CN205178996U - 一种音频信号放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种音频信号放大电路，包括电流采样电路、以及依次连接的前置放大电路、功率放大电路、音频保护电路和音频输出电路；音频保护电路包括推挽保护电路以及与推挽保护电路相接且用于减少音频信号交叉失真的第一比较器和第二比较器，功率放大电路的输出端与推挽保护电路的输入端相接，音频输出电路的输入端与推挽保护电路的输出端相接；电流采样电路的输入端与音频输出电路的输出端相接，电流采样电路的输出端与功率放大电路的输入端相接，本实用新型设计新颖，通过第一比较器和第二比较器分别对推挽保护电路进行快速触发，采用电流采样电路防止推挽保护电路输出较大电流导致音频输出电路压降增大而音频信号交叉失真，实用性强。

Description

一种音频信号放大电路

技术领域

本实用新型属于功率放大技术领域，具体涉及一种音频信号放大电路。

背景技术

随着科技技术的不断发展，音频功率放大器已经发展到一个成熟阶段，日常生活中，大到大功率音箱小到耳机音频输出，我们在不同程度的享受着音频功率放大器带给我们的听觉享受，可见音频功率放大器与我们的生活密切相关，但是，音频信号输出的效果却不是十分令人满意，我们可经常听到失真的音频信号；现有的音频功率放大器存在功率放大效率低，多采用开关管导通，可单管导通工作也可推挽工作，晶体管功耗大，且推挽功率放大的同时信号直接输出交叉失真严重，干扰大；为了使音频信号输出效果好，多采用脉宽调制类功率放大，但是，脉宽调制类音频功率放大器成本高且控制复杂，程序繁琐；因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理的音频信号放大电路，采用模拟元器件对音频功率放大器进行改进，采用功率放大与音频信号保护分开的连接方式，功率放大电路采用两片运放并联的方式输出，成倍的增大输出电流，功率放大效率高，采用推挽保护电路防止交叉失真，电路效率高，速度快，精度高，抗干扰性强且控制简单。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种音频信号放大电路，其设计新颖合理，结构简单，通过同时设置第一比较器和第二比较器分别对推挽保护电路中的两个三极管进行快速触发，采用电流采样电路防止推挽保护电路输出较大电流导致音频输出电路压降增大而音频信号交叉失真，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种音频信号放大电路，其特征在于：包括电流采样电路、以及依次连接的前置放大电路、功率放大电路、音频保护电路和音频输出电路；所述音频保护电路包括推挽保护电路以及与所述推挽保护电路相接且用于减少音频信号交叉失真的第一比较器和第二比较器，所述功率放大电路的输出端与所述推挽保护电路的输入端相接，所述音频输出电路的输入端与所述推挽保护电路的输出端相接；所述电流采样电路的输入端与音频输出电路的输出端相接，所述电流采样电路的输出端与功率放大电路的输入端相接，所述电流采样电路为精密电阻R14，所述前置放大电路包括信号放大电路和与所述信号放大电路输出端相接的信号跟随电路；所述功率放大电路包括运放U3和运放U4，所述运放U3的同相输入端经电容C1和电阻R6接地，运放U3的反相输入端经电阻R10接地，运放U3的输出端分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与运放U4的同相输入端相接；运放U4的输出端分两路，一路与运放U4的反相输入端相接，另一路经电阻R3与电阻R9的另一端相接；所述运放U3和运放U4均采用+15V电源和-15V电源的双电源供电。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述信号放大电路包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分三路，一路经电阻R4与+15V电源，另一路经电阻R8接地，第三路与电阻R5的一端相接；运放U1的反相输入端经电阻R11接地，运放U1的输出端分两路一路为信号放大电路的信号输出端，另一路经电阻R13接地。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述信号跟随电路包括运放U2，所述运放U2的同相输入端与信号放大电路的信号输出端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R7与电容C1和电阻R6的连接端相接，另一路与运放U2的反相输入端相接。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述推挽保护电路包括NPN三极管Q1和PNP三极管Q2，所述NPN三极管Q1的集电极经电阻R2与+15V电源相接，NPN三极管Q1的发射极与所述PNP三极管Q2的发射极相接，PNP三极管Q2的集电极经电阻R16与-15V电源相接，NPN三极管Q1的基极与二极管D1的阳极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极相接，二极管D3的阴极与PNP三极管Q2的基极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极的连接端与电阻R3和电阻R9的另一端的连接端相接，NPN三极管Q1的发射极与PNP三极管Q2的发射极的连接端经精密电阻R14与运放U3的反相输入端相接。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述第一比较器包括运放U5，所述运放U5的反相输入端分两路，一路经可变电阻R1与+15V电源相接，另一路与稳压二极管D2的阴极相接；稳压二极管D2的阳极接地，运放U5的同相输入端与NPN三极管Q1的集电极和电阻R2的连接端相接，运放U5的输出端与NPN三极管Q1的基极和二极管D1的阳极的连接端相接。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述第二比较器包括运放U6，所述运放U6的反相输入端与PNP三极管Q2的集电极和电阻R16的连接端相接，运放U6的同相输入端分两路，一路经可变电阻R15接地，另一路与稳压二极管D4的阴极相接；稳压二极管D4的阳极与-15V电源相接，运放U6的输出端与二极管D3的阴极和PNP三极管Q2的基极的连接端相接。

