CN100499358C - 体感振动音响功率放大电路 - Google Patents

Abstract

一种体感振动音响功率放大电路，主要包括音频信号输入部分、音频输出功率放大器部分、遥控器部分以及电源部分，本发明的特征是还包括一个可以输出低频信号的低频电路，由两级低通滤波电路、保护电路以及低频信号放大器构成，输入的音频信号经两级低通滤波电路滤除高频部分，其低频信号经低频信号放大器放大输出，供换能器产生机械振动效果，由遥控器控制振动强度。人们在欣赏音乐的同时，感受相应的振动，增强音乐感知和享受效果，使音响产品的功能得到增强，极大地丰富和充实了音响产品市场。

Description

体感振动音响功率放大电路

技术领域

本发明涉及一种既可以放大输出音频信号又可以输出低频信号的音响功率放大器电路。

背景技术

现有音响功率放大器的主要功能是将音频信号放大，用扬声器输出，人们主要用来欣赏音乐，达到娱乐、享受的目的，使人们的身心得到放松。可现有音响功率放大器音响功能简单，产品缺乏新意。现有音响放大器的一种电路结构主要包括双路音频信号输入电路部分、信号强度调节部分、音频输出功率放大器部分、遥控器部分以及电源部分，双路音频信号输入电路部分为电路提供双路音频输入信号，并经信号强度调节部分调节，由音频输出功率放大器放大并输出放大后的音频信号，用扬声器输出达到欣赏音乐的目的。其电路产生的音频信号频率范围广，一般在10Hz-10KHz之间，不能输出一定频率范围的低频信号。其低频信号可以被换能器利用产生机械振动，人体使用时产生保健按摩效果。

发明内容

为了充实现有音响功率放大器的产品市场，本发明提供一种体感振动音响功率放大电路，不仅可以放大输出音频信号，还可以输出低频信号，供换能器产生机械振动，使人们在欣赏音乐的同时感受相应的振动，增强对音乐信号的感知。

作为解决所述问题的手段，本发明提供的体感振动音响功率放大电路，包括音频信号输入电路部分和电源部分，还包括一个低频信号电路，与所述音频输入信号电路部分连接，包括低通滤波电路和低频信号调节电路，音频信号经低通滤波电路高频滤波后形成低频输出信号，信号强度受低频信号调节部分控制。

作为本发明的一个优选方案，所述低频信号发生电路部分还包括一个保护电路，对电路进行过流过压保护。

作为本发明的又一个优选方案，所述低通滤波电路包括二阶低通滤波网路和三阶低通滤波网路两部分，分别连接保护电路的输入和输出，二阶低通滤波网路的输入连接所述低频信号调节电路的输出，对音频信号进行高频滤波，三阶低通滤波网路输出低频输出信号。

作为本发明的还一个优选方案，所述放大电路还包括一个电源控制部分，包括信号传感器和D触发器，信号传感器的输入连接L/R混合电路部分输出的音频信号，输出连接D触发器，D触发器的输出连接有一个驱动电路，控制继电器的吸合，继电器的触点串接在电源输入端，较可靠的对电路的交流输入电源进行控制，没有音频信号输出时，关掉总电源。

作为本发明的再一个优选方案，所述低通滤波电路部分产生的低频信号频率范围位于20Hz至100Hz之间。

与现有技术相比较，本发明提供的体感振动音响功率放大电路，由于其电路部分增加了低频信号电路部分，主要由低通滤波电路、保护电路以及低频信号放大器构成，输入的音频信号经过多级低通滤波器进行高频滤波，再将低频信号经过放大输出，形成的低频信号频率范围在20Hz至100Hz之间，供换能器形成稳定的机械振动效果，使人们在欣赏音乐的同时，感受相应的振动，增强感知和享受，使音响产品的功能得到增强。

