CN1192083A - 抗断电爆音的装置 - Google Patents
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Abstract
为快速降低加到电子装置的音频放大器电路的静噪管脚上的电压,并与所述静噪管脚相连的电容器一端与在该电子装置由开转换到关或备用时被触发的放电电路相连。根据本发明,放电电路的触发利用了如下事实,该电子装置具有两个电源,在它被关闭时其中之一的电压输出降低得比另一个快。该放电电路的有源元件具有与第一电源耦合的一个电极和与第二电源耦合的另一电极,使得一旦两个输出电压之差达到足以使该有源元件导通的阈值就立刻触发所述有源元件。
Description
本发明涉及用于包括至少一个扬声器的电子装置的抗爆音电路的技术领域。
已知在这样的装置中在对该装置进行某些操作的过程中可以听到发自该扬声器的被称为爆音的声音。有五种操作可以引起所述爆音声。这五种操作是“接通”电路电源，或从“开”或“关”改变为“备用”，或者，例如电视机“改变频道”，或是“减弱声音”，或“关闭”该装置。在这五种情况之中任意一种情况下，在进行所述操作时，在驱动该扬声器的放大器的输入端或输出端产生和引入的寄生信号引起了这样的爆音声。在进行每一种所述操作的时候，该扬声器的放大器的电源应用于迅速变化的、在电路中产生以一种不太标准的方式流动的瞬时电流的放大器电压。除去可能损害扬声器之外，这样的爆音声不适合人听。这就是已设计出防止在进行所述五种操作的任何一种的同时任何寄生信号到达放大器的输入端或输出端的电路的理由。所述电路的用途是按照这样的一种方式控制放大器的偏置信号的电平和/或输出信号的电平，使得可以调节或减少这些电平，使它们的变化足够稳定和足够慢，不会引起扬声器的振动片过快的运动，因而能产生可听得见的声音。
在英国专利申请GB2096423(D1)中示出了这样一些减小音频放大器输出端的瞬时电压的尝试的例子。该申请人提出的欧洲专利申请EP0562414A1(D2)也示出了一种防止中间频率放大器产生爆音声的电路。通常，通过一种RC积分网络可以得到足够稳定和足够缓慢的偏置电压或输出电压的变化。所述网络的时间常数大得足以避免出现爆音声。这样一种方案是不错的，但是并不能始终避免将要从外面施加的瞬态值。例如，D1中结合图1和2描述并评价了一种已有技术的方案。解释了由于在RC网络(一端与一个声音运算放大器的反相输入端相连，另一端与正相输入端相连)的时间常数上的必要差别，在放大器被接通时会出现一个锐瞬态值。所述电压瞬态值被再现，于是，与该放大器相连的扬声器发出不希望有的声音(第2页第1栏第42-45行)。为了适应这种情况，在D1中提出增加一个控制晶体管16(见D1的图3)。所述控制晶体管保证在推挽放大器的输出端的电压随电容器的充电而增加。所述这种选通晶体管并不能始终防止听到任何爆音。例如，在D2中说明尽管有这种控制晶体管，但仍然能听到爆音。为了避免爆音，一种抗爆音电路已稳定在中频放大器电平上。当设想一个电路来预报可能出现并在音频放大器电平上有影响的所有瞬时电流时，这始终是困难的。本发明目的是对在装置由开到关时其中仍然听到爆音声的电路进行改进。如在最新的装置中那样，该装置的主要功能受微处理器的控制。该微处理器在某些情况下需要实际检测电源的中断情况并根据相应的电源中断子程序提供该装置的不同的电路。这一点将在下面加以说明和解释。