上述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述音频输出电路包括扬声器LS1，所述扬声器LS1的一端经电容C2与NPN三极管Q1的发射极、PNP三极管Q2的发射极和精密电阻R14的连接端相接，扬声器LS1的另一端接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置功率放大电路，采用运放U3和运放U4，使运放U3的输出和运放U4的输出信号短接实现并联的连接方式，通过调节电阻R9和电阻R3的阻值可实现输出电流成倍的增加，功率放大效率高，电路简单,便于推广使用。

2、本实用新型通过设置推挽保护电路，可对功率放大的音频信号进行高低幅值的选通，电路工作时，NPN三极管Q1和PNP三极管Q2每次只有一个导通，导通损耗小效率高，通过第一比较器对推挽保护电路输出的高幅值信号进行采集，当出现尖峰信号时NPN三极管Q1的发射极与基极之间压降增大易失真，第一比较器中的运放U5快速输出低电平使NPN三极管Q1截止，避免失真严重；通过第二比较器对推挽保护电路输出的低幅值信号进行采集，当突然出现信号缺失时PNP三极管Q2的发射极与基极之间压降增大信号同样容易失真，第而比较器中的运放U6快速输出高电平使PNP三极管Q2截止，避免交叉失真，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型设计新颖合理，体积小，成本低，控制简单，采用电流采样电路及时反应音频输出电路输出信号，反馈速度快，连线方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，通过同时设置第一比较器和第二比较器分别对推挽保护电路进行快速触发，采用电流采样电路防止推挽保护电路输出较大电流导致音频输出电路压降增大而音频信号交叉失真，具有高保真音频功率放大的功能，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

附图标记说明:

1—前置放大电路；2—功率放大电路；3—推挽保护电路；

4—第一比较器；5—第二比较器；6—音频输出电路；

7—电流采样电路。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括电流采样电路7、以及依次连接的前置放大电路1、功率放大电路2、音频保护电路和音频输出电路6；所述音频保护电路包括推挽保护电路3以及与所述推挽保护电路3相接且用于减少音频信号交叉失真的第一比较器4和第二比较器5，所述功率放大电路2的输出端与所述推挽保护电路3的输入端相接，所述音频输出电路6的输入端与所述推挽保护电路3的输出端相接；所述电流采样电路7的输入端与音频输出电路6的输出端相接，所述电流采样电路7的输出端与功率放大电路2的输入端相接，所述电流采样电路7为精密电阻R14，所述前置放大电路1包括信号放大电路和与所述信号放大电路输出端相接的信号跟随电路；所述功率放大电路2包括运放U3和运放U4，所述运放U3的同相输入端经电容C1和电阻R6接地，运放U3的反相输入端经电阻R10接地，运放U3的输出端分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与运放U4的同相输入端相接；运放U4的输出端分两路，一路与运放U4的反相输入端相接，另一路经电阻R3与电阻R9的另一端相接；所述运放U3和运放U4均采用+15V电源和-15V电源的双电源供电。

