CN108010543A - 一种电压跟随低失真音频播放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：包括音频接收模块，与音频接收模块相连接的带通滤波电路，与带通滤波电路相连接的信号跟随电路，与信号跟随电路相连接的低失真音频放大电路，以及与音频放大电路相连接的扬声器BT。本发明可以将设定范围外的干扰噪音进行隔离，有效的去除了干扰噪音，提高通话效果。本发明可以减小音频信号放大后的失真度，从而提高通话效果。本发明的信号跟随电路可以很好的缓冲前级和后级之间的信号传输，提高音频信号的稳定性。

Description

一种电压跟随低失真音频播放系统
技术领域
本发明涉及一种音频系统，具体是指一种电压跟随低失真音频播放系统。
背景技术
随着电子技术的不断发展，电子通讯设备已得到普及，给带来了极大的便利。然而现有的电子通讯设备使用的音频输出系统还存在缺陷，即其输出的声音杂音较多，通话不够清晰，在很大程度上影响了通话质量。
发明内容
本发明的目的在于克服音频输出系统输出的声音杂音较多，通话不够清晰的缺陷，提供一种电压跟随低失真音频播放系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电压跟随低失真音频播放系统，包括音频接收模块，与音频接收模块相连接的带通滤波电路，与带通滤波电路相连接的信号跟随电路，与信号跟随电路相连接的低失真音频放大电路，以及与音频放大电路相连接的扬声器BT；所述信号跟随电路包括场效应管MOS，正极与场效应管MOS的源极相连接、负极与低失真音频放大电路相连接的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端接地的电阻R14，负极与极性电容C8的正极相连接、正极经电阻R13后与场效应管MOS的栅极相连接的极性电容C7，N极与极性电容C7的正极相连接、P极与场效应管MOS的栅极相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的二极管D2，负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与带通滤波电路相连接的极性电容C5，一端与场效应管MOS的漏极相连接、另一端接地的电容C6，串接在场效应管MOS的漏极和极性电容C7的正极之间的电阻R11，以及一端与极性电容C7的正极相连接、另一端接地的电阻R12。
所述低失真放大电路包括放大芯片U1，与放大芯片U1相连接的失真调节电路，正极与放大芯片U1的3管脚相连接、负极接地的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端接电源的电阻R15；所述放大芯片U1的2管脚与极性电容C8的负极相连接，失真调节电路则与扬声器BT连接。
进一步的，所述失真调节电路包括三极管Q1，三极管Q2，正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与扬声器BT连接的极性电容C11，P极与极性电容C11的负极相连接、N极经电阻R18后与三极管Q2的集电极相连接的二极管D5，一端与放大芯片U1的2管脚相连接、另一端经电位器R17后与三极管Q2的发射极相连接的电阻R16，串接在三极管Q1的基极和发射极之间的电容C10，串接在三极管Q1的集电极和发射极之间的电阻R19，正极与三极管Q1的集电极相连接、负极接地的极性电容C12，以及N极与三极管Q1的集电极相连接、P极接地的稳压二极管D4；所述三极管Q1的集电极接电源，发射极与三极管Q2的发射极相连接，基极与三极管Q2的基极相连接；所述放大芯片U1的7管脚与三极管Q1的集电极相连接，6管脚与三极管Q1的基极相连接，4管脚接地，2管脚与极性电容C8的负极连接；所述三极管Q2的集电极接地，其发射极与电位器R17的控制端相连接。
所述带通滤波电路包括与音频接收模块相连接的二阶高通滤波电路，串接在二阶高通滤波电路和极性电容C5的正极之间的二阶低通滤波电路。
所述二阶高通滤波电路包括运算放大器A1，一端与音频接收模块相连接、另一端经电容C2后与运算放大器A1的正极相连接的电容C1，P极经电阻R3后接地、N极与电容C1和电容C2的连接点相连接的二极管D1，串接在二极管D1的N极和运算放大器A1的输出端之间的电阻R2，串接在运算放大器A1的输出端和二极管D1的P极之间的电阻R4，以及一端与运算放大器A1的正极相连接、另一端接地的电阻R1；所述运算放大器A1的输出端与二阶低通滤波电路相连接，其负极与二极管D1的P极相连接。
所述二阶低通滤波电路包括运算放大器A2，一端与运算放大器A1的输出端相连接、另一端经电阻R7后与运算放大器A2的正极相连接的电阻R5，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与运算放大器A2的输出端相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R8，一端与运算放大器A2的正极相连接、另一端接地的电容C3，与电容C3相并联的电阻R6，以及一端与运算放大器A2的输出端相连接、另一端经电阻R10后接地的电阻R9；所述运算放大器A2的负极与电阻R9和电阻R10的连接点相连接、其输出端则与极性电容C5的正极相连接。
