一种智能数字音频功率放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种智能数字音频功率放大器，包括机箱、设置于机箱内部的风机、散热器、控制电路板，所述控制电路板上设有三角波产生电路、前置放大电路、PWM比较电路、数字音量调节电路、功率放大电路，及PLC智能控制电路与无线通信电路，该PWM比较电路包括输入端与输出端，该输入端分别连接至三角波产生电路与前置放大电路，该数字音量调节电路包括一双声道电子音量控制器，该双声道电子音量控制器包括三个音量放大器与一逻辑控制器；所述功率放大电路为H桥互补对称输出电路，该H桥互补对称输出电路包括两个对称连接的输出模块。其具有智能化、小型化、低失真度、音量数字调节精度高、效率高等优点，可接入无线智能网络扩声系统。
【专利说明】
一种智能数字音频功率放大器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种智能网络音频设备技术领域，尤其涉及一种智能数字音频功率放大器。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的智能化、数字化进程不断演进，音响设备(尤其是其中的关键产品功率放大器)的智能化、数字化也提上了日程。
[0003]数字功放是指在信号的处理过程中采用的是数字音频信号，用开关的方式放大信号。数字功放最大的特点是效率高，对电源及散热的要求大大降低，此外还有输出功率大、频响宽、体积小、信噪比高等优点。而目前市场上很多功放产品都打出了 “数字”的旗号，但其中有很多只是对产品进行了一些数字化处理，严格意义上只能称作数字化功放，真正的音频信号还是模拟的，很多都无法达到低失真度、音量数字调节、效率高等要求。
[0004]小型化是另一种市场趋势。台式音响系统渐渐过时了，生产厂商正在寻求适宜放在书架上，甚至可挂在墙上的音频系统。对于小型产品，数字放大器除了提供极高质量的音频信号外，还需要具有功效高、体积小、重量轻、散热少等优点。而现有数字音频功率放大器均无法同时达到以上优点。
[0005]随着网络的发展，如何使数字音频功率放大器接入无线网络、实现智能化、个性化管理，进而将其接入智能化扩声网络，也变得非常有意义。
[0006]因此，开发出一种同时满足小型化、智能化、低失真度、音量数字调节、效率高等需求的智能数字音频功率放大器，显得较为迫切。
【实用新型内容】
[0007]针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种智能数字音频功率放大器，其具有小型化、智能化、低失真度、音量数字调节精度高、效率高等优点，且可以很方便的接入无线通讯网络。
[0008]本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是:
[0009]—种智能数字音频功率放大器，包括机箱、设置于机箱内部的风机、散热器与控制电路板，其特征在于，还包括PLC智能控制系统与无线通信模块，所述控制电路板上设有三角波产生电路、前置放大电路、PWM比较电路、数字音量调节电路与功率放大电路，其中，所述PffM比较电路包括输入端与输出端，该输入端分别连接至三角波产生电路与前置放大电路，该输出端依次与数字音量调节电路、功率放大电路连接，所述数字音量调节电路包括一双声道电子音量控制器，该双声道电子音量控制器包括三个音量放大器与一逻辑控制器；所述功率放大电路为H桥互补对称输出电路，该H桥互补对称输出电路包括两个对称连接的输出模块。
[0010]所述控制电路板上还设有PLC智能控制电路与无线通信电路，其中所述的无线通信电路与PLC智能控制电路连接，PLC智能控制电路与前置放大电路连接。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述控制电路板上还设有过温保护电路，该过温保护电路包括一温度传感器。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述控制电路板上还设有短路保护电路，该短路保护电路包括一熔断器与一继电器。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述三角波产生电路包括电容Cl、电容C2、电容C3、电阻Rl、电阻R2、滑动变阻器R3、电阻R4、电阻R5、SN74HC14N芯片与NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引脚分别连接至滑动变阻器R3的Al端与电容Cl 一端，该滑动变阻器R3的BI端与Pl端连接，并分别连接至所述电容C2—端与SN74HC14N芯片的第二引脚，该电容C2另一端连接至电阻R4—端，该电阻R4另一端分别连接至NE5532AP芯片的第二引脚、电阻R5—端与电容C3—端，该电阻R5另一端与电容C3另一端连接后连接至NE5532AP芯片的第一引脚;所述电容Cl另一端分别连接至电阻Rl—端与地端，该电阻Rl另一端分别连接至电阻R2—端与NE5532AP芯片的第三引脚，该电阻R2另一端分别连接至5V电压与NE5532AP芯片的第五引脚，该NE5532AP芯片的第四引脚连接至地端。