一种低噪音的音响功放控制电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及音响控制技术领域，尤其涉及一种低噪音的音响功放控制电路及装置。


背景技术：

2.现有技术中，基于成本及小体积外形尺寸的要求，将供电的开关电源部分和音频功放部分合并到同一块pcba上。由于开关电源本身更容易产生高纹波噪音及高频信号干扰，加上音响功放本身就是起信号放大作用，所以极小的干扰或者噪音都会被其放大到人耳更容易接受到的噪音。此外，现有技术中音频功放输出效率不佳，降低用户体验。因此，发明一种低噪音的音响功放控制电路及装置是该领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种低噪音的音响功放控制电路及装置，本方案中，前置放大模块对音频信号进行一级放大，提高输出功率；数字音频功放模块对音频信号进行二级功率放大处理；功放开关机保护模块对数字音频功放模块进行开关机保护，避免开关机时产生的浪涌电流对扬声器的冲击，因此本技术噪声低，输出效率高。
4.为解决上述技术问题，本技术提供了一种低噪音的音响功放控制电路，包括电源模块、主控模块、前置放大模块、数字音频功放模块及功放开关机保护模块；所述数字音频功放模块包括第一数字音频功放单元及第二数字音频功放单元；所述功放开关机保护模块包括第一功放开关机保护单元及第二功放开关机保护单元；
5.所述电源模块分别与所述前置放大模块、所述数字音频功放模块及所述功放开关机保护模块电连接，所述主控模块与所述前置放大模块电连接，所述前置放大模块分别与所述第一数字音频功放单元及所述第二数字音频功放单元电连接；
6.所述第一功放开关机保护单元与所述第一数字音频功放单元电连接，所述第二功放开关机保护单元与所述第二数字音频功放单元电连接，所述主控模块分别与所述第一功放开关机保护单元及第二功放开关机保护单元电连接，所述第一数字音频功放单元及第二数字音频功放单元连接到扬声器。
7.优选地，所述前置放大模块包括第一前置放大单元及第二前置放大单元；
8.所述主控模块分别与所述第一前置放大单元及所述第二前置放大单元电连接，所述第一前置放大单元与所述第一数字音频功放单元电连接，所述第二前置放大单元与所述第二数字音频功放单元电连接。
9.优选地，所述第一数字音频功放单元包括第一音频放大器、反馈子单元、积分子单元及低通滤波子单元；
10.所述反馈子单元与所述第一前置放大单元电连接，所述积分子单元与所述第一前置放大单元电连接，所述低通滤波子单元与所述扬声器电连接，所述第一音频放大器分别与所述反馈子单元、所述积分子单元及所述低通滤波子单元电连接。
11.优选地，所述第一数字音频功放单元还包括补偿单元；
12.所述补偿单元分别与所述第一音频放大器及所述扬声器电连接。
13.优选地，所述第一功放开关机保护单元包括光耦子单元及开关控制子单元电连接；
14.所述光耦子单元与所述电源模块电连接，所述主控模块与所述光耦子单元及所述开关控制子单元电连接，所述开关控制子单元与所述第一数字音频功放单元电连接。
15.优选地，所述反馈子单元包括第一电阻及第二电阻；
16.所述第一电阻的第一端分别与所述第一数字音频功放单元及所述第一音频放大器的负极输入端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端及所述第一音频放大器的正极输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第一音频放大器的输出端电连接。
17.优选地，所述积分子单元包括第三电阻、第四电阻、第一电容及第二电容；
18.所述第三电阻的第一端与所述反馈子单元电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第一音频放大器的负极输入端及所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端及所述第四电阻的第一端电连接，所述第二电容的第二端分别与所述第四电阻的第二端及所述第一音频放大器比较放大输入端电连接。
19.优选地，所述低通单元包括第一电感及第三电容；
20.所述第一电感的第一端分别与所述反馈子单元及第一音频放大器的输出端电连接，所述第一电感的第二端分别与所述扬声器及所述第三电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端与所述扬声器及地电连接。
21.优选地，所述光耦子单元的芯片型号包为pc817。
22.为解决上述技术问题，本技术提供了一种低噪音的音响功放控制装置，包括所述的一种低噪音的音响功放控制电路。
23.本实用新型的一种低噪音的音响功放控制电路具有如下有益效果，本实用新型公开的一种低噪音的音响功放控制电路包括：电源模块、主控模块、前置放大模块、数字音频功放模块及功放开关机保护模块；所述数字音频功放模块包括第一数字音频功放单元及第二数字音频功放单元；所述功放开关机保护模块包括第一功放开关机保护单元及第二功放开关机保护单元；所述电源模块分别与所述前置放大模块、所述数字音频功放模块及所述功放开关机保护模块电连接，所述主控模块与所述前置放大模块电连接，所述前置放大模块分别与所述第一数字音频功放单元及所述第二数字音频功放单元电连接。前置放大模块对音频信号进行一级放大，提高输出功率；数字音频功放模块对音频信号进行二级功率放大处理；功放开关机保护模块对数字音频功放模块进行开关机保护，避免开关机时产生的浪涌电流对扬声器的冲击。因此，本实用新型有效提升音响功放的输出效率，降低噪声，可靠性高。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他附图：
