CN114401475A - 音频放大器系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种音频放大器系统，包括：处理器，所述处理器用于输出声道模拟量；音频隔离变压器，所述音频隔离变压器与所述处理连接，所述音频隔离变压器用于滤除所述声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰；音频放大器功率级，所述音频放大器功率级与所述音频隔离变压器连接，以输出放大后的声道模拟量。本申请的音频放大器系统，通过设置音频隔离变压器，对对声道模拟量的输入做了隔离，利用音频隔离变压器滤除了声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰，防止高频干扰在音频放大器系统中传递，影响音频放大器系统的稳定性，提高音频放大后的质量。
Description
技术领域
本申请涉及功能放大器领域，更具体地，涉及一种音频放大器系统。
背景技术
在现有技术中，音频放大器由各分立元器件搭建成，包括基准电源、数/模转换器、放大器、电阻、电容、电感、三极管、比较器、可变增益放大器等，集成度相比没那么高，逻辑比较复杂，最重要的是音频模拟输入信号与音频放大器系统是非隔离的，造成的结果是音频模拟信号容易耦合进干扰进入电路系统中，同时音频放大器会把干扰放大，该技术方案需要稳定可靠的滤波电路，需要经过复杂计算参数，才有可能滤除干扰。
因此，现有技术中的音频放大器集成度较低，体积较大，需要各类分立元件搭建，PCB设计走线比较困难。并且现有技术中电路设计比较复杂，有比较多的参数需要计算，如延迟误差校准、增益校准，反馈校准等。技术专业性较强，需要相当专业的工程师才能设计出高质量、高可靠性的电路。此外，模拟音频输入没有做隔离，容易引入高频干扰，破坏音频放大后的质量。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种音频放大器系统的新技术方案，至少能够解决现有技术中的音频放大器模拟音频输入没有做隔离，容易引入高频干扰，破坏音频放大后的质量等问题。
根据本申请的第一方面，提供了一种音频放大器系统，包括：处理器，所述处理器用于输出声道模拟量；音频隔离变压器，所述音频隔离变压器与所述处理连接，所述音频隔离变压器用于滤除所述声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰；音频放大器功率级，所述音频放大器功率级与所述音频隔离变压器连接，以输出放大后的声道模拟量。
可选地，所述声道模拟量包括左声道模拟量和右声道模拟量，所述音频隔离变压器用于分别滤除所述左声道模拟量和所述右声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。
可选地，音频放大器系统还包括：LC滤波器和喇叭，所述LC滤波器与所述音频放大器功率级连接，所述喇叭与所述LC滤波器连接。
可选地，所述LC滤波器和所述喇叭的个数分别为两个，其中，每个所述LC滤波器分别对应一个所述喇叭。
可选地，音频放大器系统还包括:电源，所述电源具有所述电源输入端，所述电源输入端与所述音频放大器功率级连接，以给所述音频放大器功率级供电。
可选地，所述电源和所述音频放大器功率级之间设置有防反接电路。
可选地，所述音频放大器功率级集成有短路保护电路和热保护电路。
可选地，所述音频放大器功率级还集成有过压电路和欠压电路。
可选地，所述音频放大器功率级还集成有直流保护电路。
可选地，所述音频放大器功率级为3118D2音频放大器功率级。
根据本发明实施例的音频放大器系统，通过设置音频隔离变压器，对对声道模拟量的输入做了隔离，利用音频隔离变压器滤除了声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰，防止高频干扰在音频放大器系统中传递，影响音频放大器系统的稳定性，提高音频放大后的质量。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1是本发明实施例的音频放大器系统的工作原理图；
图2是本发明实施例的音频放大器系统中的电源输入和防反接电路图；
图3是本发明实施例的音频放大器系统中的音频隔离变压器的电路图；
图4是本发明实施例的音频放大器系统中的3118D2音频放大器功率级和LC滤波器的电路图。
附图标记：
音频放大器系统100；
处理器10；
音频隔离变压器20；
3118D2音频放大器功率级30；
LC滤波器40；
喇叭50；
电源60；
防反接电路70。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的音频放大器系统100。
如图1至图4所示，根据本发明实施例的音频放大器系统100包括处理器10、音频隔离变压器20和音频放大功率级。
具体而言，处理器10用于输出声道模拟量。音频隔离变压器20与处理连接，音频隔离变压器20用于滤除声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。音频放大器功率级与音频隔离变压器20连接，以输出放大后的声道模拟量。
