CN102685642B - 一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路 - Google Patents

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聂卫东
李彦铭
马晓辉
吴洁
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Wuxi Jingyuan Microelectronics Co Ltd
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WUXI JINGYUAN MICROELECTRONICS CO Ltd
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Abstract

本发明公布了一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路，其包括基准产生模块I、信号检测模块H、振荡器模块E、延时计数模块F、保护触发判断模块G；所述基准产生模块I为信号检测模块H提供参考电平；所述信号检测模块用于检测直流信号输入和交流信号输入是否有效；当检测模块H检测到直流信号时使能振荡器E，产生振荡信号；所述延时计数模块F当振荡器模块E以一定频率振荡时，进行计数延时；所述保护触发判断模块G，根据计数延时模块F延时时间，触发直流扬声器保护。本发明电路可保护功放模块不受输入信号异常的损坏；也可保护扬声器设备不受输入信号异常的损坏；同时可防止由于输入信号异常而导致的破音，提高系统人性化。

Description

一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路
技术领域
本发明是为了提高音频功放类电路在实际使用中的安全可靠性能，可防止由于操作失当及外围元器件异常导致的直流对扬声器的损坏。属于集成电路领域。
背景技术
随着通信及多媒体技术的发展，音响技术已经渗透到人们生活的各个环节，并向着更小的体积、更完美的音质、更高效率、更高的可靠性不断前进，这也是音频功放类产品焕发恒久魅力的原因所在。由于与现代人们的生活息息相关，此类电路的可靠性设计一直是该类产品设计时关注的焦点。因此，该类电路一般都具有过温保护、过流保护、过压保护、欠压保护等设计。然而这些保护基本全部是关注音频功放类电路自身的安全，没有设计到其外围器件异常的检测。在实际应用中，外围元件的异常及误操作是难免的，那样也会导致灾难性的后果。本设计通过侦测输入信号，来确定是否应该发出保护信号。当有输入异常时，保护电路工作，扬声器被切断；当输入正常时，电路正常工作。
发明内容
本发明目的在于为了解决音频功放隔直电容短路或误操作导致的扬声器直流过载问题，根据音频信号的特点，提供一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路,。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路,其特征在于：其包括基准产生模块I、信号检测模块H、振荡器模块E、延时计数模块F、保护触发判断模块G；
所述基准产生模块I为信号检测模块H提供参考电平VREFH、VREFL；
所述信号检测模块H包括比较器A、比较器B、直流信号检测模块C、交流信号检测模块D，比较器A和比较器B分别将输入音频信号与参考电平VREFH、VREFL进行比较，输出同时接入直流信号检测模块C、交流信号检测模块D用于检测直流信号输入和交流信号输入是否有效；
所述振荡器模块E当检测模块H检测到直流信号时使能振荡器E，产生振荡信号，交流信号检测模块D输出信号用于对其清零；
所述延时计数模块F包括多个D触发器，当振荡器模块E以一定频率振荡时，进行计数延时；
所述保护触发判断模块G，根据计数延时模块F延时时间，触发直流扬声器保护。
其进一步特征在于：所述基准产生模块I输出的参考电平VREFH、VREFL通过串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3提供，通过调节电阻R1、电阻R2和电阻R3的比值来设置对直流信号的容差。
本发明使采用以上技术，音频功放类电路可以通过检测输入信号的情况：
1、可保护自身不受输入信号异常的损坏；
2、可保护扬声器设备不受输入信号异常的损坏；
3、可防止由于输入信号异常而导致的破音，提高系统人性化。
附图说明
图1为本发明电路图。
具体实施方式
如图1所示一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路,其包括基准产生模块I、信号检测模块H、振荡器模块E、延时计数模块F、保护触发判断模块G。
所述基准产生模块I为信号检测模块H提供参考电平VREFH、VREFL；参考电平VREFH、VREFL通过串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3提供，通过调节电阻R1、电阻R2和电阻R3的比值来设置对直流信号的容差。
所述信号检测模块H包括比较器A、比较器B、直流信号检测模块C、交流信号检测模块D，比较器A和比较器B分别将输入音频信号与参考电平VREFH、VREFL进行比较，输出同时接入直流信号检测模块C、交流信号检测模块D用于检测直流信号输入和交流信号输入是否有效。
所述振荡器模块E当检测模块H检测到直流信号时使能振荡器E，产生振荡信号，交流信号检测模块D输出信号用于对其清零。
所述延时计数模块F包括多个D触发器，当振荡器模块E以一定频率振荡时，进行计数延时。
所述保护触发判断模块G，根据计数延时模块F延时时间，触发直流扬声器保护。
具体工作原理为：基准产生模块I产生VREFH、VREFL的参考电平，VREFH和VREFL电压由电阻分压所得，可根据具体使用容差设计。如果要求保护灵敏，VREFH和VREFL可以很接近，这样电阻R2就比电阻R1及电阻R3小很多。如果要求对直流电平有一定的设计容差，则电阻R2可以适当放大，具体由设计要求决定。
音频信号输入信号检测模块H，分别与VREFH和VREFL比较：
1、如果音频输入信号大于VREFH，则比较器A输出高电平，比较器B输出低电平，直流检测模块C使能振荡器模块E，同时交流检测模块D输出高电平使能计数延时模块F；
2、如果音频输入小于VREFL，则比较器A输入低电平，比较器B输出高电平，直流检测模块C使能振荡器E，同时交流检测模块D输出高电平使能计数延时模块F；
3、如果音频输入小于VREFH大于VREFL，比较器A和比较器B输出都为低电平，直流检测模块C屏蔽振荡器，交流检测模块D清零延时计数模块F。
当3情况出现时，电路正常工作，这个范围为设计时设置的容差，保护装置不会起作用。当1,2情况出现时，振荡器以一定频率起振，这个频率与延时计数电路模块F配合使用。当振荡器的频率为f，计数延时模块有N个触发器组成时，总的延时时间为
Figure BDA00001736562100031
当延时达到
Figure BDA00001736562100032
时，说明在这段时间内信号无相位变化，即输入音频信号为直流信号。保护触发判断模块被触发，电路进入保护状态。
其中，参数N、f是根据系统保护要求设定，对应不同的系统需求，可灵活选择适当的值。