25.图1是本实用新型较佳实施例的一种低噪音的音响功放控制电路的原理框图；
26.图2是本实用新型较佳实施例的一种低噪音的音响功放控制电路的原理框图；
27.图3是本实用新型较佳实施例的一种前置放大模块的电路图；
28.图4是本实用新型较佳实施例的一种数字音频功放模块4的电路图；
29.图5是本实用新型较佳实施例的一种功放开关机保护模块5的电路图。
具体实施方式
30.本技术的核心是提供一种低噪音的音响功放控制电路及装置，本方案中，前置放大模块对音频信号进行一级放大，提高输出功率；数字音频功放模块对音频信号进行二级功率放大处理；功放开关机保护模块对数字音频功放模块进行开关机保护，避免开关机时产生的浪涌电流对扬声器的冲击，因此本技术噪声低，输出效率高。
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.请参阅图1，图1为本技术提供的一种低噪音的音响功放控制电路的原理框图，包括电源模块1、主控模块2、前置放大模块3、数字音频功放模块4及功放开关机保护模块5；数字音频功放模块4包括第一数字音频功放单元41及第二数字音频功放单元42；功放开关机保护模块5包括第一功放开关机保护单元51及第二功放开关机保护单元52；
33.电源模块1分别与前置放大模块3、数字音频功放模块4及功放开关机保护模块5电连接，主控模块2与前置放大模块3电连接，前置放大模块3分别与第一数字音频功放单元41及第二数字音频功放单元42电连接；
34.第一功放开关机保护单元51与第一数字音频功放单元41电连接，第二功放开关机保护单元52与第二数字音频功放单元42电连接，主控模块2分别与第一功放开关机保护单元51及第二功放开关机保护单元52电连接，第一数字音频功放单元41及第二数字音频功放单元42连接到扬声器。
35.现有技术中，基于成本及小体积外形尺寸的要求，将供电的开关电源部分和音频功放部分合并到同一块pcba上。由于开关电源本身更容易产生高纹波噪音及高频信号干扰，加上音响功放本身就是起信号放大作用，所以极小的干扰或者噪音都会被其放大到人耳更容易接受到的噪音。此外，现有技术中音频功放输出效率不佳，降低用户体验。
36.针对上述缺点，本技术中通过电源模块1、主控模块2、前置放大模块3、数字音频功放模块4及功放开关机保护模块5的配合提升了音响功放的输出效率，可靠性高。
37.具体地，前置放大模块3对音频信号进行一级放大，提高输出功率；数字音频功放模块4对音频信号进行二级功率放大处理；其中，第一数字音频功放单元41对左声道音频信号进行功率放大，第二数字音频功放单元42对右声道音频信号进行功率放大；功放开关机保护模块5对数字音频功放模块进行开关机保护，第一避免开关机时产生的浪涌电流对扬声器的冲击；其中，第一功放开关机保护单元51对第一数字音频功放单元41进行开关机保护，第二功放开关机保护单元52对第二数字音频功放单元42进行开关机保护。
38.综上，本技术提供了一种低噪音的音响功放控制电路，在本方案中，前置放大模块3对音频信号进行一级放大，提高输出功率；数字音频功放模块4对音频信号进行二级功率放大处理；功放开关机保护模块5对数字音频功放模块进行开关机保护，避免开关机时产生的浪涌电流对扬声器的冲击。因此，本实用新型有效提升音响功放的输出效率，降低噪声，可靠性高。
39.在上述实施例的基础上：
40.请参照图2，图2为本技术提供的一种低噪音的音响功放控制电路的原理框图。
41.请参照图3，图3为本技术提供的一种前置放大模块3的电路图。
42.作为一种优选地实施例，前置放大模块3包括第一前置放大单元31及第二前置放大单元32；
43.主控模块2分别与第一前置放大单元31及第二前置放大单元32电连接，第一前置放大单元31与第一数字音频功放单元41电连接，第二前置放大单元32与第二数字音频功放单元42电连接。
44.具体地，第一前置放大单元31用于对左声道音频信号进行一级放大，第二前置放大丹云32用于对右声道音频信号进行一级放大。
45.请参照图4，图4为本技术提供的一种第一数字音频功放单元41的电路图。
46.作为一种优选地实施例，第一数字音频功放单元41包括第一音频放大器u13、反馈子单元411、积分子单元412及低通滤波子单元413；
47.反馈子单元411与第一前置放大单元31电连接，积分子单元412与第一前置放大单元31电连接，低通滤波子单元413与扬声器电连接，第一音频放大器u13分别与反馈子单元411、积分子单元412及低通滤波子单元413电连接。
48.具体地，模拟音频信号经过反馈单元411后在第一音频放大器u13的负极输入端叠加，叠加后的模拟音频信号经积分子单元412积分后送入第一音频放大器u13内部的比较器得到高频方波信号，第一音频放大器u13对高频方波信号进行功率放大后输出，经低通滤波子单元413过滤还原为模拟音频信号驱动扬声器播放。
