CN104734651A - 一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路，该电路包括开关电源输入电路、模拟音源输入电路、差分音源输入电路、音源输入选择电路、音频处理电路、音频功率放大电路和扬声器，其中，音频处理电路用于两类音频信号的滤波、放大和阻抗匹配，将音源输入选择电路输出的模拟/差分音频信号进行处理后，输出给音频功率放大电路，音频功率放大电路将音频信号放大处理后经扬声器播放。本申请能够很好地兼容模拟和差分两类音频信号的输入，避免互扰，同时亦可实现两路音频信号单独输出或进行混频输出，且硬件成本少、体积小和功耗低。

Description

一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路

技术领域

本发明涉及音频功放产品技术领域，特别涉及一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路。

背景技术

随着电子技术的快速发展，音频设备已经与每个人的日常生活息息相关。对于一些音源的外放装置，其发声系统是通过音频功率放大器将信号源传输而来的音频小信号先经过处理、放大后再输出给扬声器，通过扬声器震动发出声音。然而音源的外放装置往往不能很好地兼容模拟和差分两类音频输入信号，由于两类音源，其前级电路的输出阻抗存在差异且音频信号种类不同，故不能将两类音频信号直接并联到音频功率放大电路输入端，否则两类音频信号将产生互扰，直接影响用户感受甚至无法正常输出，若采用两个音频功率放大器又严重增加了终端设备的硬件成本、体积及功耗。

为此，中国专利ZL200810007714.X公开了一种多音源共用音频功放电路及其控制方法，通过模拟开关切换多音源输出串联电阻输出的多音源音频信号到音频功放输入电路，以此来实现阻抗匹配和音源通道选择，其缺点在于无法实现两类不同音源信号的放大，无法兼容模拟和差分两类音频信号的输入，且只能通过模拟开关选通其中一路音频信号到所述音频功放输入电路，无法做到两路或多路音频信号进行混频输出。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路，该电路能够很好地兼容模拟和差分两类音频信号的输入，避免互扰，同时亦可实现两路音频信号单独输出或进行混频输出，且硬件成本少、体积小和功耗低。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路，所述电路包括开关电源输入电路、模拟音源输入电路、差分音源输入电路、音源输入选择电路、音频处理电路、音频功率放大电路和扬声器，其中，

所述开关电源输入电路与所述音频处理电路和音频功率放大电路连接，用于电源的储能和滤波，为整个系统供电；

所述模拟音源输入电路与所述音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供模拟音频信号源；

所述差分音源输入电路与所述音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供差分音频信号源；

所述音源输入选择电路与所述音频处理电路连接，用于选择进入音频处理电路的音频信号源；

所述音频处理电路与所述音频功率放大电路连接，用于两类音频信号的滤波、放大和阻抗匹配，将音源输入选择电路输出的模拟/差分音频信号进行处理后，输出给音频功率放大电路，音频功率放大电路将音频信号放大处理后经所述扬声器播放。

进一步，所述音频处理电路包括模拟音源处理单元和差分音源处理单元；所述模拟音源处理单元用于对模拟音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的模拟音频信号输出给所述音频功率放大电路；所述差分音源处理单元用于对差分音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的差分音频信号输出给所述音频功率放大电路。

进一步，所述音频处理电路所用到的集成运算放大器型号为：NE5532D，该运算放大器采用单电源供电。

进一步，所述模拟音源处理单元包括有第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第二电阻R2、第一电容C1、第一电阻R1、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第一集成运算放大器U1A、第三电容C3、第八电阻R8、第十电阻R10、第六电容C6、第九电阻R9、第五电容C5、第七电阻R7、第一集成运算放大器U1B、第七电容C7。其中第三电阻R3的一端与所述音源输入选择电路输出的右声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第四电阻R4和第二电容C2的一端，第四电阻R4的另一端接地，第二电容C2的另一端连接至第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接至第一电容C1、第一电阻R1的一端和第一集成运算放大器U1A的反相输入端Pin2，第一集成运算放大器U1A的输出端Pin1分别连接至第一电容C1、第一电阻R1的另一端和第三电容C3的一端，而第三电容C3的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至所述音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3分别连接至第五电阻R5、第六电阻R6和第四电容C4的一端，第五电阻R5的另外一端连接至+12V电源，第六电阻R6和第四电容C4的另外一端接地，第八电阻R8的一端与音源输入选择电路输出的左声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第十电阻R10和第六电容C6的一端，第十电阻R10的另一端接地，第六电容C6的另一端连接至第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接至第五电容C5、第七电阻R7的一端和第一集成运算放大器U1B的反相输入端Pin6，第一集成运算放大器U1B的输出端Pin7分别连接至第五电容C5、第七电阻R7的另一端和第七电容C7的一端，而第七电容C7的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1B的同相输入端Pin5连接至第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3。

