CN101014208B - 音频耳机放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种音频耳机放大器，属电子音响技术领域。含有前级缓冲电路，核心功率驱动电路，有源直流伺服电路。音频输入信号经电位器、第一集成运算放大器、电阻RR2、第一集成功率放大器LM4766、电阻RoR1与耳机插座相连；电阻RR5跨接在耳机插座与电阻RoR1的连接接点与LM4766反相输入端之间；LM4766反相输入端与地之间跨接电阻RR3；电阻RR7跨接在连接接点与第二集成运算放大器NE5532同相输入端之间；由稳压电源电路供电。本发明性价比高，集成度高、可靠性高，便于批量生产，频率响应特性好、信噪比高，满足广播、录音、舞台等场合监听，或高保真音乐欣赏的要求，具有良好的推广前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种音频耳机放大器，属电子音响技术领域。
背景技术
在广播、录音、舞台等监听场合，或高保真(Hi-Fi)音乐欣赏环境，常常需要使用高保真音频耳机。音频耳机放大器作为耳机的前端驱动电路，既要提供适当的驱动功率，同时又要保证信号的真实还原特性，即需同时兼备高保真度、大动态、频率响应特性好等综合指标。
目前音频耳机放大器广泛使用集成运算放大器直接驱动、全分立器件，或集成与分立器件混合等三种电路设计方式。使用集成运算放大器直接驱动方式的产品，虽然具有电路简单，成本低的优点。但驱动能力有限，内阻高，保真度较差。主观听感声音不够饱满，欠缺通透感。尤其是驱动高阻抗耳机时，这种缺点更为突出。而采用后两种方案时，虽然能解决驱动能力的问题，但电路的集成度下降。其中，采用分立器件的另一个突出缺点是：差分、互补电路的晶体管参数需严格配对使用，不利于批量生产。同时，由于多少存在配对误差，因此将影响瞬态互调失真等指标。
发明内容
本发明目的在于提供一种高集成度、高保真音频耳机放大器。
一种音频耳机放大器，该音频耳机放大器包括：前级缓冲电路，核心功率驱动电路，有源直流伺服电路，以及稳压电源电路；
以U1A为核心的电路，包括RR1、RR2、CR1，构成前级缓冲电路；
功率驱动电路以集成功率放大器U3B为核心，型号为LM4766(也包括其他同类集成功率放大器)；RR5与RR3构成该电路的大环路电压负反馈网络，RoR1的使用，构成环内电流串联负反馈；
以U2A为核心的电路，包括RR3、RR4、RR6、CR3、CR4、DR1、DR2，构成有源直流伺服电路；
以U4和U5为核心的电路，包括C1～C4、E1～E4、DP1、DP2、B1，构成稳压电源电路。CON3连接变压器次级线圈；
音频输入信号连接电位器，电位器中心抽头连接第一集成运算放大器的同相输入端，电位器另一端接地；第一集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电阻RR1和电容CR2；
第一集成运算放大器输出端与反相输入端相连；第一集成运算放大器接±12V电压；第一集成运算放大器输出端通过电阻RR2连至第一集成功率放大器同相输入端；第一集成功率放大器输出端通过电阻RoR1与耳机插座CON2相连，插座另一端接地；RoR1起电流串联负反馈，同时能限制输出功率，保护耳机；第一集成功率放大器由±12V电压供电；
电阻RR5一端连接至耳机插座与电阻RoR1的连接接点上，电阻RR5另一端连接第一集成功率放大器反相输入端；第一集成功率放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR3；电阻RR5与RR3构成U3B的大环路电压负反馈网。
耳机插座与电阻RoR1的连接接点通过电阻RR7连接第二集成运算放大器的同相输入端；第二集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电容CR3、二极管DR1、二极管DR2，其中，二极管DR1与二极管DR2不同极相连；第二集成运算放大器的输出端通过电阻RR4连接在第一集成功率放大器反相输入端；第二集成运算放大器输出端通过电容CR4连接在第二集成运算放大器反相输入端上；第二集成运算放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR6；第二集成运算放大器接±12V电压。
所述第一集成运算放大器为AD712；所述第一集成功率放大器为LM4766；所述第二集成运算放大器为NE5532；
所述电位器为50～100KΩ；所述RR1为50KΩ；所述CR2为30pF；所述RR2为1KΩ；所述RoR1为50Ω；所述RR5为10KΩ；所述RR3为1kΩ；所述RR7为100KΩ；
所述CR3为1μF；所述二极管DR1、二极管DR2为1N4148；所述RR4为10KΩ；所述CR4为0.22μF；所述RR6为10KΩ。
所述±12V电压供电由稳压电源电路提供。
所述稳压电源电路，变压器插座CON3的其中两个不同绕组引脚连接整流器的交流输入端，变压器插座CON3的另外两个不同绕组引脚接地；整流器的正输出端连接在第一三端稳压器U4的输入端；整流器的负输出端连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输入端与地之间跨接电容C1、电容E1，其中电容E1正极连接第一三端稳压器U4的输入端；第二三端稳压器U5的输入端与地之间跨接电容C2、电容E2，其中电容E2正极接地；第一三端稳压器U4、第二三端稳压器U5各自的公共端接地；