例如在电视机中所必须的不同的电压是根据两个不同的电路从一个主电源产生的。在该技术领域中被称为开关型电源(SMPS)的第一电源电路传送两个被称为UB和UA电源的重要的输出。US电源一般为180V，用于阴极射线管的水平偏转系统。UA电源一般为22V，用于音频放大器，处理视频信号的某些积分电路，以及产生5V电压的微处理器电源等的其他部分。有关这种电视接收机电源的更多的信息例如可以在VAN SCHAIK等的以下两篇文章中获得：一篇题为“电视接收机开关型电源入门(An introduction toswitched mode power supplies in television receivers)”，另一篇为“电视接收机开关型电源的控制电路(Control curcuits for SMPS in TV receicers)”，分别见菲利普的刊物“电子应用专刊(Electronic applications bulletin)”1976年9月第34卷第3部分第93页-第108页和1976年12月第34卷第4部分第162页-180页。这两篇文章还分别刊于1977年7月和10月的英国刊物“Mullard技术通信(Mullard technical communications)”的135部分和136部分。使用开关型电源为微处理器供电的主要理由就是由于它是一种在该装置处于备用期间可以得到的电源。而后仍然要向微处理器供电，以便准备好执行由例如该装置的遥控部分发出的指令。第二电源是从一个回扫变压器引出的，该变压器的初级接收一个返回脉冲信号，该脉冲信号是在每一次阴极射线管的电子束被驱动由阴极射线管的荧光屏的一行的末端到下一行的起始端时由该阴极射线管的水平偏转线圈产生的。由于这种因素，由该第二电源所产生的电压只能在该阴极射线管的电子束处于扫描模式时才能获得。从回扫电源产生的所有的辅助电源输出的特性具有比由开关型电源所产生的电源输出更短的放电时间和更陡的滚降波形。换句话说，开关型电源要停止操作花费的时间要比回扫电源长。这是由于开关型电源有一个大电容器的缘故，开关型电源为了适应在恒定消耗下的突然变化和在由备用状态向开启状态转变时提供启动该装置的启动能量必须储存能量，所以有一个大电容器。在本申请的附图1和2中示出了一个消除装置的扬声器的噪声的公知控制电路。该控制电路被设置在微处理器1的周围。在图1上只示出了对于理解爆音声产生有用的特性特别是微处理器1的输入和输出。微处理器1装配有一个用于检测电源中断信号的输入端2和一个复位输入端3。输入端2通过电阻器4和5接收5V电压。输入端2还与在电源被切断时在输入端2处降低电压的中断电路相连。微处理器将检测管脚2处的电平的变化然后启动中断子程序关闭该装置的各个电路。该中断电路主要包括两个晶体管(即第一晶体管6，第二晶体管7)和一个齐纳二极管8。第一和第二晶体管6、7各自分别有一个集电极9、10，一个发射极11、12，和一个基极13、14。在正常操作情况下，如以上所述那样，将5V电压通过电阻器4和5加到管脚2上。与管脚2相连的第一晶体管6的集电极9也接收5V电压。第一晶体管6的基极13的电位大致与第一晶体管6的发射极相同。所述发射极11接地，所述基极13通过导通的第二晶体管7的集电极10发射极12通路短路接地。这是由晶体管6的基极发射极电压不足以使晶体管6的集电极发射极通路导通，使晶体管6截止并且管脚2处于5V电平这一事实造成的。当电视机被关闭时，UA电源降低。通过齐纳二极管8与UA电压相连的晶体管7的基极14上的电压一旦齐纳二极管8由于UA电压的降低而截止就下降至几乎为零。而后，晶体管7截止，不在使晶体管6的基极13短路接地。通过电阻器15，16与5V电源相连的具体管6的基极13上的电压在使晶体管6导通的足够高的电平下升高。其结果是管脚2的电位通过晶体管6的集电极发射极通路下降为零。电压的这种下降是微处理器启动中断程序的信号，具体讲就是通过由微处理器1的输出信号17启动的命令电路40消除音频放大器的噪声的一种中断程序。如从刚才所叙述的过程所能理解的那样，在电视机关闭后检测电源中断和启动静噪命令要花费时间。在时间过去的同时，认为瞬时电流业已达到音频放大器的电平并且激起可听到的爆音声。图2示出了由微处理器1的输出端17发出的静噪信号是如何被用于降低积分音频功率放大器电路19的静噪管脚18上的电压的。只要一端21与管脚18连接的电容器20被充电，就不能启动静噪过程。电容器20的一端21还与其基极24接收来自微处理器1的静噪指令管脚17的静噪信号的晶体管23的集电极22相连。在存在静噪信号时，那么晶体管23导通，电容器20通过晶体管23的集电极发射极通路和通过电阻器25放电。