Claims (1)

1.一种用于音频功放的防止直流过载的扬声器保护电路, 其特征在于：其包括基准产生模块I、信号检测模块H、振荡器模块E、延时计数模块F、保护触发判断模块G；
所述基准产生模块I为信号检测模块H提供参考电平VREFH、VREFL；
所述信号检测模块H包括比较器A、比较器B、直流信号检测模块C、交流信号检测模块D；
比较器A的同相端接输入音频信号与反相端接参考电平VREFH进行比较、比较器B的同相端接输入音频信号与反相端接参考电平VREFL进行比较，将比较器A比较产生的输出和比较器B比较产生的输出同时接入直流信号检测模块C、交流信号检测模块D；
当音频输入信号大于VREFH，比较器A输出高电平，比较器B输出低电平；当音频输入小于VREFL，比较器A输入低电平，比较器B输出高电平；当音频输入小于VREFH大于VREFL，比较器A和比较器B输出都为低电平；
当直流信号检测模块C检测到比较器A或比较器B的输出保持高电平时，直流信号检测模块C输出有效；当交流信号检测模块D检测到比较器A和比较器B的输出电平信号交替变化时，交流信号检测模块D输出信号有效；
所述振荡器模块E当检测模块H检测到直流信号时使能振荡器模块E，产生振荡信号；
所述延时计数模块F包括多个D触发器，当振荡器模块E以一定频率振荡时，进行计数延时，交流信号检测模块D输出信号用于对其清零；
所述保护触发判断模块G，根据计数延时模块F延时时间，触发扬声器直流过载保护；
所述基准产生模块I输出的参考电平VREFH、VREFL通过串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3提供，通过调节电阻R1、电阻R2和电阻R3的比值来设置对直流信号的容差。
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