所述二阶高通滤波电路的中心频率为所述二阶低通滤波电路的中心频率为
所述二阶高通滤波电路的增益AF1等于二阶低通滤波电路的增益AF2，即：所述带通滤波电路的增益AF＝AF1AF2。
所述带通滤波电路的截止频率为300～3000Hz。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明可以将设定范围外的干扰噪音进行隔离，有效的去除了干扰噪音，提高通话效果。
(2)本发明可以减小音频信号放大后的失真度，从而提高通话效果。
(3)本发明的信号跟随电路可以很好的缓冲前级和后级之间的信号传输，提高音频信号的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明的电压跟随低失真音频播放系统，包括音频接收模块，与音频接收模块相连接的带通滤波电路，与带通滤波电路相连接的信号跟随电路，与信号跟随电路相连接的低失真音频放大电路，以及与音频放大电路相连接的扬声器BT。
具体的，该音频接收模块用于接收音频信号，其可采用现有的天线来实现。该带通滤波电路的滤波频率为300～3000Hz，其可以有效的过滤干扰噪音而保留说话的音频信号，从而使本发明输出的声音更加清晰。
为了过滤干扰信号，如图1所示，该带通滤波电路包括与音频接收模块相连接的二阶高通滤波电路，串接在二阶高通滤波电路和信号跟随电路之间的二阶低通滤波电路。
具体的，该二阶高通滤波电路包括运算放大器A1，电容C1，电容C2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4以及二极管D1。
连接时，该电容C1的一端与音频接收模块相连接、另一端经电容C2后与运算放大器A1的正极相连接。二极管D1的P极经电阻R3后接地、N极与电容C1和电容C2的连接点相连接。电阻R2串接在二极管D1的N极和运算放大器A1的输出端之间。电阻R4串接在运算放大器A1的输出端和二极管D1的P极之间。电阻R1的一端与运算放大器A1的正极相连接、另一端接地。所述运算放大器A1的输出端与二阶低通滤波电路相连接，其负极与二极管D1的P极相连接。
音频接收模块输出的音频信号经电容C1和电容C2进行过滤后输入给运算放大器A1，该运算放大器A1、电容C1、电容C2、电阻R4以及电阻R3共同形成高通滤波器；该运算放大器A1为负反馈，其可以稳定电路的增益。该二阶高通滤波电路的中心频率为在本实施例中，该电容C1和电容C2的容值均为0.068μF，电阻R1和电阻R2的阻值均为8.2KΩ；由上述公式可得出，本实施例中二阶高通滤波电路的中心频率f1＝286Hz。另外，二极管D1的型号为14001，电阻R4的阻值为27KΩ，电阻R3的阻值为47KΩ，运算放大器A1的型号为OP07。运算放大器A1输出的音频信号输入到二阶低通滤波电路。
如图1所示，该二阶低通滤波电路包括运算放大器A2，电阻R5，电阻R7，电阻R6，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C3以及电容C4。具体连接时，该电阻R5的一端与运算放大器A1的输出端相连接、另一端经电阻R7后与运算放大器A2的正极相连接。电容C4的一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与运算放大器A2的输出端相连接。电阻R8与电容C4相并联。电容C3的一端与运算放大器A2的正极相连接、另一端接地。电阻R6与电容C3相并联。电阻R9的一端与运算放大器A2的输出端相连接、另一端经电阻R10后接地。所述运算放大器A2的负极与电阻R9和电阻R10的连接点相连接、其输出端则与信号跟随电路相连接。
运算放大器A1输出的音频信号经电阻R5和电阻R7后输入给运算放大器A2，同时电容C3和电容C4可对音频信号进行滤波；该运算放大器A2、电阻R5、电阻R7、电容C3、电阻R6、电容C4以及电阻R8共同形成低通滤波器。运算放大器A2也为负反馈，其可以稳定电路的增益。该二阶低通滤波电路的中心频率为在本实施例中，电阻R5和电阻R7的阻值均为8.2KΩ，电容C3和电容C4的容值均为0.0068μF；由上述公式可得出，本实施例中二阶低通滤波电路的中心频率f2＝2856Hz。另外，该电阻R6的阻值为10KΩ，电阻R8的阻值为1KΩ，电阻R9的阻值为27KΩ，电阻R10的阻值为47KΩ，运算放大器A2的型号为OP07。
由上述可得，本实施例的带通滤波电路的截止频率为286Hz～2856Hz，从而有效的将说话的声音频率信号以外的干扰信号进行隔离，提高通话质量。
另外，所述二阶高通滤波电路的增益AF1等于二阶低通滤波电路的增益AF2，即：所述带通滤波电路的增益AF＝AF1AF2。