实际使用中，功率放大电路2中的运放U3和运放U4采用参数配置相同的运算放大器，采用同相放大的方式将运放U3的输出与运放U4的同相输入端连接，使运放U3和运放U4输出相等，且运放U3和运放U4输出端均串联了一个电阻后短接在一起，可通过设置运放U3输出端连接的电阻R9和运放U4输出端连接的电阻R3的阻值相同，实现输出电流成倍增大的功能。

如图2所示，本实施例中，所述信号放大电路包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分三路，一路经电阻R4与+15V电源，另一路经电阻R8接地，第三路与电阻R5的一端相接；运放U1的反相输入端经电阻R11接地，运放U1的输出端分两路一路为信号放大电路的信号输出端，另一路经电阻R13接地。

实际使用中，电阻R5的另一端接连接端子Port1，连接端子Port1接输入的音频信号。

如图2所示，本实施例中，所述信号跟随电路包括运放U2，所述运放U2的同相输入端与信号放大电路的信号输出端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R7与电容C1和电阻R6的连接端相接，另一路与运放U2的反相输入端相接。

如图2所示，本实施例中，所述推挽保护电路3包括NPN三极管Q1和PNP三极管Q2，所述NPN三极管Q1的集电极经电阻R2与+15V电源相接，NPN三极管Q1的发射极与所述PNP三极管Q2的发射极相接，PNP三极管Q2的集电极经电阻R16与-15V电源相接，NPN三极管Q1的基极与二极管D1的阳极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极相接，二极管D3的阴极与PNP三极管Q2的基极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极的连接端与电阻R3和电阻R9的另一端的连接端相接，NPN三极管Q1的发射极与PNP三极管Q2的发射极的连接端经精密电阻R14与运放U3的反相输入端相接。

如图2所示，本实施例中，所述第一比较器4包括运放U5，所述运放U5的反相输入端分两路，一路经可变电阻R1与+15V电源相接，另一路与稳压二极管D2的阴极相接；稳压二极管D2的阳极接地，运放U5的同相输入端与NPN三极管Q1的集电极和电阻R2的连接端相接，运放U5的输出端与NPN三极管Q1的基极和二极管D1的阳极的连接端相接。

如图2所示，本实施例中，所述第二比较器5包括运放U6，所述运放U6的反相输入端与PNP三极管Q2的集电极和电阻R16的连接端相接，运放U6的同相输入端分两路，一路经可变电阻R15接地，另一路与稳压二极管D4的阴极相接；稳压二极管D4的阳极与-15V电源相接，运放U6的输出端与二极管D3的阴极和PNP三极管Q2的基极的连接端相接。

如图2所示，本实施例中，所述音频输出电路6包括扬声器LS1，所述扬声器LS1的一端经电容C2与NPN三极管Q1的发射极、PNP三极管Q2的发射极和精密电阻R14的连接端相接，扬声器LS1的另一端接地。

本实用新型使用时，输入的音频信号经连接端子Port1送入到前置放大电路1进行信号放大并信号跟随，通过功率放大电路2对音频信号进行功率放大，功率放大电路2中的运放U3和运放U4采用参数配置相同的运算放大器且采用并联的连接方式提高功率放大效率，当功率放大电路2对高幅值信号进行放大后输出高电平，推挽保护电路3中的NPN三极管Q1导通，PNP三极管Q2截止，此时第一比较器4中的运放U5的同相输入端电压高于反相输入端电压，NPN三极管Q1导通正常运行，当出现尖峰信号时NPN三极管Q1的发射极与基极之间压降增大，第一比较器中的运放U5的同相输入端电压低于反相输入端电压，运放U5快速输出低电平使NPN三极管Q1截止，同时电流采样电路7中的精密电阻R14采集音频输出电路16流过的电流信号，将信号反馈回功率放大电路2调节功率放大电路2的功率输出；

