专利名称：一种计算机端口供电采用双音圈扬声器的音频功率放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种从计算机端口取电采用双音圈扬声器作为电声转换单元的音频功率 放大装置。
背景技术：
音频放大设备(带功率放大器的音箱、有源低音音箱等)被广泛应用到办公商务、家庭 娱乐、教育教学等各个领域。尤其是随着电脑技术的发展，笔记本电脑日趋普及，并逐渐进 入人们的生活，由于受到笔记本电脑自身空间的限制，其内置扬声器音量小、低音差，发声 效果越来越不能满足广大用户对音质的要求。
为了解决上述问题， 一般采用下面两种方式。
方式一为电脑外接使用220V电源的传统有源音箱。传统有源音箱虽然音质较好，但存 在成本高、笨重、无法脱离220V电源等缺点，对于台式机电脑来说不失为一种较好的解决方 案，但它根本无法配合笔记本电脑进行移动工作。
方式二基于降低成本、减小体积，增强音箱的移动性，市场上又出现了一种通过计算 机端口 (主要是USB端口)供电的采用常用的单音圈扬声器作为发声单元的有源音箱。这种 音箱不需要使用变压器，体积得以减小，脱离220V电源的束缚，具有较好的移动性。但是受 到供电电压的限制，音箱功放电路输出功率较低，这种音箱仍存在音量小、低音差的缺点。
出现这种情况， 一个重要的原因是是计算机端口输出功率没有得到充分利用，下面以计 算机的USB端口为例说明
USB端口的输出电压为5V，假设负载电阻为4欧姆，音频功率放大电路采用单端输出。 为了方便计算，假定输入的音频信号为正弦波。对于理想音频放大电路(参见附图l，理想 音频放大电路)，不考虑放大器内阻，这样音频放大电路输出的最大不失真信号峰-峰范围为 0~5V (参见附图2，未隔离直流的单端输出波形)，通过直流隔离电容后最大不失真信号峰-峰范围为-2. 5V +2. 5V (参见附图3，隔离直流的单端输出波形)。对于正弦波，其有效值=峰值/^ ，所以最大不失真信号有效值UUSB=2. 5/^=1. 77V。
根据公式P-U7R (其中U为输入电压的有效值)可计算出音频功放电路的最大音频输出
功率，P。UT= (1.77) 74=0. 78W。根据音频电路的理论放大效率;7 =工=75.8%，所以音频放大
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电路消耗的输入功率PUSB=P。UT/" = 0.78/75.8% = 1.03W。
计算机标准USB接口的输出电压为5V,最大输出电流为0.5A (事实上大部分计算机的输 出能力在1A以上)，可以得出最大电源输出功率为P^-I^5V承0. 5A=2.5W。因此输出功率利 用率为n=PUSB/Pmax=l. 03/2. 5-41. 2% ，可看出计算机端口的输出功率利用率较低。
为了解决这一问题，让计算机端口的输出功率得到有效地利用，本实用新型所述的音频 功率放大系统采用双音圈扬声器作为电声转换单元。
所谓双音圈扬声器就是指扬声器中含有两个音圈，每个音圈有两个接线端子，因此总共 含有四个接线端子，同时要求加于两音圈的音频信号是同一信号源分离出来或同时加上同一 音频电流信号(如两音圈并联即可)。当然两信号的幅值可以相同或不同，这样可以调校音质。 由于双音圈，音频电流加大，振动力F也加大，声压随之增大。
本系统电路设计时假设采用两路功率放大电路对输入的同一音频信号进行放大，分别驱 动双音圈发声装置的两个音圈，因为采用了双音圈扬声器，磁隙中的两个音圈同时推动扬声 器的振膜发生，其推力比现有单音圈扬声器推力加倍。输出的声功率亦相应增大，由于双音 圈对振膜的驱动声压高，功率将为单音圈的两倍。
按照上面的结果可以得出采用双音圈扬声器后本系统的输出功率(按单音圈扬声器的两 倍计算)PUSB=2.06W，输出功率利用率为11=^8/ _=2.06/2.5=82.4%，同时使用两路功放驱动 双音圈技术后，最大音频输出功率由原来的1. 03W升为2. 06W，电源功率利用率从41. 2%提高 到82.4%。显然计算机端口的输出电源的功率利用率得到了显著提高，对于使用者而言意味 着音量加大、低音增强，对音频制造商而言意味着提高产品竞争力。
由于本实用新型从计算机端口取电的同时采用了双音圈扬声器作为电声转换单元，与前 述方式一的方案相比，具有以下优点1、 无需电源变压器，大幅降低成本，产品更小巧。
2、 脱离220V电源，移动性明显增强，可以在户外使用，同时避免意外触电的危险，进 而满足了台式机以及笔记本电脑不同的需求。
由于采用了从计算机端口取电的双音圈发声装置，与前述方式二的方案相比，具有以下 优点
1、 提高计算机端口输出电源的利用效率，有效的增加了输出音量、增强低音效果。最 大音频输出功率由原来的1. 03W升为2. 06W，电源利用率从41. 2%提高到82. 4%。
2、 双音圈同时推动扬声器的振膜发声，其推力比现有单音圈扬声器推力加倍，故本扬 声器的输出功率较高。