积分电路19的管脚18还与由串联的电阻器26和晶体管27组成的第二放电电路相连。晶体管27的基极28通过串联在一起的齐纳二极管29和二极管30与UA电压相连。只要UA高，晶体管27就截止。在UA由于设备被关闭而降低时，晶体管27导通，电容器20通过电阻器26和晶体管27的发射极集电极通路放电，降低放大器电路19的静噪管脚18的电压。在每一次出现电源中断时为了按照这种已知的装置进行归纳，要借助于放电电容器20通过两个并联的电路(第一个是通过由微处理器发出的静噪指令控制的晶体管23，而第二个是只取决于UA电压的电平的晶体管27)下拉静噪管脚18。尽管有这两条并联电路，静噪过程进行得还不够快，不足以防止瞬时电流激起爆音声。
根据本发明的抗爆音(anti-pop sound)电路是一种可以同任何种类的被包括在一装置中的音频功率放大器一起使用的快速静噪电路，特别是包括一个阴极射线管，一个用于所述阴极射线管的扫描的电源，以及一个静噪或音量控制电路的装置。根据本发明的电路在正常操作的情况下不会由于不能调节该音频放大器的静噪或音量管脚处的电压引起对音频功率放大器的任何副作用。本发明的电路只有在断电的情况下才有效。在断电时，本发明的电路有助于按照以下方式降低音频放大器的音量或静噪控制管脚上的电压，所述这种方式快得足以防止在强制断电时产生的任何瞬时电流，这种瞬时电流会按照一种将影响该放大器并产生不希望有的爆音的被放大了的瞬时状态被转换。
本发明归纳起来就是一种包括装配有两个变压器即一个开关型变压器和一个回扫型变压器的电源的电子装置，该电子装置还包括一个音频放大器，所述放大器具有一个静噪管脚，其电压取决于一个一端与该静噪管脚相连的电容器的电荷，所述电容器还通过一个第一晶体管与一个恒压端子相连，所述第一晶体管具有三个电极，即集电极、发射极和控制极，所述电容器通过第一晶体管的集电极发射极通路与所述恒压端子相连，改进包括所述第一晶体管的基极与第二晶体管的一个电极相连，所述第二晶体管具有三个电极，即集电极、发射极和基极，所述第二晶体管的集电极发射极通路耦合到从开关型电源变压器引出形成的一个电压源并且其中所述第二晶体管的基极耦合到从回扫变压器引出形成的一个电压源，结果在关闭该电子装置时，第二晶体管导通并触发第一晶体管也导通，于是提供了所述第一晶体管的集电极发射极通路使所述电容器放电并消除音频放大器的噪声。
人们会发现为电源设置一个开关型变压器和一个回扫变压器在大多数情况下是在包括阴极射线管的装置中。在这样的装置中回扫变压器使用与该阴极射线管的电子束的返回脉冲同步的脉冲，该脉冲是从该阴极射线管的水平偏转线圈发出的。所述同步性避免了该阴极射线管的荧光屏上的寄生效应。然而，本发明还可以用于每当知道在一个装置中有两种类型的电源，即一个第一电源和一个第二电源，并且在由第一电源产生的电压降低得比由第二电源产生的电压快的时候。
以下将参照附图说明本发明的一个实施例。
已经提到过的图1是显示电压中断信号是如何被转化为音频放大器的静噪指令的一幅已知的电路图。
已经提到过的图2是显示音频放大器电路的静噪端子在出现电源中断的时候是如何被下拉的一幅已知的电路图。
图3是显示本发明的一个实施例的例子的一幅电路图。
图4、5和6是显示如何利用和不利用本发明实现快速静噪的曲线。
图7和8是表示电源被关闭时的一个瞬间的前后音频放大器的输出电平的曲线。图7表示不利用本发明的条件下装置的音频电平，而图8表示利用本发明的条件下装置的音频电平。