附图说明

图1是本发明体感振动音响功率放大电路的电路原理框图。

图2是本发明体感振动音响功率放大电路第一优选实施例的电路原理框图。

图3本发明体感振动音响功率放大电路第二优选实施例的电路原理框图。

图4本发明体感振动音响功率放大电路最佳实施例的电路原理框图。

图5A-5D为本发明体感振动音响功率放大电路的一个最佳实施例的电气原理图。

具体实施方式

请参见图1，图1是本发明体感振动音响功率放大电路的电路原理框图。由图可见放大电路包括音频信号输入电路部分10、电源部分260、信号强度调节部分20、音频输出功率放大器部分120。低通滤波电路部分40以及低频信号调节电路部分50，音频信号经低通滤波电路高频滤波后形成低频输出信号，信号强度受低频信号调节部分50控制，电源部分260将交流转变成直流后为电路的每个部件提供直流工作电源。

请参见图2，图2是本发明体感振动音响功率放大电路第一优选实施例的电路原理框图。低频信号发生电路部分还包括一个对电路进行过流过压保护的保护电路30和电源控制部分60，电源控制部分60对电源部分260的总输入电源280实施自动断电控制。

请参见图3，图3是本发明体感振动音响功率放大电路第二优选实施例的电路原理框图。低通滤波电路包括二阶低通滤波网路180和三阶低通滤波网路190两部分，分别连接保护电路200的输入和输出，二阶低通滤波网路180的输入连接所述低频信号调节电路50的输出，对音频信号进行高频滤波，三阶低通滤波网路190输出低频输出信号。

请参见图4，图4是本发明体感振动音响功率放大电路最佳实施例的电路原理框图。

图5A-图5D是该实施例的电气原理图。作为本发明的最佳实施例，其电路构成是：双路音频信号输入电路部分100、信号强度调节部分50、音频输出功率放大器部分120、遥控器部分125以及电源部分260。本发明的放大电路还包括低频信号电路部分，由依次连接的L/R混合电路160、低频信号调节电路50、低通滤波电路、保护电路200以及低频信号放大部分210构成，L/R混合电路部分160的输入端与所述双路音频信号输入电路部分100连接，将双路音频信号转换成单路音频信号，由低频信号调节电路50调节输入信号的强弱，受遥控器和电子电位器170的控制，音频信号经低通滤波电路滤除高频信号，经低频信号放大部分放大输出，换能器利用低频信号产生机械振动效果。

本发明的保护电路200包括四个二极管、两个三极管和信号反馈电路，两个三极管对接，射极接地，三极管的集电极与所述二阶低通滤波器的输出端连接，同时连接反馈电路的输入；四个二极管构成桥式电路，输入部分分别连接反馈电路的两组反馈信号，反馈电路的输出连接所述三阶低通滤波器的输入；桥式电路的两个输出端口分别通过基极电阻连接两个三极管的基极，控制其三极管的通断，在输出电压过高时，三极管导通，将信号接地。保护电路有效地使振动时的过压现象得到自动遏制，过压时，无信号输出。

本发明电源控制部分60实现无音频输入时自动断电，包括信号传感器140和D触发器145，信号传感器140的输入连接L/R混合电路部分160输出的音频信号，输出连接D触发器145，D触发器145的输出连接有一个驱动电路150，控制继电器的吸合，继电器的触点245串接在放大电路的电源输入端280，无音频信号输出时，自动断掉继电器线圈150的电源，使继电器串接在电源输入回路的常开触点245断开，切断输入回路总电源260，使电源达到自动控制的目的。

本发明信号强度调节部分20包括一个音量调节电子电位器110和一个音量调节电位调节电阻130，音量调节电位调节电阻130位于所述遥控器端，其调节抽头连接所述音量调节电子电位器110的控制端。低频信号调节电路包括一个低频信号调节电子电位器170和一个调节电阻220，调节电阻220位于所述遥控器125端，其调节抽头连接所述低频信号调节电子电位器170的控制端。直接通过调节遥控器上的调节旋钮即可调节音频信号或低频信号的强度。

本发明电源部分，其交流输入端280经变压器变压后，低压交流输入端连接音频电路电源部分，经音频电路整流桥和音频电路三端稳压管，音频电路整流桥为音频输出功率放大器提供直流工作电源，并经三端稳压管稳压后为音频电路的其它部分提供稳定的直流工作电源。

本发明电源部分的交流输入经变压器变压后，低压交流输入端连接低频电路电源部分，包括低频电路整流桥和两个低频电路三端稳压管，低频电路整流桥直接为低频信号放大部分提供直流工作电源，整流桥的正负输出端分别经过三端稳压管稳压后，为低频电路的其它部分提供稳定的直流工作电源。