进一步，所述差分音源处理单元包括有第十三电阻R13、第十四电阻R14、第九电容C9、第十一电阻R11、第八电容C8、第十二电阻R12、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第十二电容C12、第十七电阻R17、第十五电阻R15、第十一电容C11、第二集成运算放大器U2A、第十电容C10、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第十四电容C14、第二十一电阻R21、第十三电容C13、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十六电阻R26、第十七电容C17、第二十五电阻R25、第二十三电阻R23、第十六电容C16、第二集成运算放大器U2B、第十五电容C15，其中，第十三电阻R13的一端与所述音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第十四电阻R14和第九电容C9的一端，第十四电阻R14的另一端接地，第九电容C9的另一端连接至第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接至第八电容C8、第十二电阻R12的一端和第二集成运算放大器U2A的反相输入端Pin2，第二集成运算放大器U2A的输出端Pin1分别连接至第八电容C8、第十二电阻R12的另一端和第十电容C10的一端，而第十电容C10的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第十六电阻R16的一端与音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第十八电阻R18和第十二电容C12的一端，第十八电阻R18的另一端接地，第十二电容C12的另一端连接至第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端连接至第十五电阻R15、第十一电容C11的一端和第二集成运算放大器U2A的同相输入端Pin3，第十五电阻R15和第十一电容C11的另一端连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5，同时第二十电阻R20的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第二十二电阻R22和第十四电容C14的一端，第二十二电阻R22的另一端接地，第十四电容C14的另一端连接至第二十一电阻R21的一端，第二十一电阻R21的另一端连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的一端和第二集成运算放大器U2B的反相输入端Pin6，第二集成运算放大器U2B的输出端Pin7分别连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的另一端和第十五电容C15的一端，而第十五电容C15的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第二十四电阻R24的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第二十六电阻R26和第十七电容C17的一端，第二十六电阻R26的另一端连接至地，第十七电容C17的另一端连接至第二十五电阻R25的一端，第二十五电阻R25的另一端连接至第二十三电阻R23、第十六电容C16的一端和第二集成运算放大器U2B的同相输入端Pin5，第二十三电阻R23和第十六电容C16的另一端也连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5。

本发明具有以下积极的技术效果：

本申请能够很好地兼容模拟和差分两类音频信号的输入，避免互扰，同时亦可实现两路音频信号单独输出或进行混频输出，且硬件成本少、体积小和功耗低。本发明兼容模拟和差分两类音频信号的输入是通过音频处理电路后利用模拟和差分两类音源共用音频功放的方法实现的；音频功放电路接收来自音频处理电路经过滤波、放大和阻抗匹配后输出的有效音频信号，再进行功率放大后输出给扬声器；本设计结构简单，使用方便，且安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的音频处理电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，本申请的一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路，该电路包括开关电源输入电路、模拟音源输入电路、差分音源输入电路、音源输入选择电路、音频处理电路、音频功率放大电路和扬声器，其中，开关电源输入电路与音频处理电路和音频功率放大电路连接，用于电源的储能和滤波，为整个系统供电；模拟音源输入电路与音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供模拟音频信号源；差分音源输入电路与音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供差分音频信号源；音源输入选择电路与音频处理电路连接，用于选择进入音频处理电路的音频信号源；音频处理电路与音频功率放大电路连接，用于两类音频信号的滤波、放大和阻抗匹配，将音源输入选择电路输出的模拟/差分音频信号进行处理后，输出给音频功率放大电路，音频功率放大电路将音频信号放大处理后经所述扬声器播放。

其中，音频处理电路包括模拟音源处理单元和差分音源处理单元；模拟音源处理单元用于对模拟音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的模拟音频信号输出给音频功率放大电路；差分音源处理单元用于对差分音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的差分音频信号输出给音频功率放大电路。

优选地，音频处理电路所用到的集成运算放大器型号为：NE5532D，该运算放大器采用单电源供电；从而使整个系统供电设计得到简化。

本申请的模拟音源处理单元包括有第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第二电阻R2、第一电容C1、第一电阻R1、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第一集成运算放大器U1A、第三电容C3、第八电阻R8、第十电阻R10、第六电容C6、第九电阻R9、第五电容C5、第七电阻R7、第一集成运算放大器U1B、第七电容C7。其中第三电阻R3的一端与音源输入选择电路输出的右声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第四电阻R4和第二电容C2的一端，第四电阻R4的另一端接地，第二电容C2的另一端连接至第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接至第一电容C1、第一电阻R1的一端和第一集成运算放大器U1A的反相输入端Pin2，第一集成运算放大器U1A的输出端Pin1分别连接至第一电容C1、第一电阻R1的另一端和第三电容C3的一端，而第三电容C3的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3分别连接至第五电阻R5、第六电阻R6和第四电容C4的一端，第五电阻R5的另外一端连接至+12V电源，第六电阻R6和第四电容C4的另外一端接地，第八电阻R8的一端与音源输入选择电路输出的左声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第十电阻R10和第六电容C6的一端，第十电阻R10的另一端接地，第六电容C6的另一端连接至第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接至第五电容C5、第七电阻R7的一端和第一集成运算放大器U1B的反相输入端Pin6，第一集成运算放大器U1B的输出端Pin7分别连接至第五电容C5、第七电阻R7的另一端和第七电容C7的一端，而第七电容C7的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1B的同相输入端Pin5连接至第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3。