换言之，参见图1，根据本发明实施例的音频放大器系统100主要由处理器10、音频隔离变压器20和音频放大功率级组成。该音频放大器系统100为D类立体音频放大器。其中，处理器10主要用于输出声道模拟量。音频隔离变压器20与处理电连接，处理器10输出的声道模拟量经过音频隔离变压器20后，输入音频放大器功率级。音频隔离变压器20能够滤除声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。音频放大器功率级与音频隔离变压器20连接，滤除了高频干扰和耦合进线路中的高频干扰的声道模拟量，经过音频放大器功率级输出放大后形成高质量的声道模拟量，有效提高了音频放大器系统100的抗干扰能力和稳定性。
在本申请中，音频放大器功率级可以采用3118D2音频放大器功率级30，3118D2音频放大器功率级30性能更优，放大功效更好。
如图3所示，在本申请的音频隔离变压器20中，J1为音频输入端子，T1、T2为音频隔离变压器20。处理器10发出的声道模拟量经过J1音频输入端子输入到电路系统中，声道模拟量经过音频隔离变压器20T1、T2，把处理器10发出的声道模拟量耦合进入后级电路中，并实现了音频信号的隔离，可滤除音频信号中存在的高频干扰。这种高频干扰会对后级电路产生很大的影响，如喇叭50播放的声音失真等。
由此，根据本发明实施例的音频放大器系统100，通过设置音频隔离变压器20，对对声道模拟量的输入做了隔离，利用音频隔离变压器20滤除了声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰，防止高频干扰在音频放大器系统100中传递，影响音频放大器系统100的稳定性，提高音频放大后的质量。
根据本发明的一个实施例，声道模拟量包括左声道模拟量和右声道模拟量，音频隔离变压器20用于分别滤除左声道模拟量和右声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。
也就是说，参见图1，声道模拟量包括左声道模拟量和右声道模拟量，处理器10能够输出左右声道模拟量，音频隔离变压器20能够分别滤除左声道模拟量和右声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。左右声道模拟量经过音频隔离变压器20后，输入3118D2音频放大器功率级30。然后3118D2音频放大器功率级30输出放大后的左右声道模拟量，有效提高了音频放大器系统100的抗干扰能力和稳定性。
如图3所示，在本申请的音频隔离变压器20中，J1为音频输入端子，T1、T2为音频隔离变压器20。处理器10发出的左右声道模拟量经过J1音频输入端子输入到电路系统中，左右声道模拟量经过音频隔离变压器20T1、T2，把处理器10发出的左右声道模拟量耦合进入后级电路中，并实现了音频信号的隔离，可滤除音频信号中存在的高频干扰。这种高频干扰会对后级电路产生很大的影响，如喇叭50播放的声音失真等，有效提高音频放大器系统100的抗干扰能力和稳定性。
根据本发明的一个实施例，音频放大器系统100还包括LC滤波器40和喇叭50。LC滤波器40与音频放大器功率级连接，喇叭50与LC滤波器40连接。
换句话说，如图1所示，音频放大器系统100还包括LC滤波器40和喇叭50。其中，LC滤波器40与音频放大器功率级连接，喇叭50与LC滤波器40连接。可选地，LC滤波器40和喇叭50的个数分别为两个。其中，每个LC滤波器40分别对应一个喇叭50。处理器10输出左右声道模拟量，左右声道模拟量经过音频隔离变压器20后，输入3118D2音频放大器功率级30。然后，3118D2音频放大器功率级30输出放大后的左右声道模拟量，经过LC滤波器40后驱动喇叭50。音频隔离变压器20滤除了处理器10到3118D2音频放大器功率级30之间，左右声道模拟量存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰，同时使处理器10的电气系统与3118D2音频放大器功率级30和喇叭50的电气系统隔离，防止高频干扰信号在电源系统之间相互传递，提高音频放大器系统100的稳定性和抗干扰能力。
根据本发明的一个实施例，参见图1，音频放大器系统100还包括电源60。电源60具有电源输入端，电源输入端与音频放大器功率级连接，电源60能够给音频放大器功率级供电。
在本发明的一些具体实施例方式中，电源60和音频放大器功率级之间设置有防反接电路70。
也就是说，如图1所示，电源60和音频放大器功率级之间还可以设置有防反接电路70。电源60的输入端经过防反接系统给3118D2音频放大器功率级30供电。参见图2，在本申请的电源输入和防反接电路70中，J2为电源输入端子。D3是TVS二极管可防止电源输入端存在的浪涌损坏电路中的其他电子器件。D2和R24共同构成了电源反接指示功能，当电源输入接反的情况下，D2亮红灯警示。D1和R23共同构成了电源指示功能，当电源输入正常的情况下，D1亮绿灯指示。Q2和R25构成了电路的防反接功能，电源输入正常的情况下，MOS管Q2导通，电源60可正常供电给后级电路。电源输入接反的情况下，MOS管Q2截止不导通，电源60断开不能供电给后级电路。
在本发明的一些具体实施例方式中，音频放大器功率级集成有短路保护电路和热保护电路。音频放大器功率级还集成有过压电路和欠压电路。音频放大器功率级还集成有直流保护电路。
