CN106658295B - 一种扬声器直流电压检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扬声器直流电压检测电路，所述直流电压检测电路包括：一参考信号产生器，用以产生一参考信号；一第一比较电路，用以接收音频放大器输出端的第一电压和所述参考信号；一第二比较电路，用以接收音频放大器输出端的第二电压和所述参考信号；一或门，其第一输入端和第二输入端分别连接至所述第一比较电路和第二比较电路的输出端，分别接收所述第一调变信号和第二调变信号并产生输出信号；一计数器，其输入端连接所述或门的输出端，其输出端连接所述音频放大器，用以计数所述或门的输出信号以决定检测结果，并在检测结果异常时锁定关闭所述音频放大器。本发明提供的扬声器直流电压检测电路可判断放大器输出电压是否存在直流成分以及其输出信号是否过大而造成放大器损坏，以保护扬声器，防止扬声器烧毁。

Description

一种扬声器直流电压检测电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种扬声器直流电压检测电路。
背景技术
扬声器又称“喇叭”，是一种十分常用的电声换能器件，扬声器将电信号转换成声波，被广泛应用在各类设备中。扬声器的连接电路在使用过程中会出现脱落、断路、短路的风险，从而造成扬声器故障，影响使用。因此需要对扬声器电路做好检测和保护工作。
扬声器通常由高效率的音频放大器驱动工作，音频放大器输入端连接有电容，如果音频放大器输入端的电容损坏，将造成输出端电压差过大从而损坏扬声器；同时，音频放大器两个输入端的电容之间的压差过大，或者输出电压存在直流成份也将损坏扬声器。
现有技术中，通常只能对电容的一端进行检测。输入端的外接电容也可能会有损坏的问题，但电容只有一端会接到音频放大器的输入端，所以无法完整的判断跨在电容两端上的电压，所以无法正确的判断电容好坏。同时，现有技术无法检测音频放大器的直流成份。例如，公开号为CN101975891A的专利文献提供了一种外接电容检测方法和检测装置，通过比较单元来判断外接电容与目标值的相对大小，以检测外接电容是否处於正常工作状态。但是其进行电容检测时必须把一个电容的两个端点都接到芯片内部进行判断，当有两个电容时，就必须外接4个检测点，对引脚极少的音频放大器而言，影响实际使用。
发明内容
针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种扬声器直流电压检测电路，可判断放大器输出电压是否存在直流成分以及其输出信号是否过大而造成放大器损坏，以保护扬声器，防止扬声器烧毁。
本发明具体的技术方案如下：
一种扬声器直流电压检测电路，所述扬声器由音频放大器驱动工作，所述音频放大器的两输出端向扬声器输出第一电压与第二电压，所述直流电压检测电路包括：
一参考信号产生器，用以产生一参考信号；
一第一比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第一电压和所述参考信号，并产生第一调变信号；
一第二比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第二电压和所述参考信号，并产生第二调变信号；
一或门，其具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，其第一输入端和第二输入端分别连接至所述第一比较电路和第二比较电路的输出端，分别接收所述第一调变信号和第二调变信号并产生输出信号；
一计数器，其输入端连接所述或门的输出端，其输出端连接所述音频放大器，用以计数所述或门的输出信号以决定检测结果，并在检测结果异常时锁定关闭所述音频放大器。
具体的，本发明所述计数器为具有锁定功能的计数器。
具体的，本发明所述音频放大器为模拟放大器，所述音频放大器为A类放大器、B类放大器或者AB类放大器。所述参考信号产生器为参考电压产生器，用以产生一参考电压；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一比较器和第二比较器。
具体的，本发明所述音频放大器为数字放大器，所述音频放大器为D类放大器。所述参考信号产生器为PWM信号产生器，用以产生一具有直流成分的PWM参考信号；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一正反器和第二正反器。
本发明提供的扬声器直流电压检测电路，与现有技术相比，可判断放大器输出电压是否存在直流成分以及其输出信号是否过大而造成放大器损坏，以保护扬声器，防止扬声器烧毁。并且其直流检测一个电容只需一个端点来做判断，两个电容只需两个端点，使用方便；且主要用来判断直流信号，并不是判断电容的容值大小就可判断是否有直流信号。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1是现有技术音频放大器的应用电路图；
图2是本发明的应用电路图；
图3是本发明实施例一的电路图；
图4是本发明实施例一的结果判定图；
图5是本发明实施例二的电路图；
图6是本发明实施例二的PWM信号判定示意图；
图7是本发明具有锁定功能的计数器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1为现有技术音频放大器的应用电路图，扬声器为一被动元件，必须靠音频放大器来推动产生声音，如果放大器差动输出有一直流电压存在，容易造成扬声器烧毁。放大器差动输出有直流电压存在的原因有两个，一是输入电容有问题，二是放大器电路异常，例如过大的偏移电压或输出级电路受损等。因此，需要准确判断电路故障，对扬声器电路做好检测和保护工作。
请参阅图2为本发明的应用电路图，本发明提出了一种扬声器直流电压检测电路，所述扬声器由音频放大器驱动工作，所述音频放大器的两输出端向扬声器输出第一电压与第二电压，一直流检测电路放置于音频放大器的差动输出端，用来及时检测送进扬声器的第一电压与第二电压信号是否含有直流成分，以及判断输出信号是否过大，主要用于保护扬声器。
具体的，所述直流电压检测电路包括：
一参考信号产生器，用以产生一参考信号；