该信号跟随电路包括场效应管MOS，极性电容C5，二极管D2，二极管D3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电容C6，极性电容C7，电阻R14，极性电容C8。
该极性电容C8的正极与场效应管MOS的源极相连接、负极与音频放大电路相连接。电阻R14的一端与极性电容C8的正极相连接、另一端接地。极性电容C7的负极与极性电容C8的正极相连接、正极经电阻R13后与场效应管MOS的栅极相连接。二极管D3的N极与极性电容C7的正极相连接、P极与场效应管MOS的栅极相连接。二极管D2与二极管D3相并联。极性电容C5的负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与带通滤波电路相连接。电容C6的一端与场效应管MOS的漏极相连接、另一端接地。电阻R11串接在场效应管MOS的漏极和极性电容C7的正极之间。电阻R12的一端与极性电容C7的正极相连接、另一端接地的。
该极性电容C7和电阻R13形成场效应管MOS的补偿偏置电路，其可提高场效应管MOS的稳定性；该电容C7、电阻R13以及场效应管MOS共同形成一个跟随器，该跟随器可以提高输入阻抗，而降低输出阻抗，从而提高提高输出端的负载能力；另外该跟随器还可以提高音频信号的稳定性；该场效应管MOS的型号为MPF102，极性电容C7的容值为1μF，电阻R13的阻值为3.3MΩ。二极管D3可提高场效应管MOS的导通速度，其型号为1N4002。电容C6起滤波作用，使输入电路中的电压更稳定，其容值为10μF。电阻R11和电阻R12起分压作用，该电阻R11的阻值为270KΩ，电阻R12的阻值为150KΩ。在本实施例中，该极性电容C5的容值为0.01μF，二极管D2的型号为1N4001，电阻R14的阻值为4.7KΩ，极性电容C8的容值为10μF。
该低失真放大电路包括放大芯片U1，与放大芯片U1相连接的失真调节电路，正极与放大芯片U1的3管脚相连接、负极接地的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端接12V电源的电阻R15。所述放大芯片U1的2管脚与极性电容C8的负极相连接，失真调节电路则与扬声器BT连接。
该极性电容C9可以对输入电压进行滤波处理，使放大芯片U1工作更加稳定；该电阻R15起分压作用，该电阻R15的阻值为10KΩ，极性电容C9的容值为0.1μF，
另外，该失真调节电路包括三极管Q1，三极管Q2，电阻R16，电位器R17，稳压二极管D4，电容C10，电阻R19，极性电容C11，极性电容C12，电阻R18以及二极管D5。
其中，该极性电容C11的正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与扬声器BT连接。二极管D5的P极与极性电容C11的负极相连接、N极经电阻R18后与三极管Q2的集电极相连接。电阻R16的一端与放大芯片U1的2管脚相连接、另一端经电位器R17后与三极管Q2的发射极相连接。电容C10串接在三极管Q1的基极和发射极之间。电阻R19串接在三极管Q1的集电极和发射极之间。极性电容C12的正极与三极管Q1的集电极相连接、负极接地。稳压二极管D4的N极与三极管Q1的集电极相连接、P极接地。
所述三极管Q1的集电极接电源，发射极与三极管Q2的发射极相连接，基极与三极管Q2的基极相连接。所述放大芯片U1的7管脚与三极管Q1的集电极相连接，6管脚与三极管Q1的基极相连接，4管脚接地，2管脚与极性电容C8的负极连接。所述三极管Q2的集电极接地，其发射极与电位器R17的控制端相连接。
该三极管Q1和三极管Q2形成互补结构，结合电位器R17和电阻R16则形成放大芯片U1的反馈回路，这种结构可以降低信号在传输过程中出现的失真。电容C10可以起滤波作用，其容值为0.1μF。调节电位器R17可以调节该失真调节电路的增益范围。极性电容C12可对输入电压进行滤波，稳压二极管D4可对电压进行稳压，以提高放大芯片U1的稳定性。该电阻R16的阻值为1KΩ，电位器R17的阻值为20KΩ，电阻R18的阻值为10KΩ，电阻R19的阻值为100KΩ，电容C10的容值为0.1μF，极性电容C11的容值为4.7μF，极性电容C12的容值为470μF，二极管D5的型号为1N4003，稳压二极管D4的型号为1N4742，放大芯片U1的型号为LM74。