也就是说，参见图4，本申请的音频放大器功率级集成有短路保护电路、热保护电路、过压电路、欠压电路以及直流保护电路等，能够全面防止出现故障。并且在过载情况下，器件会将故障情况反馈给处理器10，从而避免自身遭到损坏。因此，本发明的音频放大器功率系统，集成度高，PCB(线路板)设计走线容易。电路设计简单，结构简单，不需要经过复杂的参数计算即可设计完成。同时模拟音频输入做了隔离，用隔离变压器滤除了输入可能引入的干扰。本发明的电路结构具有多重保护功能，例如有短路保护和热保护以及过压、欠压和直流保护，可全面防止出现故障。在过载情况下，器件会将故障情况反馈给处理器10，从而避免自身遭到损坏。
如图4所示，在本申请的音频放大器功率级和LC滤波器40的电路设计中，C1、C2、C3、C4、C5、C6为储能滤波电容，给U1-TPA3118D2DAP提供稳定高质量的电源60。C9、C7为陶瓷电容，起到了通交流隔直流的作用，即滤除右声道RINP信号中的直流分量。C10、C8为陶瓷电容，起到了通交流隔直流的作用，即滤除左声道LINP信号中的直流分量。R12、R13共同设置了U1-TPA3118D2DAP对右声道RINP信号、左声道LINP信号的放大倍数为25dB。L1、C17、R15、C21、C25、R19、C29和L2、C18、R16、C22、C26、R20、C30构成了右声道RINP信号经U1-TPA3118D2DAP放大后的R+、R-的LC滤波器40。L3、C19、R17、C23、C27、R21、C31和L4、C20、R18、C24、C28、R22、C23成了左声道LINP信号经U1-TPA3118D2DAP放大后的L+、L-的LC滤波器40。该电路可实现短路保护、直流保护、过热保护、过压保护功能，当异常情况消失时可自恢复正常工作状态。当出现短路、过流、过热、过压等异常情况，U1-TPA3118D2DAP的3管脚FAULTZ输出一个低电平，该低电平使U1-TPA3118D2DAP的2管脚SDZ置低，SDZ置低即不使能U1-TPA3118D2DAP工作。同时该低电平使Q1三极管截止，U1-TPA3118D2DAP的12管脚MUTE被上拉至高电平，则U1-TPA3118D2DAP快速关断输出R+、R-、L+、L-信号。J3、J4为喇叭50端子接口。
总而言之，本发明实施例的音频放大器功率系统，集成度高，PCB(线路板)设计走线容易。电路设计简单，结构简单，不需要经过复杂的参数计算即可设计完成。同时模拟音频输入做了隔离，用隔离变压器滤除了输入可能引入的干扰。本发明的电路结构具有多重保护功能，例如有短路保护和热保护以及过压、欠压和直流保护，可全面防止出现故障。在过载情况下，器件会将故障情况反馈给处理器10，从而避免自身遭到损坏。
当然，对于本领域技术人员来说，音频放大器系统100的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种音频放大器系统，其特征在于，包括：
处理器，所述处理器用于输出声道模拟量；
音频隔离变压器，所述音频隔离变压器与所述处理连接，所述音频隔离变压器用于滤除所述声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰；
音频放大器功率级，所述音频放大器功率级与所述音频隔离变压器连接，以输出放大后的声道模拟量。
2.根据权利要求1所述的音频放大器系统，其特征在于，所述声道模拟量包括左声道模拟量和右声道模拟量，所述音频隔离变压器用于分别滤除所述左声道模拟量和所述右声道模拟量中存在的高频干扰和耦合进线路中的高频干扰。
3.根据权利要求1所述的音频放大器系统，其特征在于，还包括：LC滤波器和喇叭，所述LC滤波器与所述音频放大器功率级连接，所述喇叭与所述LC滤波器连接。
4.根据权利要求3所述的音频放大器系统，其特征在于，所述LC滤波器和所述喇叭的个数分别为两个，其中，每个所述LC滤波器分别对应一个所述喇叭。
5.根据权利要求1所述的音频放大器系统，其特征在于，还包括:电源，所述电源具有所述电源输入端，所述电源输入端与所述音频放大器功率级连接，以给所述音频放大器功率级供电。
6.根据权利要求5所述的音频放大器系统，其特征在于，所述电源和所述音频放大器功率级之间设置有防反接电路。
7.根据权利要求1所述的音频放大器系统，其特征在于，所述音频放大器功率级集成有短路保护电路和热保护电路。
8.根据权利要求7所述的音频放大器系统，其特征在于，所述音频放大器功率级还集成有过压电路和欠压电路。
9.根据权利要求8所述的音频放大器系统，其特征在于，所述音频放大器功率级还集成有直流保护电路。
10.根据权利要求1所述的音频放大器系统，其特征在于，所述音频放大器功率级为3118D2音频放大器功率级。
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| 曾标;: "基于LM4562、LM4702CTA的合并式音频功率放大器的设计与制作", 音响技术, no. 01 * |
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Legal Events
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