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述前置放大电路包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R6、电阻R7、滑动变阻器R8与NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引脚分别连接至电容C4 一端与电阻R6—端，该电阻R6另一端连接至地端;所述NE5532A芯片的第二引脚分别连接至电阻R7—端与滑动变阻器R8的A2端，该电阻R7另一端连接至电容C5—端，该电容C5另一端连接至地端，该滑动变阻器R8的B2端与P2端连接后分别连接至NE5532A芯片的第一引脚与电容C6—端。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述PffM比较电路包括LM393N芯片UULM393N芯片U2、电容C7、电容C8、电阻R9、电阻RlO，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引脚与LM393N芯片U2的第二引脚连接；所述LM393N芯片Ul的第三引脚分别连接至电容C7—端、电阻R9—端与LM393N芯片U2的第一引脚，该电容C7另一端连接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引脚分别连接至电阻RlO—端与电容C8—端;所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第四引脚连接5V电压;所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第五引脚连接地端。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述输出模块包括电容C9、电容Cll、电容C12、电阻Rll、电阻R12、QP1芯片、QNl芯片与扬声器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端与QNl芯片的NI端连接，所述QPl芯片的P2端分别连接至QNl芯片的N3端与电阻Rl I—端，所述QPl芯片的P3端连接至电容C9正极，该电容C9负极接地;所述QNl芯片的N2端分别连接至电容Cl I一端与电容C12—端;所述电阻Rll另一端分别连接至电阻R12—端与电容Cll另一端，该电阻R12另一端分别连接至电容Cl 2另一端与扬声器LS—端。
[0017]本实用新型的有益效果为:该智能数字音频功率放大器只工作在开关状态，不会产生交越失真，具有高保真度；由于采用开关功率放大电路，效率极高，可达75%?95 %，在工作时发热量非常小；功率器件均工作在开关状态，因此它基本上没有模拟功放的静态电流损耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，而且瞬态响应好;数字功率放大电路的过载能力远远高于模拟功放，过载能力与功率储备能力强;并具有自恢复过温保护和自恢复输出短路保护功能；音量调节范围为0-83dB，控制精度达到每步ldB，实现音量调节、显示、声道、静音等控制功能；同时满足小型化产品的要求。
[0018]本实用新型还通过无线通信电路使该数字音频功率放大器与其他电子设备进行无线通信，通过PLC智能控制电路，对该数字音频功率放大器进行智能化、个性化控制，使其能够方便的接入智能化的无线网络扩声系统。
[0019]上述是实用新型技术方案的概述，以下结合附图与【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型功率放大器的结构示意图；
[0021 ]图2为本实用新型控制电路板上的电路结构框图；
[0022]图3为本实用新型数字音量调节电路的电路图；
[0023]图4为本实用新型三角波产生电路的电路图；
[0024]图5为本实用新型前置放大电路的电路图；
[0025]图6为本实用新型PffM比较电路的电路图；
[0026]图7为本实用新型功率放大电路的电路图。
【具体实施方式】
[0027]为更进一步阐述本实用新型为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的【具体实施方式】详细说明。
[0028]请参照图1至图3，本实用新型实施例提供一种智能数字音频功率放大器，包括机箱1、设置于机箱I内部的风机11、散热器12与控制电路板13，还包括PLC智能控制系统与无线通信模块，所述控制电路板13上设有三角波产生电路、前置放大电路、PWM比较电路、数字音量调节电路与功率放大电路，其中，所述PWM比较电路包括输入端与输出端，该输入端分别连接至三角波产生电路与前置放大电路，该输出端依次与数字音量调节电路、功率放大电路连接，所述数字音量调节电路包括一双声道电子音量控制器，该双声道电子音量控制器包括三个音量放大器与一逻辑控制器，其由双线串行数据控制，内置电路如图3所示;所述功率放大电路为H桥互补对称输出电路，该H桥互补对称输出电路包括两个对称连接的输出丰吴块。
[0029]所述控制电路板上还设有PLC智能控制电路与无线通信电路，其中所述的无线通信电路与PLC智能控制电路连接，PLC智能控制电路与前置放大电路连接。
[0030]所述控制电路板13上还设有过温保护电路与短路保护电路，该过温保护电路包括一温度传感器，该短路保护电路包括一熔断器与一继电器。