当功率放大电路2对低幅值信号进行放大后输出低电平，推挽保护电路3中的PNP三极管Q2导通，NPN三极管Q1截止，此时第二比较器5中的运放U6的同相输入端电压低于反相输入端电压，PNP三极管Q2导通正常运行，当出现信号缺失时PNP三极管Q2的发射极与基极之间压降降低，第二比较器中的运放U6的同相输入端电压高于反相输入端电压，运放U6快速输出高电平使PNP三极管Q2截止，同时电流采样电路7中的精密电阻R14采集音频输出电路16流过的电流信号，将信号反馈回功率放大电路2调节功率放大电路2的功率输出，控制精度高，成本低。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种音频信号放大电路，其特征在于：包括电流采样电路(7)、以及依次连接的前置放大电路(1)、功率放大电路(2)、音频保护电路和音频输出电路(6)；所述音频保护电路包括推挽保护电路(3)以及与所述推挽保护电路(3)相接且用于减少音频信号交叉失真的第一比较器(4)和第二比较器(5)，所述功率放大电路(2)的输出端与所述推挽保护电路(3)的输入端相接，所述音频输出电路(6)的输入端与所述推挽保护电路(3)的输出端相接；所述电流采样电路(7)的输入端与音频输出电路(6)的输出端相接，所述电流采样电路(7)的输出端与功率放大电路(2)的输入端相接，所述电流采样电路(7)为精密电阻R14，所述前置放大电路(1)包括信号放大电路和与所述信号放大电路输出端相接的信号跟随电路；所述功率放大电路(2)包括运放U3和运放U4，所述运放U3的同相输入端经电容C1和电阻R6接地，运放U3的反相输入端经电阻R10接地，运放U3的输出端分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与运放U4的同相输入端相接；运放U4的输出端分两路，一路与运放U4的反相输入端相接，另一路经电阻R3与电阻R9的另一端相接；所述运放U3和运放U4均采用+15V电源和-15V电源的双电源供电。

2.按照权利要求1所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述信号放大电路包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分三路，一路经电阻R4与+15V电源，另一路经电阻R8接地，第三路与电阻R5的一端相接；运放U1的反相输入端经电阻R11接地，运放U1的输出端分两路一路为信号放大电路的信号输出端，另一路经电阻R13接地。

3.按照权利要求2所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述信号跟随电路包括运放U2，所述运放U2的同相输入端与信号放大电路的信号输出端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R7与电容C1和电阻R6的连接端相接，另一路与运放U2的反相输入端相接。

4.按照权利要求1所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述推挽保护电路(3)包括NPN三极管Q1和PNP三极管Q2，所述NPN三极管Q1的集电极经电阻R2与+15V电源相接，NPN三极管Q1的发射极与所述PNP三极管Q2的发射极相接，PNP三极管Q2的集电极经电阻R16与-15V电源相接，NPN三极管Q1的基极与二极管D1的阳极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极相接，二极管D3的阴极与PNP三极管Q2的基极相接，二极管D1的阴极与二极管D3的阳极的连接端与电阻R3和电阻R9的另一端的连接端相接，NPN三极管Q1的发射极与PNP三极管Q2的发射极的连接端经精密电阻R14与运放U3的反相输入端相接。

5.按照权利要求4所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述第一比较器(4)包括运放U5，所述运放U5的反相输入端分两路，一路经可变电阻R1与+15V电源相接，另一路与稳压二极管D2的阴极相接；稳压二极管D2的阳极接地，运放U5的同相输入端与NPN三极管Q1的集电极和电阻R2的连接端相接，运放U5的输出端与NPN三极管Q1的基极和二极管D1的阳极的连接端相接。

6.按照权利要求4所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述第二比较器(5)包括运放U6，所述运放U6的反相输入端与PNP三极管Q2的集电极和电阻R16的连接端相接，运放U6的同相输入端分两路，一路经可变电阻R15接地，另一路与稳压二极管D4的阴极相接；稳压二极管D4的阳极与-15V电源相接，运放U6的输出端与二极管D3的阴极和PNP三极管Q2的基极的连接端相接。

7.按照权利要求4所述的一种音频信号放大电路，其特征在于：所述音频输出电路(6)包括扬声器LS1，所述扬声器LS1的一端经电容C2与NPN三极管Q1的发射极、PNP三极管Q2的发射极和精密电阻R14的连接端相接，扬声器LS1的另一端接地。