图3表示根据本发明的一个静噪触发电路的一幅电路图。所述电路的用途仍然是降低音频放大器电路19的静噪管脚18上的电压。为了达到这个目的，如同在已有技术中那样，使用并且触发具有基极28的晶体管27以便在电源中断时排空电容器20。在图3所示的实施例中，晶体管27是一个集电极通过电阻器26与电容器20一端21连接的NPN晶体管。晶体管27的发射极与一个恒定电压端37连接，在这种情况下这一端接地。晶体管27的基极28连接到触发晶体管38的第一电极39。所述晶体管38的第二电极31连接在从图3中以绕组35表示的开关型电源引出产生的恒压源上。所述晶体管38的第二电极32连接在从图3中以绕组36表示的回扫变压器引出产生的电压源上。由于电路的中间部分是众所周知的并且本发明不感兴趣，所以仅用虚线在图上表示出电压源35和36之间的联系。在正常运行的情况下，晶体管38的第二电极的电压被箝位为一个大致等于晶体管38的基极32的电压，结果晶体管38截止。在图3所示的例子中，晶体管38是一个PNP晶体管，并且与开关型电源连接的是所述晶体管的发射极31。只要发射极基极电压小于作为导通晶体管38的阈值的大约1.4V电压，所述晶体管38就截止。此外，在图3的例子中，与晶体管38的基极32连接的电压源是由回扫变压器产生的一个13V电压源。为了将发射极31的电压箝位在与基极32相同的值，就将晶体管38的发射极31与齐纳二极管34的一个端子33相连。在发生电源中断时，由回扫变压器产生的电压降低得要比由开关型变压器产生的电压快，结果，晶体管38的发射极31和基极32之间的电压差增加并且晶体管38被导通。晶体管38的集电极39上的电位被朝向正值方向驱动，而后晶体管27的基极28上的电位亦如此。晶体管27被导通，而后将静噪端子18电压降下。
对已知的已有技术的改进就是在装置被关闭时作出更快的反应以便消除音频放大器的噪声。业已对这种改进做过测定并且在下面将一方面参照图4、5和6，另一方面参照图7和8对它加以说明。图4、5和6是表示不同的电压(用纵坐标表示)对时间(用横坐标表示)的曲线。第一组曲线41和42表示在音频放大器的静噪管脚18上的电压值，曲线41不利用本发明，而曲线42利用了本发明。第二种曲线43表示UA的降低，它是由开关型电源产生的电压。第三种曲线44表示在微处理器1的断电输入端的电压。在曲线43上可以看出直到点A以前UA的值是恒定的，从A点开始UA的值开下降。对应于A点的这一瞬间就是电视机被关闭的瞬间。这个时刻在图4和5中用垂直的虚线表示。可以以这一时刻A为基准对持续时间进行比较。在图4上可以看出静噪管脚18上的电压首先是恒定的，在时刻A之后的一段时间开始下降。管脚18上的电压开始下降的时刻在图4和6的曲线41上标记为B，而在图5和6的曲线42上标记为B′。在时刻A和时刻B之间经过的时间在不利用本发明的情况下为60微秒，而在时刻A和时刻B′之间经过的时间在利用本发明的情况下为20微秒。事实上AB和AB′之间的40微秒的差别并不反映利用本发明和不利用本发明两种情况之间的实际的时间差。音频放大器是一种AB类放大器，其静噪阈值大约为1.6V。这是由以下事实得出的，这就是真实的时间差应该按1.6V的纵坐标观测。在同时绘有曲线41和42并且在1.6V的电平上画有一条水平线的图6上按照1.6V的电平进行比较。所述水平线分别在C和D与曲线41和42相交。表示实际静噪时间差的CD的长度为80微秒。已测量出在音频放大器的输出端这种时间差的效应并示于图7和8中。在所述这两幅图中，曲线45表示在正常运行条件下在第一段时间内的声音电平和在进行噪声抑制时所发生的情况。曲线41和42分别绘制在图7和8中。在图7和8中用水平虚线46表示静噪电压。在管脚18上的电压达到静噪电平时，音频放大器的输出为零。在图7中可以看出，在静噪管脚18上的电压开始下降的那一时刻和达到静噪电平的那一时刻之间在音频放大器的输出端存在一个尖峰47。可以认为所述尖峰47就处在所听到的爆音声的起点。在图8中，由于静噪管脚的电压的快速反应，所述尖峰47不再存在。
Claims (6)