[0031]请参照图4，所述三角波产生电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、滑动变阻器R3、电阻R4、电阻R5、SN74HC14N芯片与NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引脚分别连接至滑动变阻器R3的Al端与电容Cl 一端，该滑动变阻器R3的BI端与Pl端连接，并分别连接至所述电容C2—端与SN74HC14N芯片的第二引脚，该电容C2另一端连接至电阻R4—端，该电阻R4另一端分别连接至NE5532AP芯片的第二引脚、电阻R5—端与电容C3—端，该电阻R5另一端与电容C3另一端连接后连接至NE5532AP芯片的第一引脚;所述电容Cl另一端分别连接至电阻Rl—端与地端，该电阻Rl另一端分别连接至电阻R2—端与NE5532AP芯片的第三引脚，该电阻R2另一端分别连接至5V电压与NE5532AP芯片的第五引脚，该NE5532AP芯片的第四引脚连接至地端。该三角波产生电路采用SN74HC14N芯片产生方波，再经NE5532A芯片对方波积分产生三角波。
[0032 ] 请参照图5，所述前置放大电路包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R6、电阻R7、滑动变阻器R8与NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引脚分别连接至电容C4一端与电阻R6—端，该电阻R6另一端连接至地端;所述NE5532A芯片的第二弓I脚分别连接至电阻R7—端与滑动变阻器R8的A2端，该电阻R7另一端连接至电容C5—端，该电容C5另一端连接至地端，该滑动变阻器R8的B2端与P2端连接后分别连接至NE5532A芯片的第一引脚与电容C6—端。该前置放大电路采用NE5532A芯片对音频进行放大处理，处理后的音频信号与三角波进行PffM调制。
[0033]请参照图6，所述PWM比较电路包括LM393N芯片UULM393N芯片U2、电容C7、电容C8、电阻R9、电阻R10，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引脚与LM393N芯片U2的第二引脚连接;所述LM393N芯片Ul的第三引脚分别连接至电容C7—端、电阻R9—端与LM393N芯片U2的第一引脚，该电容C7另一端连接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引脚分别连接至电阻RlO—端与电容C8—端；所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第四引脚连接5V电压;所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第五引脚连接地端。该PffM比较电路采用LM393N芯片，该芯片为双电压比较器，采用单电源供电，适用范围广。
[0034]请参照图7，所述输出模块包括电容C9、电容Cl 1、电容Cl 2、电阻Rl 1、电阻Rl2、QPl芯片、QNl芯片与扬声器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端与QNl芯片的NI端连接，所述QPl芯片的P2端分别连接至QNl芯片的N3端与电阻Rll—端，所述QPl芯片的P3端连接至电容C9正极，该电容C9负极接地;所述QNl芯片的N2端分别连接至电容Cll 一端与电容C12—端;所述电阻Rll另一端分别连接至电阻R12—端与电容Cl I另一端，该电阻R12另一端分别连接至电容C12另一端与扬声器LS—端。所述功率放大电路H-桥电路采用双场效应管对管，该功率放大电路中包含滤波电路，该滤波电路采用LC低通滤波器。整个电路采用220V交流电经变压器供电，为不同的芯片提供不同的电压输出。
[0035]本实用新型提供的控制电路均采用高效率、低功耗、发热小、失真度小的芯片，能满足数字音频功率放大器中的高效率、低失真度的要求。
[0036]本实用新型的重点主要在于，该智能数字音频功率放大器只工作在开关状态，不会产生交越失真，具有高保真度；由于采用开关功率放大电路，效率极高，可达75 %?95 %，在工作时发热量非常小；功率器件均工作在开关状态，因此它基本上没有模拟功放的静态电流损耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，而且瞬态响应好;数字功率放大电路的过载能力远远高于模拟功放，过载能力与功率储备能力强;并具有自恢复过温保护和自恢复输出短路保护功能；音量调节范围为0-83dB，控制精度达到每步ldB，实现音量调节、显示、声道、静音等控制功能；同时满足智能化、小型化产品的要求。
[0037]本实用新型还通过无线通信电路使该数字音频功率放大器与其他电子设备进行无线通信，通过PLC智能控制电路，对该数字音频功率放大器进行智能化、个性化控制，使其能够方便的接入智能化的无线网络扩声系统。
[0038]具体的无线通信电路选择，可以选择蓝牙、WIFI或GSM通讯电路之一;具体的PLC智能控制电路，可以选择Allen&Bradly、GE_Fanuc，Siemens、Schneider公司产品，或者日本的三菱公司和欧姆龙(OMRON)公司的产品之一，均可以实现本实用新型的技术效果。