二阶高通滤波电路输出的音频信号输入到放大芯片U1进行放大处理后，从放大芯片U1的6管脚输出，并驱动互补设置的三极管Q1和三极管Q2后再驱动扬声器BT发声。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：包括音频接收模块，与音频接收模块相连接的带通滤波电路，与带通滤波电路相连接的信号跟随电路，与信号跟随电路相连接的低失真音频放大电路，以及与音频放大电路相连接的扬声器BT；所述信号跟随电路包括场效应管MOS，正极与场效应管MOS的源极相连接、负极与低失真音频放大电路相连接的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端接地的电阻R14，负极与极性电容C8的正极相连接、正极经电阻R13后与场效应管MOS的栅极相连接的极性电容C7，N极与极性电容C7的正极相连接、P极与场效应管MOS的栅极相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的二极管D2，负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与带通滤波电路相连接的极性电容C5，一端与场效应管MOS的漏极相连接、另一端接地的电容C6，串接在场效应管MOS的漏极和极性电容C7的正极之间的电阻R11，以及一端与极性电容C7的正极相连接、另一端接地的电阻R12；
所述低失真放大电路包括放大芯片U1，与放大芯片U1相连接的失真调节电路，正极与放大芯片U1的3管脚相连接、负极接地的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端接电源的电阻R15；所述放大芯片U1的2管脚与极性电容C8的负极相连接，失真调节电路则与扬声器BT连接。
2.根据权利要求1所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述失真调节电路包括三极管Q1，三极管Q2，正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与扬声器BT连接的极性电容C11，P极与极性电容C11的负极相连接、N极经电阻R18后与三极管Q2的集电极相连接的二极管D5，一端与放大芯片U1的2管脚相连接、另一端经电位器R17后与三极管Q2的发射极相连接的电阻R16，串接在三极管Q1的基极和发射极之间的电容C10，串接在三极管Q1的集电极和发射极之间的电阻R19，正极与三极管Q1的集电极相连接、负极接地的极性电容C12，以及N极与三极管Q1的集电极相连接、P极接地的稳压二极管D4；所述三极管Q1的集电极接电源，发射极与三极管Q2的发射极相连接，基极与三极管Q2的基极相连接；所述放大芯片U1的7管脚与三极管Q1的集电极相连接，6管脚与三极管Q1的基极相连接，4管脚接地，2管脚与极性电容C8的负极连接；所述三极管Q2的集电极接地，其发射极与电位器R17的控制端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述带通滤波电路包括与音频接收模块相连接的二阶高通滤波电路，串接在二阶高通滤波电路和极性电容C5的正极之间的二阶低通滤波电路。
4.根据权利要求3所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述二阶高通滤波电路包括运算放大器A1，一端与音频接收模块相连接、另一端经电容C2后与运算放大器A1的正极相连接的电容C1，P极经电阻R3后接地、N极与电容C1和电容C2的连接点相连接的二极管D1，串接在二极管D1的N极和运算放大器A1的输出端之间的电阻R2，串接在运算放大器A1的输出端和二极管D1的P极之间的电阻R4，以及一端与运算放大器A1的正极相连接、另一端接地的电阻R1；所述运算放大器A1的输出端与二阶低通滤波电路相连接，其负极与二极管D1的P极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述二阶低通滤波电路包括运算放大器A2，一端与运算放大器A1的输出端相连接、另一端经电阻R7后与运算放大器A2的正极相连接的电阻R5，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与运算放大器A2的输出端相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R8，一端与运算放大器A2的正极相连接、另一端接地的电容C3，与电容C3相并联的电阻R6，以及一端与运算放大器A2的输出端相连接、另一端经电阻R10后接地的电阻R9；所述运算放大器A2的负极与电阻R9和电阻R10的连接点相连接、其输出端则与极性电容C5的正极相连接。
6.根据权利要求5所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述二阶高通滤波电路的中心频率为所述二阶低通滤波电路的中心频率为
7.根据权利要求6所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述二阶高通滤波电路的增益AF1等于二阶低通滤波电路的增益AF2，即：所述带通滤波电路的增益AF＝AF1AF2。
8.根据权利要求7所述的一种电压跟随低失真音频播放系统，其特征在于：所述带通滤波电路的截止频率为300～3000Hz。
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