1.一种电子装置，它包括一个安装有两个变压器(35，36)，即开关型变压器(35)和回扫变压器(36)的电源，所述装置还包括一个音频放大器(19)并且所述放大器(19)具有一个静噪管脚(18)，该静噪管脚的电压取决于一端(21)与所述静噪管脚(18)相连的电容器(20)的电荷，所述电容器(20)通过第一晶体管(27)还与恒压端子(37)相连，所述第一晶体管(27)有三个电极，即集电极、发射极和控制电极(28)并且所述电容器(20)通过所述第一晶体管(27)的集电极发射极通路与所述恒压端子(37)连接，其特征在于：所述第一晶体管(27)的基极(28)与具有三个电极，即第一电极(39)、第二电极(31)和基极(32)的第二晶体管(38)的第一电极(39)相连，所述第二晶体管(38)的第一电极第二电极通路耦合到从开关型电源变压器(35)引出产生的电压源并且其中所述第二晶体管(38)的基极(32)耦合到从回扫变压器(36)引出产生的电压源，结果在该电子装置由开向关或备用转换时，第二晶体管(38)变为导通并且还触发第一晶体管(27)使其也变为导通，于是提供了所述第一晶体管(27)的集电极发射极通路，使所述电容器(20)放电并消除该音频放大器(19)的噪声。
2.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，所述第一晶体管(27)是NPN型晶体管，而所述第二晶体管(38)是PNP型晶体管。
3.根据权利要求2所述电子装置，其特征在于所述第二晶体管(38)的所述第一电极(39)是该晶体管的集电极，而所述第二晶体管的所述第二电极是该晶体管的发射极。
4.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，第二晶体管(38)的一个电极(31)与齐纳二极管(34)的一端(33)相连，所述齐纳二极管(34)将施加到所述电极(31)上的电压箝位在一电平上，该电平与加到所述第二晶体管(38)的基极(32)上的电压的差小于将使所述第二晶体管(38)导通的阈值电平。
5.一种电子装置，它包括一个安装有两个变压器(35，36)，即第一变压器(35)和第二变压器(36)的电源，由所述第一变压器提供的电压值在该装置被关闭时随时间降低，降低的速度低于由所述第二变压器提供的电压，所述装置还包括一个音频放大器(19)并且所述放大器(19)具有一个静噪管脚(18)，该静噪管脚的电压取决于一端(21)与所述静噪管脚(18)相连的电容器(20)的电荷，所述电容器(20)还通过一个包括有源元件(27)的放电电路(26，27)与一个恒压端子(37)相连，所述有源元件至少有二个电极，即一个第一电极和一个第二电极(28)，所述第一电极耦合到从第一变压器(35)引出的第一电压源，所述第二电极耦合到从第二变压器(36)引出的第二电压源，所述有源元件在由第一和第二电压源产生的电压之间的差值足以触发所述有源元件(27)时变为导通。
6.一种电子装置，它包括一个安装有两个变压器(35，36)，即第一变压器(35)和第二变压器(36)的电源，由所述第一变压器提供的电压值在该装置被关闭时随时间降低，降低的速度低于由所述第二变压器提供的电压，所述装置还包括一个音频放大器(19)并且所述放大器(19)具有一个静噪管脚(18)，该静噪管脚的电压取决于一端(21)与所述静噪管脚(18)相连的一个电容器(20)的电荷，所述电容器(20)通过一个第一晶体管(27)还与一个恒压端子(37)相连，所述第一晶体管(27)有三个电极，即集电极、发射极和控制电极(28)并且所述电容器(20)通过所述第一晶体管(27)的集电极发射极通路与所述恒压端子(37)连接，其特征在于：所述第一晶体管(27)的基极(28)与具有三个电极，即第一电极(39)、第二电极(31)和基极(32)的第二晶体管(38)的第一电极(39)相连，所述第二晶体管(38)的第一电极第二电极通路耦合到从第一变压器(35)引出产生的电压源并且在其中所述第二晶体管(38)的基极(32)耦合到从第二变压器(36)引出产生的电压源，从而为该电子装置被关闭时，第二晶体管(38)变为导通并且还触发第一晶体管(27)使其也变为导通，于是提供了所述第一晶体管(27)的集电极发射极通路，使所述电容器(20)放电并消除该音频放大器(19)的噪声。
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