一第一比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第一电压和所述参考信号，并产生第一调变信号；
一第二比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第二电压和所述参考信号，并产生第二调变信号；
一或门，其具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，其第一输入端和第二输入端分别连接至所述第一比较电路和第二比较电路的输出端，分别接收所述第一调变信号和第二调变信号并产生输出信号；
一计数器，其输入端连接所述或门的输出端，其输出端连接所述音频放大器，用以计数所述或门的输出信号以决定检测结果，并在检测结果异常时锁定关闭所述音频放大器。所述计数器为具有锁定功能的计数器。
针对不同类型的音频放大器，可以进行不同的直流检测电路。
实施例一：
具体的，本实施例所述音频放大器为模拟放大器，例如为A类放大器、B类放大器或者AB类放大器。请参阅图3为实施例一的电路图，所述参考信号产生器为参考电压产生器，用以产生一参考电压；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一比较器和第二比较器。
具体的，使用两个比较器来分别进行第一电压OUTP、第二电压OUTN与参考电压Vref的比较，当第一电压OUTP或第二电压OUTN有一个超过参考电压Vref时，或门输出为高电平，则启动计数器。因为音频信号最低频率为20Hz，周期为50ms，半个周期为25ms，所以计数器时间至少要高于25ms才可算是有直流成分的信号。例如，本实施例设定计数器时间为200ms，也就是当200ms后，如果或门输出依然是高电平，则计数器输出DCOFF转为高电平，并且计数器控制锁定放大器，将音频放大器关闭，避免扬声器长时间暴露在直流电压风险中而损坏。
请参阅图4为本实施例一的结果判定图，具体为正常音频信号与异常音频信号的电压判断图，例如异常时第一电压OUTP持续超过参考电压Vref，则或门输出RESET/会维持在高电平，计数器会持续计数。
实施例二：
具体的，本实施例所述音频放大器为数字放大器，所述音频放大器为D类放大器。请参阅图5为本实施例二的电路图，所述参考信号产生器为PWM信号产生器，用以产生一具有直流成分的PWM参考信号；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一正反器和第二正反器。
本实施例采用数字放大器，如D类放大器，输出第一电压OUTP与第二电压OUTN是PWM的信号，原理是将输入模拟音频信号经过高频三角波信号调变后，产生PWM的数字信号，此类放大器的优点是高效率(>80％)。请参阅图6为PWM信号判定示意图，当无输入信号时，第一电压OUTP的PWM信号的duty是50％，有输入信号时，duty会比50％大或是小，极限则是100％与0％。
PWM信号产生器产生PWMref信号，PWMref信号代表的是一载有直流成分的PWM参考信号，如55％duty。当OUTP或OUTN其一的duty超过55％时，正反器输出Q1或Q2会转为高电平，且或门输出RESET/会转为高电平，来启动计数器。当计数超过200ms时，若Q1或Q2持续为高电平时，则表示侦测到直流信号，此时计数器输出DCOFF转为高电平，并且锁定放大器，将音频放大器关闭。
请参阅图7是具有锁定功能的计数器的电路图，输入clock信号可以根据系统基本需求的脉波信号来提供，例如可以是500kHz。经过正反器除频131072后，可以得到262ms的时间。可以根据扬声器条件来设定计数器的时间。
本发明提供的直流检测电路可以检测音频放大器输出电压，来判断是否有输出无直流成分，也可以用来判断输出信号是否过大，而可能造成扬声器的损坏。本发明的直流检测电路，检测一个电容只需一个端点来做判断，两个电容只需两个端点，且本发明主要用来判断直流信号，并不是判断电容的容值大小就知道是否有直流信号。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种扬声器直流电压检测电路，所述扬声器由音频放大器驱动工作，所述音频放大器的两输出端向扬声器输出第一电压与第二电压，其特征在于，所述直流电压检测电路包括：
一参考信号产生器，用以产生一参考信号；
一第一比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第一电压和所述参考信号，并产生第一调变信号；
一第二比较电路，用以接收所述音频放大器输出端的第二电压和所述参考信号，并产生第二调变信号；
一或门，其具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，其第一输入端和第二输入端分别连接至所述第一比较电路和第二比较电路的输出端，分别接收所述第一调变信号和第二调变信号并产生输出信号；
一计数器，其输入端连接所述或门的输出端，其输出端连接所述音频放大器，用以计数所述或门的输出信号以决定检测结果，并在检测结果异常时锁定关闭所述音频放大器；
第一比较电路和第二比较电路来分别进行第一电压、第二电压与参考信号的比较，当第一电压或第二电压有一个超过参考信号时，或门输出为高电平，则启动计数器；
所述音频放大器为模拟放大器或者数字放大器；当所述音频放大器为模拟放大器时，音频放大器为A类放大器、B类放大器或者AB类放大器，所述参考信号产生器为参考电压产生器，用以产生一参考电压；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一比较器和第二比较器；当所述音频放大器为数字放大器时，音频放大器为D类放大器，所述参考信号产生器为PWM信号产生器，用以产生一具有直流成分的PWM参考信号；所述第一比较电路和第二比较电路分别为第一正反器和第二正反器。
2.根据权利要求1所述的扬声器直流电压检测电路，其特征在于，所述计数器为具有锁定功能的计数器。
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