49.作为一种优选地实施例，第一数字音频功放单元41还包括补偿单元414；
50.补偿单元414分别与第一音频放大器u13及扬声器电连接。
51.具体地，补偿单元414用于在工作频率范围内使扬声器负载对第一音频放大器u13输出呈电阻抗特性，同时增加放大器的稳定性。
52.作为一种优选地实施例，第一功放开关机保护单元51包括光耦子单元511及开关控制子单元512电连接；
53.光耦子单元511与电源模块1电连接，主控模块2与光耦子单元及开关控制子单元512电连接，开关控制子单元512与第一数字音频功放单元41电连接。
54.具体地，开机时，电源模块1的输出信号经光耦子单元511输出给主控模块2，主控模块2等到电源稳定之后输出高电平信号，将升高的电源电压送入数字音频功放模块4，避免扬声器突然工作产生噪声；
55.具体地，关机时，延时断开的系统电源使主控模块1暂时维持正常工作，电源模块1的输出信号经过光耦子单元511输出高电平信号主控模块2，主控模块2输出低电平信号，使得数字音频功放模块4立即停止公祖，电源模块1断开。
56.作为一种优选地实施例，反馈子单元包括第一电阻r50及第二电阻r54；
57.第一电阻r50的第一端分别与第一数字音频功放单元41及第一音频放大器u13的负极输入端电连接，第一电阻r50的第二端分别与第二电阻r54的第一端及第一音频放大器u13的正极输入端电连接，第二电阻r54的第二端与第一音频放大器u13的输出端电连接。
58.具体地，模拟音频信号fl＿to＿ir1和输出级ir＿out1经第一电阻r50及第二电阻r54的反馈信号在第一音频放大器u13的负极输入端叠加。
59.作为一种优选地实施例，积分子单元412包括第三电阻r58r61、第四电阻r61、第一电容c70及第二电容c72；
60.第三电阻r58r61的第一端与反馈子单元411电连接，第三电阻r58r61的第二端分别与第一音频放大器的负极输入端及第一电容c70的第一端电连接，第一电容c70的第二端分别与第二电容c72的第一端及第四电阻r61的第一端电连接，第二电容c72的第二端分别与第四电阻r61的第二端及第一音频放大器u13的比较放大输入端电连接。
61.具体地，叠加后的模拟音频信号，二阶积分器和四电阻r61、第一电容c70及第二电容c72组成的二阶积分器积分后送入第一音频放大器u13内部的比较器得到调制的高频方波信号；其中，二阶积分器为第一音频放大器u13内部的ota放大器。在本实施例中，第一音频放大器u13的芯片型号为ir4301。在另一个优选地实施例中，第一音频放大器u13的芯片型号不作具体限定。
62.作为一种优选地实施例，低通单元包括第一电感l5及第三电容c74；
63.第一电感l5的第一端分别与反馈子单元412及第一音频放大器u13的输出端电连接，第一电感l5的第二端分别与扬声器及第三电容c74的第一端电连接，第三电容c74的第二端与扬声器及地电连接。
64.具体地，第一音频放大器u13对模拟音频信号进行功率放大后由第一音频放大器u13的vs引脚输出，模拟音频信号经第一电感l5及第三电容c74组成的lc低通滤波器过滤还原为模拟音频信号驱动扬声器。
65.具体地，补偿单元414包括第五电阻r69和第四电容c78，第五电阻r69和第四电容c78和扬声器并联，构成低音阻抗补偿电路，用于在工作频率范围内使扬声器负载对第一音频放大器u13输出呈电阻抗特性，同时增加音频放大器的稳定性。
66.请参照图5，图5为本技术提供的一种功放开关机保护模块5的电路图。
67.作为一种优选地实施例，光耦子单元511的芯片型号包为pc817。
68.具体地，开机时，12v的rem信号经过光耦子单元511，光耦子单元511输出低电平信号给主控模块2。其中，主控模块2为单片机stc15w100；单片机经过2s延时等待电源稳定后，再输出高电平控制信号，使第一三极管bg17及第二三极管bg16截止；+5v电源通过第六电阻r149，稳压管vd31对第五电容c175充电，第五电容c15逐渐升高的电压通过电阻r150、数字音频功放模块中的二极管vdg及电阻r70送到第一音频放大器u13的csd引脚，避免第一音频放大器u13突然工作而在扬声器中产生噪声。
69.具体地，关机时，延时断开的系统电源使单片机暂时维持正常工作，0v的rem信号经过光耦子单元511输出高电平信号给单片机stc15w100；单片机立即输出低电平控制信号，使第一三极管bg17及第二三极管bg16饱和导通；电容c175通过三极管bg16。迅速放电，－5v电压通过电阻r150、数字音频功放模块中的二极管vdg及电阻r70送到第一音频放
大器u13的csd引脚，使第一音频放大器u13立即停止工作，系统电源断开。因此，本实用新型噪声低及可靠性高。
70.本技术还提供了一种低噪音的音响功放控制装置，包括的一种低噪音的音响功放控制电路。
71.对于本技术提供的一种低噪音的音响功放控制电路的介绍，请参照上述实施例，本技术此处不再赘述。
72.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。