而差分音源处理单元包括有第十三电阻R13、第十四电阻R14、第九电容C9、第十一电阻R11、第八电容C8、第十二电阻R12、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第十二电容C12、第十七电阻R17、第十五电阻R15、第十一电容C11、第二集成运算放大器U2A、第十电容C10、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第十四电容C14、第二十一电阻R21、第十三电容C13、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十六电阻R26、第十七电容C17、第二十五电阻R25、第二十三电阻R23、第十六电容C16、第二集成运算放大器U2B、第十五电容C15，其中，第十三电阻R13的一端与所述音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第十四电阻R14和第九电容C9的一端，第十四电阻R14的另一端接地，第九电容C9的另一端连接至第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接至第八电容C8、第十二电阻R12的一端和第二集成运算放大器U2A的反相输入端Pin2，第二集成运算放大器U2A的输出端Pin1分别连接至第八电容C8、第十二电阻R12的另一端和第十电容C10的一端，而第十电容C10的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第十六电阻R16的一端与音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第十八电阻R18和第十二电容C12的一端，第十八电阻R18的另一端接地，第十二电容C12的另一端连接至第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端连接至第十五电阻R15、第十一电容C11的一端和第二集成运算放大器U2A的同相输入端Pin3，第十五电阻R15和第十一电容C11的另一端连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5，同时第二十电阻R20的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第二十二电阻R22和第十四电容C14的一端，第二十二电阻R22的另一端接地，第十四电容C14的另一端连接至第二十一电阻R21的一端，第二十一电阻R21的另一端连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的一端和第二集成运算放大器U2B的反相输入端Pin6，第二集成运算放大器U2B的输出端Pin7分别连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的另一端和第十五电容C15的一端，而第十五电容C15的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第二十四电阻R24的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第二十六电阻R26和第十七电容C17的一端，第二十六电阻R26的另一端连接至地，第十七电容C17的另一端连接至第二十五电阻R25的一端，第二十五电阻R25的另一端连接至第二十三电阻R23、第十六电容C16的一端和第二集成运算放大器U2B的同相输入端Pin5，第二十三电阻R23和第十六电容C16的另一端也连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5。

当音源输入选择电路输出模拟音频信号时，左右声道模拟音频信号经过音频处理电路模拟信号处理单元进行滤波、放大和阻抗匹配后，将处理后的左右声道模拟音频信号输出给音频功率放大电路进行功率放大后由外放装置扬声器输出。

当音源输入选择电路输出差分音频信号时，左右声道差分音频信号经过音频处理电路差分信号处理单元进行滤波、放大和阻抗匹配后，将处理后的左右声道模拟音频信号输出给音频功率放大电路进行功率放大后由外放装置扬声器输出。

当音源输入选择电路同时输出模拟和差分两路音频信号时，左右声道模拟音频信号和左右声道差分音频信号分别经过音频处理电路模拟信号处理单元和差分信号处理单元进行滤波、放大和阻抗匹配后，将处理后的两路左右声道模拟音频信号进行混频后输出给音频功率放大电路进行功率放大后由外放装置扬声器输出，以此来实现背景音乐的效果。

本发明可以有效可靠地实现模拟和差分两类音源共用音频功放，从而兼容模拟和差分两类音频信号的输入，避免互扰，同时亦可实现两路音频信号单独输出或进行混频输出，且硬件成本少、体积小、功耗低。整体设计结构简单，使用方便，且安全可靠。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实现模拟和差分两类音源共用音频功放的电路，其特征在于，所述电路包括开关电源输入电路、模拟音源输入电路、差分音源输入电路、音源输入选择电路、音频处理电路、音频功率放大电路和扬声器，其中，

