PWM信号，放大并重新还原成相对于输入的差分信号更高的振幅电压更大功率的音频信号来驱动外部扬声器。

如图5所示，网络RELAY_CH_1输出高低电平通过Q103和Q102实现小电流控制大电流的方式来控制K100继电器的吸合与断开，K100继电器的作用是当电路中有音频信号输入时由于前级的功率放大电路开始工作的一瞬间会产生冲击电流会通过R166导向GND使其泄放掉，经过延迟一段时间再让网络RELAY_CH_1输出高电平使K100继电器吸合从而保护外部扬声器。当电路断电或者不需要该通道输出时网络RELAY_CH_1为低电平使Q103和Q102无法导通让K100继电器线圈无法构成回路使内部动铁片归位断开前级功率放大电路与扬声器的连接，并让前级的功率放大电路储存的电能通过R166导向GND使其泄放掉。R170、R170A、R172构成的电阻分压电路将输出电压15倍的降低的输入给U101运算放大电路构成的电压跟随器电路输出给控制器检测输出电压，由于运算放大电路输入阻抗大输出阻抗小的特点，输入分压后电压不会因运算放大电路输出变化而变化保证输入稳定，输出的电压值和输入的电压值是相等的，由于电压跟随器输出阻抗小的原因当控制器进行ADC采样时能有足够大点带载能力不会因为ADC内部电路构成的回路而影响输出电压值。当运算放大器输出10V时也就是输出给扬声器的电压峰值达到150V时控制器会降低输入信号或者控制K100继电器断开保护外部扬声器。

如图6所示，前级的功率放大电路输出的信号经过U104 ACS710霍尔电流传感器将电流大小转换成电压信号，其中电压型号分2路，一路经过运算放大器转换成差分信号给前级的SN61112B5DGGR芯片，一路输出给外部电源。转换成差分信号的一路在图6的上面2个运算放大器中，R176和R177实现电阻分压提供2V的基准电压，霍尔电流传感器输出电压信号和前级的功率放大电路MOS管输出的电压信号经过网络VS_1到R192、R193、R187组成的电阻分压电路给上面运算放大器构成的加法器电路将2者相加并把输出结果经过下面的运算放大器进行1:1的反向放大组成一对差分信号反馈到SN61112B5DGGR芯片，根据不同功率。输出给外部电源的一路在图6下方单运放电路中，将前级的功率放大电路输出的电流电压信号综合放大后传输给外部电源，防止电路过流过压的情况出现。

如图7所示，U100的2个运算放大器分别将功率放大电路MOS管输出电压VS_1、电感端电压CF_1经过电阻分压后再通过上面的运算放大器构成的加法器相加后再与最终输出电压LFFB_1再次相加后和图3的差分信号转换及放大电路相互抵消，防止因输入音频信号振幅过大导致最终功率放大电路输出过大信号而烧坏电路及外部扬声器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数字音响电路，其特征在于，包括：

音频调制器电路，用于音频控制；

差分信号转换及放大电路，用于差分信号转换成单端的音频信号并将其放大；

功率放大电路，用于将输入的音频信号放大到能驱动外部扬声器的电路；

功放输出控制及电压检测电路，用于功放输出控制及电压检测反馈给电源电路防止过压损坏内部电路；

功放输出检测电路，用于功放输出检测反馈给音频调制器电路防止损坏外部扬声器；

输入音频信号反馈电路，用于控制差分转换后的音频信号的大小；

所述音频调制器电路连接差分信号转换及放大电路；

所述功率放大电路分别连接功放输出控制及电压检测电路和功放输出检测电路；

所述功率放大电路连接输入音频信号反馈电路。

2.根据权利要求1所述的数字音响电路，其特征在于，所述音频调制器电路主要包括音频调制器U500及其外围电路。

3.根据权利要求1所述的数字音响电路，其特征在于，所述差分信号转换及放大电路主要包括R100和C100与R102和C102构成的低通滤波器、反向放大电路，低通滤波器连接反向放大电路。

4.根据权利要求1所述的数字音响电路，其特征在于，所述功率放大电路主要包括驱动芯片U103及其外围电路。

5.根据权利要求1所述的数字音响电路，其特征在于，所述功放输出检测电路主要包括霍尔电流传感器U104、加法器电路及反向放大器，霍尔电流传感器U104分别连接加法器电路及反向放大器，用于将前级的功率放大电路输出的信号经过U104 ACS710霍尔电流传感器将电流大小转换成电压信号，其中电压型号分2路，一路经过运算放大器转换成差分信号给前级的音频调制器U500芯片，一路输出给外部电源。

6.根据权利要求1所述的数字音响电路，其特征在于，所述输入音频信号反馈电路主要包括运放U100及加法器电路，用于将功率放大电路MOS管输出电压VS_1、电感端电压CF_1经过电阻分压后再通过运算放大器构成的加法器电路相加后再与最终输出电压LFFB_1再次相加后和差分信号转换及放大电路相互抵消。