3、 由于本实用新型中采用的双音圈扬声器结构简单成本与现有扬声器相差无几。而其 性能却大大超过现有扬声器，因此在市场上将有强大的竞争力和生命力，将能有良好的 经济效益和社会效益。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的缺陷而提供一种新的采用双音圈扬声器作为 电声转换单元的音频功率放大系统，它除了可以满足笔记本电脑移动性能的需求，增强发声
装置的音量，在另一方面也使计算机端口的输出功率得到充分的利用。
为实现上述目的，本实用新型包括供电线[03]、两路音频功率放大电路[05、 06]、双音 圈发声装置[07],该供电线[03]的前端设有与计算机[01]端口连接的供电连接器，后端分别 与两路音频功率放大电路[05、 06]相连接，两路音频功放电路的输出端[05、 06]与双音圈发 声装置[07]的接线端相连。
所述的供电线前端与计算机端口配合的供电连接器可以是USB连接器或eSATA连接器。
所述的供电线的后端与电路板可以通过连接器相连。
所述的供电线的后端可以直接焊在电路板上。所述的两路音频功率放大电路可以是单端式功放电路。 所述的两路音频功率放大电路可以是桥接式功放电路。
与市场上使用220V电源的传统有源音箱以及通过计算机USB端口供电的有源音箱相比， 本实用新型的优点和有益效果在于
1、 供电脱离了 220V电源，不受外界电网电源插座的限制，移动性明显增强，可以在户 外使用，较好的满足笔记本计算机等便携产品的需求。同时避免意外触电的危险。
2、 计算机端口的输出电源的功率利用率得到了显著提高，对于使用者而言意味着音量 加大、低音增强，对音频制造商而言意味着提高产品竞争力。
3、 由于本实用新型中采用的双音圈扬声器结构简单成本与现有扬声器相差无几。而其 性能却大大超过现有扬声器，因此在市场上将有强大的竞争力和生命力，将能有良 好的经济效益和社会效益。
结合附图对本实用新型做进一步的说明 附
图1为理想音频放大电路示意图； 附图2为未隔离直流的单端输出波形图； 附图3为隔离直流的单端输出波形图； 附图4为本实用新型实施例一的示意图； 附图5为本实用新型实施例二的示意图。
具体实施方式
以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
附图4为本实用新型的实施例一本实用新型的两路音频功率放大电路[05、 06]可以为 桥接式功放电路或单端式功放电路，两路音频功率放大电路[05、 06]的输出端分别与双音圈扬声器[07]的接线端相连，两路功放分别推动每个音圈，
附图5为本实用新型的实施例二供电线[03]的前端由eSATA供电连接器[08]与计算机 [Ol]的端口连接，其余与实施例一相同。
权利要求1、一种计算机端口供电的采用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，它包括供电线[03]、两路功率放大电路[05、06]、双音圈发声装置[07]，供电线[03]的前端设有与计算机[01]端口连接的供电连接器[02]，后端与两路功率放大电路[05、06]的电源输入端相连接，两路功率放大电路[05、06]的输出端与双音圈发声装置[07]的接线端相连。
2、 如权利要求l所述的计算机端口供电的釆用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，其特征在于所述的供电线[03]前端与计算机[01]端口配合的供电连接器[02]可以是USB连接器[02]或eSATA连接器[08]。
3、 如权利要求1所述的计算机端口供电的采用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，其特征在于所述的供电线[03]的后端与电路板可以通过连接器[04]相连。
4、 如权利要求1所述的计算机端口供电的采用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，其特征在于所述的供电线[03]的后端可以直接焊在电路板上。
5、 如权利要求1所述的计算机端口供电的采用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，其特征在于所述的两路功率放大电路[05、 06]可以是桥接式功放电路，即BTL电路。
6、 如权利要求1所述的计算机端口供电的采用双音圈扬声器作为发声单元的音频功率放大装置，其特征在于所述的两路功率放大电路[05、 06]可以是单端式功放电路。
专利摘要本实用新型涉及电器设备技术领域，它公开了一种从计算机端口取电采用双音圈扬声器作为电声转换单元的音频功率放大装置。本实用新型包括供电线、两路功率放大电路、双音圈发声装置，该供电线的前端设有与计算机端口连接的供电连接器，后端与两路功率放大电路的电源端口相连接，两路功率放大电路分别与双音圈扬声器的两个音圈所对应的接线端相连。本实用新型可以使计算机端口的输出功率得到充分的利用，移动性强，供电方便，有效增加了低电压下的音频输出功率。
文档编号G06F1/16GK201414212SQ200920154660
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者任宏为, 陈永飞 申请人:轻骑兵科技(北京)有限公司