本发明电源部分的交流输入端连接控制电路的电源部分，包括控制电路部分交流变压器和控制电路部分整流桥，控制电路部分的整流桥为控制电路提供直流工作电源，同时与遥控器的手触式电源开关串接后，连接D触发器的控制端，通过D触发器控制电源回路输入电源的通断。

本发明最优选实施例的电气原理图请参见图5，主电源变压器TF2采用了两组次级低压交流输出，一组18V主电压经整流桥D10整流滤波后，为低频信号放大部分IC10 LM4700TF提供正负电源，经调节电阻VR101调节，同时经集成三端稳压块IC11 LM7808和IC12 LM7908稳压后，供低频部分的前置放大器部分电源使用。另一组电压是电源变压器T1，次级10V交流电压经整流桥D4整流后电容滤波，为音频输出功率放大器IC5 TA8229K提供电源，同时经IC13 LM78L005稳压后供音频放大的前置放大部分电源用。

本发明音频放大部分，信号频率通常位于10Hz-10KHz之间或5Hz-2万Hz之间，使用电子电位器IC1 M5222控制音量，IC1M 5222的5脚是控制端，它对3脚COM电平的高低决定IC1 M5222输出信号的衰减情况，控制电平和衰减度基本成线性关系，当控制电平从0V下降到-200mV时，衰减度从0dB下降到-60dB，也就是衰减1000倍，IC1M5222的5脚与音量电位器VR102相连，当电位器VR102阻值最小时5脚输入电平最高音量最大，IC1 M5222的输出通过IC3耦合输入给音频功率放大器IC5 TA8229K放大功率信号，由双声道CN 8且8Ω定阻输出，功率1W。同时还要说明的是IC1 M5222的控制电平和衰减度的关系不受供电电源的影响，所以不论音频放大部分采用5V单电源供电，还是低频放大部分±8V供电，IC1 M5222的工作状态都是相似的。

本发明低频信号放大部分210使用电子电位器IC8 M5222控制振动量，用IC6 TA75558P分别构成两路低通滤波电路去除高频信号，两路滤波电路分别是二阶低通滤波网络和三阶低通滤波网络，截止频率fc分别在191Hz和103Hz，同时加有保护电路对信号起到限幅作用从而对后面的功率放大器IC1 LM4700TF进行保护，保护电路由D11，D13，D15，D16和对管Q1 BC639、Q2 BC640构成，IC4的1，7脚输出的信号反馈给保护电路，当信号电压超过一定数值时两个三极管Q1、Q2正向导通，将信号接地达到保护作用，最后通过低频功率放大器LM4700TF放大信号功率，单路4Ω定阻输出。两路低通滤波电路将频率范围位于30Hz-10KHz之间音频信号进行有效高频率波，形成频率范围在20Hz-100Hz之间的优质低频信号，使用换能器产生低频机械振动，供人体享用。

本发明电源控制部分使用信号传感器IC7 NJM2072D和D触发器IC9 TC4013BP控制整机的工作状态是待机还是工作。IC7 NJM2072D用来检测整机是否有信号输入，如果整机处于工作状态，当IC7NJM2072D输入端信号长时间5-15min小于13.6mV时，输出端分别输出高低电平给IC9 TC4013BP的R，S端，使IC9 TC4013BP的D，CK不论在什么状态下，Q都被致低电平，Q致高电平，连接Q的发光二极管D51导通，继电器ST跳开，整机由工作转换到待机状态。这个过程信号传感器IC7NJM2072D实现了当长时间没有输入信号时整机自动待机的功能。当有信号输入时，IC9 TC4013BP的R，S全部输入低电平，这时它的输出受D，CK控制，IC9 TC4013BP是上升沿触发的，遥控板上的轻触点开关SW每按动一次，CK得到一个脉冲信号，触发一次，D给Qn+1赋值，Qn+1也会随之翻转，而D又直接于Q端相连，所以这时Qn+1又赋值给D，这样就使得每次脉冲都使Qn+1和Qn+1翻转，Q和Q分别控制两个三极管Q4，Q5的导通与截止，哪个输出高电平哪个后面连接的管子导通，Q4导通时继电器吸合绿灯亮，Q5导通时继电器断开红灯亮，所以轻触点开关SW每按一次，工作和待机两种工作状态转换一次。