第一三端稳压器U4的输入端和输出端之间跨接二极管DP1，二极管DP1正极连接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输入端和输出端之间跨接二极管DP2，二极管DP2正极连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输出端与地之间跨接电容E3、电容C3，其中，电容E3正极接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输出端与地之间跨接电容E4、电容C4，其中，电容E4正极接地。所述第一三端稳压器U4输出的+12V和所述第二三端稳压器输出的—12V给所述第一集成运算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成运算放大器供电。
所述整流器为6A；所述第一三端稳压器U4型号为MC7812T；所述第二三端稳压器U5型号为MC7912T；所述电容C1为0.1μF，所述电容E1为4700μF；所述电容C2为0.1μF，所述电容E2为4700μF；所述二极管DP1、二极管DP2为FR107；所述电容C3为0.1μF，所述电容E3为4700μF；所述电容C4为0.1μF，所述电容E4为4700μF。
本发明的核心功率驱动电路基于中大功率集成音频放大器，采用独特的大环路电压负反馈与环内电流串联负反馈相结合，并使用有源直流伺服电路的设计形式。既保证电路具有很高的集成度，同时又克服分立器件方案中的各种缺点。使电路确保具备高集成度、高可靠性、高性价比、便于批量生产，且具有很好的频率响应特性、高信噪比和低失真等指标。在放大器静态工作点稳定方面，使用有源直流伺服电路可以克服阻容反馈网络不同频点的相位差异与高频频率响应曲线不够平坦的缺点。满足广播、录音、舞台等场合监听，或高保真(Hi-Fi)音乐欣赏的要求，具有良好的推广前景。
附图说明
图1、本发明电路示意图。
图2、本发明稳压电路电路示意图。
图3、本发明频率响应测试结果示意图。
图4、一种本发明实物照片。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明。
图1为本发明电路示意图。一种音频耳机放大器，所述音频耳机放大器包括音频输入信号连接电位器，电位器中心抽头连接第一集成运算放大器的同相输入端，电位器另一端接地；第一集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电阻RR1和电容CR2；
第一集成运算放大器输出端与反相输入端相连；第一集成运算放大器接±12V电压；第一集成运算放大器输出端通过电阻RR2连至第一集成功率放大器同相输入端；第一集成功率放大器输出端通过电阻RoR1与耳机插座CON2相连，插座另一端接地；第一集成功率放大器由±12V电压供电；
电阻RR5一端连接至耳机插座与电阻RoR1的连接接点上，电阻RR5另一端连接第一集成功率放大器反相输入端；第一集成功率放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR3；
耳机插座与电阻RoR1的连接接点通过电阻RR7连接第二集成运算放大器的同相输入端；第二集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电容CR3、二极管DR1、二极管DR2，其中，二极管DR1与二极管DR2不同极相连；第二集成运算放大器的输出端通过电阻RR4连接在第一集成功率放大器反相输入端；第二集成运算放大器输出端通过电容CR4连接在第二集成运 算放大器反相输入端上；第二集成运算放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR6；第二集成运算放大器接±12V电压供电。所述±12V电压供电由稳压电源电路提供。
所述第一集成运算放大器为AD712；所述第一集成功率放大器为LM4766；所述第二集成运算放大器为NE5532；
所述电位器为50～100KΩ；所述RR1为50KΩ；所述CR2为30pF；所述RR2为1KΩ；所述RoR1为50Ω；所述RR5为10KΩ；所述RR3为1kΩ；所述RR7为100KΩ；
所述CR3为1μF；所述二极管DR1、二极管DR2为1N4148；所述RR4为10KΩ；所述CR4为0.22μF；所述RR6为10KΩ。
图2为本发明稳压电路电路示意图。所述稳压电源电路，变压器插座CON3的其中两个不同绕组引脚连接整流器的交流输入端，变压器插座CON3的另外两个不同绕组引脚接地；整流器的正输出端连接在第一三端稳压器U4的输入端；整流器的负输出端连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输入端与地之间跨接电容C1、电容E1，其中电容E1正极连接第一三端稳压器U4的输入端；第二三端稳压器U5的输入端与地之间跨接电容C2、电容E2，其中电容E2正极接地；第一三端稳压器U4、第二三端稳压器U5各自的公共端接地；
第一三端稳压器U4的输入端和输出端之间跨接二极管DP1，二极管DP1正极连接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输入端和输出端之间跨接二极管DP2，二极管DP2正极连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输出端与地之间跨接电容E3、电容C3，其中，电容E3正极接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输出端与地之间跨接电容E4、电容C4，其中，电容E4正极接地。