所述开关电源输入电路与所述音频处理电路和音频功率放大电路连接，用于电源的储能和滤波，为整个系统供电；

所述模拟音源输入电路与所述音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供模拟音频信号源；

所述差分音源输入电路与所述音源输入选择电路连接，用于为音源输入选择电路提供差分音频信号源；

所述音源输入选择电路与所述音频处理电路连接，用于选择进入音频处理电路的音频信号源；

所述音频处理电路与所述音频功率放大电路连接，用于两类音频信号的滤波、放大和阻抗匹配，将音源输入选择电路输出的模拟/差分音频信号进行处理后，输出给音频功率放大电路，音频功率放大电路将音频信号放大处理后经所述扬声器播放。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述音频处理电路包括模拟音源处理单元和差分音源处理单元；所述模拟音源处理单元用于对模拟音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的模拟音频信号输出给所述音频功率放大电路；所述差分音源处理单元用于对差分音频信号进行滤波、放大和阻抗匹配，然后将处理后的差分音频信号输出给所述音频功率放大电路。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述音频处理电路所用到的集成运算放大器型号为：NE5532D，该运算放大器采用单电源供电。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述模拟音源处理单元包括有第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第二电阻R2、第一电容C1、第一电阻R1、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第一集成运算放大器U1A、第三电容C3、第八电阻R8、第十电阻R10、第六电容C6、第九电阻R9、第五电容C5、第七电阻R7、第一集成运算放大器U1B、第七电容C7，其中第三电阻R3的一端与所述音源输入选择电路输出的右声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第四电阻R4和第二电容C2的一端，第四电阻R4的另一端接地，第二电容C2的另一端连接至第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接至第一电容C1、第一电阻R1的一端和第一集成运算放大器U1A的反相输入端Pin2，第一集成运算放大器U1A的输出端Pin1分别连接至第一电容C1、第一电阻R1的另一端和第三电容C3的一端，而第三电容C3的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至所述音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3分别连接至第五电阻R5、第六电阻R6和第四电容C4的一端，第五电阻R5的另外一端连接至+12V电源，第六电阻R6和第四电容C4的另外一端接地，第八电阻R8的一端与音源输入选择电路输出的左声道模拟音频信号相连，而另一端连接至第十电阻R10和第六电容C6的一端，第十电阻R10的另一端接地，第六电容C6的另一端连接至第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接至第五电容C5、第七电阻R7的一端和第一集成运算放大器U1B的反相输入端Pin6，第一集成运算放大器U1B的输出端Pin7分别连接至第五电容C5、第七电阻R7的另一端和第七电容C7的一端，而第七电容C7的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第一集成运算放大器U1B的同相输入端Pin5连接至第一集成运算放大器U1A的同相输入端Pin3。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述差分音源处理单元包括有第十三电阻R13、第十四电阻R14、第九电容C9、第十一电阻R11、第八电容C8、第十二电阻R12、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第十二电容C12、第十七电阻R17、第十五电阻R15、第十一电容C11、第二集成运算放大器U2A、第十电容C10、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第十四电容C14、第二十一电阻R21、第十三电容C13、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十六电阻R26、第十七电容C17、第二十五电阻R25、第二十三电阻R23、第十六电容C16、第二集成运算放大器U2B、第十五电容C15，其中，第十三电阻R13的一端与所述音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第十四电阻R14和第九电容C9的一端，第十四电阻R14的另一端接地，第九电容C9的另一端连接至第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接至第八电容C8、第十二电阻R12的一端和第二集成运算放大器U2A的反相输入端Pin2，第二集成运算放大器U2A的输出端Pin1分别连接至第八电容C8、第十二电阻R12的另一端和第十电容C10的一端，而第十电容C10的另一端作为右声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第十六电阻R16的一端与音源输入选择电路输出的右声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第十八电阻R18和第十二电容C12的一端，第十八电阻R18的另一端接地，第十二电容C12的另一端连接至第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端连接至第十五电阻R15、第十一电容C11的一端和第二集成运算放大器U2A的同相输入端Pin3，第十五电阻R15和第十一电容C11的另一端连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5，同时第二十电阻R20的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的正端相连，而另一端连接至第二十二电阻R22和第十四电容C14的一端，第二十二电阻R22的另一端接地，第十四电容C14的另一端连接至第二十一电阻R21的一端，第二十一电阻R21的另一端连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的一端和第二集成运算放大器U2B的反相输入端Pin6，第二集成运算放大器U2B的输出端Pin7分别连接至第十三电容C13、第十九电阻R19的另一端和第十五电容C15的一端，而第十五电容C15的另一端作为左声道模拟音频信号输出端连接至音频功率放大电路，第二十四电阻R24的一端与音源输入选择电路输出的左声道差分音频信号的负端相连，而另一端连接至第二十六电阻R26和第十七电容C17的一端，第二十六电阻R26的另一端连接至地，第十七电容C17的另一端连接至第二十五电阻R25的一端，第二十五电阻R25的另一端连接至第二十三电阻R23、第十六电容C16的一端和第二集成运算放大器U2B的同相输入端Pin5，第二十三电阻R23和第十六电容C16的另一端也连接至第一集成运算放大器U1的同相输入端Pin3和Pin5。