上述最佳实施例的功率放大器形成的低频信号频率范围在20Hz至100Hz之间，也可以在10至150Hz之间，供换能器形成稳定的机械振动效果。

本发明提供的体感振动音响功率放大电路不仅仅可以制作成音响，还可以直接应用在CD播放器领域，与CD机一体化制作，即将所述CD机与所述体感振动音响功率放大电路结合在一起。此时，可以将低频信号电路部分与CD机设置在一起，也可以仅将低通滤波电路与CD机设置在一起，以适合不同产品的使用需求。为例具有更好的效果，所述CD机设置有降噪装置。

基于本发明的设计构思，本发明的保护方案不限于以上公开的内容，任何在此基础上所作的等效变换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种体感振动音响功率放大电路，与音频电路和低频振动电路相连，包括产生多路音频信号的音频信号输入电路部分和电源部分，其特征在于：该放大电路还包括一个将音频信号进行高频滤波并输出低频信号的低频信号电路部分，该部分与所述音频信号输入电路部分连接，获得音频信号，该部分包括低通滤波电路和低频信号调节电路，输入的音频信号经低通滤波电路高频滤波后输出低频信号，并受低频信号调节电路调节控制；

所述低通滤波电路包括二阶低通滤波网络和三阶低通滤波网络两部分，所述二阶低通滤波网络、保护电路和三阶低通滤波网络顺序串联连接，所述二阶低通滤波网络的输入连接所述低频信号调节电路的输出，对音频信号进行高频滤波，三阶低通滤波网络输出低频输出信号。

2、根据权利要求1所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述保护电路为过流过压保护电路，在电路存在过流或过压情况时提供相应的过流或过压保护。

3、根据权利要求2所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述保护电路包括四个二极管、两个三极管和反馈电路，两个三极管对接，射极接地，集电极连接二阶低通滤波器的输出，同时连接反馈电路的输入；四个二极管构成桥式电路，输入部分分别连接反馈电路的两组反馈信号，桥式电路的两个输出端口分别通过基极电阻连接两个三极管的基极，控制其三极管的通断，在输出电压过高时，三极管导通，将信号接地。

4、根据权利要求1所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述放大电路还包括一个电源控制部分，所述电源控制部分包括信号传感器和D触发器以及继电器驱动电路和继电器，信号传感器的输入连接音频信号输入，输出连接D触发器，D触发器的输出连接一个继电器驱动电路，控制继电器的吸合，继电器的触点串接在电源输入端。

5、根据权利要求4所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述电源部分的交流输入端连接电源控制部分的电源部分，电源控制部分包括提供直流能源的交流变压器和整流器，整流器与遥控器的手触式电源开关串接后，连接D触发器的控制端，通过D触发器控制电源回路输入电源的通断。

6、根据权利要求2所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述低频信号调节电路包括一个低频信号调节电子电位器和一个调节电阻，调节电阻位于遥控器端，其调节抽头连接所述低频信号调节电子电位器的控制端。

7、根据权利要求1所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述电源部分的低压交流输入端连接音频电路电源部分，包括音频电路整流桥和音频电路三端稳压管，音频电路整流桥为音频输出功率放大器提供直流工作电源，并经三端稳压管稳压后为音频电路的其它部分提供稳定的直流工作电源；

所述电源部分的低压交流输入端连接低频振动电路电源部分，低频振动电路包括低频振动电路电源部分和低频信号放大器，低频振动电路电源部分包括低频电路整流桥和两个低频电路三端稳压管，低频振动电路整流桥直接为低频信号放大部分提供直流工作电源，整流桥的正负输出端分别经过三端稳压管稳压后，为低频振动电路的其它部分提供稳定的直流工作电源。

8、根据权利要求1所述的体感振动音响功率放大电路，其特征在于：所述低通滤波电路部分输出的低频信号频率范围大于等于20Hz，且，小于等于100Hz。

Images