[0039]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故采用与本实用新型上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他智能数字音频功率放大器，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能数字音频功率放大器，包括机箱、设置于机箱内部的风机、散热器与控制电路板，其特征在于，所述控制电路板上设有三角波产生电路、前置放大电路、PWM比较电路、数字音量调节电路与功率放大电路，其中，所述PWM比较电路包括输入端与输出端，该输入端分别连接至三角波产生电路与前置放大电路，该输出端依次与数字音量调节电路、功率放大电路连接，所述数字音量调节电路包括一双声道电子音量控制器，该双声道电子音量控制器包括三个音量放大器与一逻辑控制器;所述功率放大电路为H桥互补对称输出电路，该H桥互补对称输出电路包括两个对称连接的输出模块。2.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述控制电路板上设有PLC智能控制电路与无线通信电路，其中所述的无线通信电路与PLC智能控制电路连接，PLC智能控制电路与前置放大电路连接。3.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述控制电路板上还设有过温保护电路，该过温保护电路包括一温度传感器。4.根据权利要求1或2所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述控制电路板上还设有短路保护电路，该短路保护电路包括一熔断器与一继电器。5.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述三角波产生电路包括电容Cl、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、滑动变阻器R3、电阻R4、电阻R5、SN74HC14N芯片与NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引脚分别连接至滑动变阻器R3的Al端与电容Cl一端，该滑动变阻器R3的BI端与Pl端连接，并分别连接至所述电容C2—端与SN74HC14N芯片的第二引脚，该电容C2另一端连接至电阻R4—端，该电阻R4另一端分别连接至NE5532AP芯片的第二引脚、电阻R5—端与电容C3—端，该电阻R5另一端与电容C3另一端连接后连接至NE5532AP芯片的第一引脚;所述电容Cl另一端分别连接至电阻Rl—端与地端，该电阻Rl另一端分别连接至电阻R2—端与NE5532AP芯片的第三引脚，该电阻R2另一端分别连接至5V电压与NE5532AP芯片的第五引脚，该NE5532AP芯片的第四引脚连接至地端。6.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述前置放大电路包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R6、电阻R7、滑动变阻器R8与NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引脚分别连接至电容C4 一端与电阻R6—端，该电阻R6另一端连接至地端;所述NE5532A芯片的第二引脚分别连接至电阻R7—端与滑动变阻器R8的A2端，该电阻R7另一端连接至电容C5—端，该电容C5另一端连接至地端，该滑动变阻器R8的B2端与P2端连接后分别连接至NE5532A芯片的第一引脚与电容C6—端。7.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述PWM比较电路包括LM393N芯片Ul、LM393N芯片U2、电容C7、电容C8、电阻R9、电阻Rl O，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引脚与LM393N芯片U2的第二引脚连接;所述LM393N芯片Ul的第三引脚分别连接至电容C7—端、电阻R9—端与LM393N芯片U2的第一引脚，该电容C7另一端连接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引脚分别连接至电阻RlO—端与电容C8—端；所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第四引脚连接5V电压；所述LM393N芯片Ul与LM393N芯片U2的第五引脚连接地端。8.根据权利要求1所述的智能数字音频功率放大器，其特征在于，所述输出模块包括电容C9、电容C11、电容C12、电阻R11、电阻R12、QP1芯片、QNl芯片与扬声器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端与QNl芯片的NI端连接，所述QPl芯片的P2端分别连接至QNl芯片的N3端与电阻Rll一端，所述QPl芯片的P3端连接至电容C9正极，该电容C9负极接地;所述QNl芯片的N2端分别连接至电容Cll 一端与电容C12—端;所述电阻Rll另一端分别连接至电阻R12—端与电容Cll另一端，该电阻R12另一端分别连接至电容C12另一端与扬声器LS—端。
【文档编号】H03F1/02GK205545153SQ201620050891
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】彭妙颜
【申请人】广州大学