所述整流器为6A；所述第一三端稳压器U4型号为MC7812T；所述第二三端稳压器U5型号为MC7912T；所述电容C1为0.1μF，所述电容E1为4700μF；所述电容C2为0.1μF，所述电容E2为4700μF；所述二极管DP1、二极管DP2为FR107；所述电容C3为0.1μF，所述电容E3为4700μF；所述电容C4为0.1μF，所述电容E4为4700μF。所述第一三端稳压器U4输出的+12V和所述第二三端稳压器输出的—12V给所述第一集成运算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成运算放大器供电；
图3、本发明频率响应测试结果示意图。从图3中可以看出，该放大器的频率响应范围可以达到10～100kHz(±1dB)。具有很好的频率响应范围和很平坦的频率特性曲线。
实物照片如图4所示，图4是该音频耳机放大器样机的实物照片。
Claims (4)
1.一种音频耳机放大器，其特征在于，该音频耳机放大器包括：
音频输入信号连接电位器，电位器中心抽头连接第一集成运算放大器的同相输入端，电位器另一端接地；第一集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电阻RR1和电容CR2；
第一集成运算放大器输出端与反相输入端相连；第一集成运算放大器接±12V电压；第一集成运算放大器输出端通过电阻RR2连至第一集成功率放大器同相输入端；第一集成功率放大器输出端通过电阻RoR1与耳机插座CON2相连，插座另一端接地；第一集成功率放大器由±12V电压供电；
电阻RR5一端连接至耳机插座与电阻RoR1的连接接点上，电阻RR5另一端连接第一集成功率放大器反相输入端；第一集成功率放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR3；
耳机插座与电阻RoR1的连接接点通过电阻RR7连接第二集成运算放大器的同相输入端；第二集成运算放大器的同相输入端与地之间跨接电容CR3、二极管DR1、二极管DR2，其中，二极管DR1与二极管DR2不同极相连；第二集成运算放大器的输出端通过电阻RR4连接在第一集成功率放大器反相输入端；第二集成运算放大器输出端通过电容CR4连接在第二集成运算放大器反相输入端上；第二集成运算放大器反相输入端与地之间跨接电阻RR6；第二集成运算放大器接±12V电压供电；
所述±12V电压供电由稳压电源电路提供。
2.根据权利要求1所述的一种音频耳机放大器，其特征在于，
所述第一集成运算放大器为AD712；所述第一集成功率放大器为LM4766；所述第二集成运算放大器为NE5532；
所述电位器为50～100KΩ；所述RR1为50KΩ；所述CR2为30pF；所述RR2为1KΩ；所述RoR1为50Ω；所述RR5为10KΩ；所述RR3为1kΩ；所述RR7为100KΩ；所述CR3为1μF；所述二极管DR1、二极管DR2为1N4148；所述RR4为10KΩ；所述CR4为0.22μF；所述RR6为10KΩ。
3.根据权利要求1所述的一种音频耳机放大器，其特征在于，所述稳压电源电路，
变压器插座CON3的其中两个不同绕组引脚连接整流器的交流输入端，变压器插座CON3的另外两个不同绕组引脚接地；整流器的正输出端连接在第一三端稳压器U4的输入端；整流器的负输出端连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输入端与地之间跨接电容C1、电容E1，其中电容E1正极连接第一三端稳压器U4的输入端；第二三端稳压器U5的输入端与地之间跨接电容C2、电容E2，其中电容E2正极接地；第一三端稳压器U4、第二三端稳压器U5各自的公共端接地；
第一三端稳压器U4的输入端和输出端之间跨接二极管DP1，二极管DP1正极连接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输入端和输出端之间跨接二极管DP2，二极管DP2正极连接第二三端稳压器U5的输入端；第一三端稳压器U4的输出端与地之间跨接电容E3、电容C3，其中，电容E3正极接第一三端稳压器U4的输出端；第二三端稳压器U5的输出端与地之间跨接电容E4、电容C4，其中，电容E4正极接地；所述第一三端稳压器U4输出的+12V和所述第二三端稳压器输出的一12V给所述第一集成运算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成运算放大器供电。
4.根据权利要求3所述的一种音频耳机放大器，其特征在于，所述稳压电源电路中，
所述整流器为6A；所述第一三端稳压器U4型号为MC7812T；所述第二三端稳压器U5型号为MC7912T；
所述电容C1为0.1μF，所述电容E1为4700μF；所述电容C2为0.1μF，所述电容E2为4700μF；所述二极管DP1、二极管DP2为FR107；所述电容C3为0.1μF，所述电容E3为4700μF；所述电容C4为0.1μF，所述电容E4为4700μF。
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