CN1211919C - 扬声器驱动电路 - Google Patents
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Abstract
为避免当音频信号电平升高时对声音质量带来不利影响，在一个包括用于加强超低音区的超低音区加强器件和一个高通滤波器的扬声器驱动电路中，设置了用于当要送往扬声器的音频信号低于中等电平时使高通滤波器脱离音频信号线路，并且在要送往扬声器的音频信号高于中等电平时将高通滤波器插入音频信号线路中的开关器件。
Description
技术领域
本发明涉及适用于驱动比较小的扬声器如装在电视机中的扬声器的扬声器驱动电路。
背景技术
在电视机中，例如使用了比较小的扬声器，这是因为空间有限，所以通常不能很好地重放超低音区。另外，人类听觉特性曲线根据声级而变化并且具有以下趋势。当声级降低时，对超低音区的敏感性也降低。因而，当声级低时，存在着难于听到超低音的问题。
为了解决上述在声级低时很难听到超低音的问题，迄今为止地知道了一种采用所谓的音量控制电路的方法，所述电路对应于声级监听电平地改变扬声器驱动电路的频率特性曲线。当监听电平高时，扬声器驱动电路的频率特性曲线通过音量控制电路而变得比较平，当监听电平低时，音量控制电路也加强高音区。图5是表示音量控制电路的一个例子的电路曲线图。
在根据图5的说明中，图5的参考数字1表示用于接收音频信号的音频信号输入端，这个音频信号输入端1与一个耦合电容器2的一端相连，耦合电容器2的另一端通过一个由电容器3、4和电阻5构成的串联电路接地，耦合电容器2与电容器3的连接中点通过可变电阻器6接地，而电容器3、4的接地中点与可变电阻器6的电阻件6a的中间点相连。
在可变电阻器6的活动件6b上获得的音频信号通过耦合电容器7被输入功率放大器8，在功率放大器8输出侧获得的音频信号被输入扬声器9的音圈中，扬声器9的振膜振动而发声。
如图6所示，当监听电平高时，从功率放大器8到扬声器9的音频信号的频率特性曲线在超低音区到高音区的范围内是平坦的。当监听电平低时，加强了超低音区和高音区。因此，无论监听电平是高是低，都可以听到超低音。另外，频率特性曲线如此扩展到超低音区，即可以没有信号相位损失地获得质低音。
但是，在扬声器比较小时，例如当它是装在电视机中的扬声器时，当升高音频信号电平并且通过具有高电平的超低音频信号来驱动扬声器8时，扬声器9的振膜本身振动，但不能足以驱动空气。因此，对声音质量造成了不利影响。
发明内容
鉴于上述问题而设计出了本发明。本发明的一个目的是，即使音频信号电平被提高了，也要避免对声音质量的不利影响。
本发明提出了一种扬声器驱动电路，它包括一个用于调节被送往扬声器的音频信号的输出电平的音量调节器件和一个其频率特性曲线可以对应于该音量调节器件的调节状态地改变的超低音加强电路，该扬声器驱动电路还包括：用于检测该音量调节器件的调节状态的电平检测器；用于当该电平检测器检测到所述音量调节器件被调整到使音频信号的输出电平高于一个特定电平时减少音频信号的超低音部分的超低音消音器件。
根据本发明，只要音频信号低于中等电平，则一个在频率特性曲线中扩展到超低音区的信号驱动扬声器，从而没有相位损失地获得了高质低音，但当音频信号高于中等电平时，由于高通滤波器截住了超低音区，所以没有出现削波等现象，而且扬声器振膜没有在超低音区振动，由此没有对声音质量产生不利影响。
附图说明
图1是表示本发明的扬声器驱动电路一个实施例的框图。
图2是图1的说明图。
图3是表示本发明的扬声器驱动电路的另一个实施例的框图。
图4是图3的说明图。
图5是表示扬声器驱动电路现有技术的框图。
图6是图5的说明图。
具体实施方式
参见图1、2来说明本发明的扬声器驱动电路的一个实施例。在图1中，对应于图5的部件用相同参考数字表示。
在图1中，参考数字1表示一个用于接收音频信号的音频信号输入端，这个音频信号输入端1与一个耦合电容器2的一端相连，而耦合电容器2的另一端通过一个由电容器3、4和电阻5构成的串联电路接地，耦合电容器2与电容器3的连接中点通过可变电阻器6接地，电容器3、4的接地中点与可变电阻器6电阻件6a的中间点相连。电容器3、4、电阻5和可变电阻器6构成了音量控制电路。
在这个例子中，可变电阻器6的活动件6b通过耦合电容器7与转换开关10的活动触点10c相连，转换开关10的一个固定触点10a与一个转换开关12的一个固定触点12a相连，而转换开关10的另一个固定触点10b通过一个截留超低音的高通滤波器11与转换开关12的另一个固定触点12b相连。
在转换开关12的活动触点12c处获得的音频信号通过一个耦合电容器13被送往功率放大器8，在功率放大器8输出侧获得的音频信号被送往扬声器9的音圈，由此使扬声器9的振膜振动而发声。
在这个实施例中，设置了一个电平检测可变电阻器14，即一个用于获得正直流电压+V的电源端15通过电平检测可变电阻器14接地，电平检测可变电阻器14的活动件14a与用于音频电平调节的可变电阻器6活动件6b互锁。
在这种情况下，在电平检测可变电阻器14的活动端14a上获得了取决于音频电平调节用的可变电阻器6活动件6b的位置的检测电压电平Vs，即音量调节状态。
在电平检测可变电阻器14的活动端14a上获得的这个检测电压电平Vs被送往一个运算放大器16的非倒相输入端+以便构成比较器。
电源端15通过一个由电阻17、18构成的串联分配电路接点，从而当在电阻6活动件6b上获得的音频信号电平是中等电平时，例如送往扬声器9的电平是-30dB，在电阻17、18的连接中点上获得的电压Vc可以等于在电平检测可变电阻器14活动端14a上获得的检测电压电平Vs。
在电阻17、18连接中点处获得的电压Vc被送往运算放大器16的倒相输入端-。因此，当在电平检测可变电阻器14的活动件14a上获得的检测电压电平Vs为0伏-Vc时，即送往扬声器9音圈的音频信号电平低于中等电平例如低于-30dB时，这是低电平“0”，而当在活动件14a上获得的检测电压电平Vs高于电压Vc时，即当送往扬声器8音圈的音频信号电平高于中等电平例如高于-30dB时，这是高电平“1”。
在实施例中，通过运算放大器16的输出来控制转换开关10、12的活动触点10c、12c。即，当运算放大器16的输出侧是低电平“0”时，转换开关10、12的活动触点10c、12c与转换开关10、12的固定触点10a、12a相连，高通滤波器11被插入音频信号线路中。
另一方面，当运算放大器16的输出侧是高电平“1”时，转换开关10、12的活动触点10c、12c与其它固定触点10b、12b相连，高通滤波器11被插入音频信号线路中。
因此，送往扬声器9音圈的音频信号频率特性成图2所示的那样，当音频信号电平低于中等电平如低于-30dB(由虚线表示)时，在超低音区内加强了特性曲线，同时，由于一个在频率特性曲线上扩展到超低音区的音频信号驱动了扬声器音圈9，所以没有相位损失地获得了高质低音。
当送入扬声器9音圈中的音频信号电平高于中等电平如高于-30dB时，音频信号的频率特性曲线成图2所示的样子，就是说，超低音区被高通滤波器截住，因此，没有出现削波等现象。另外，由于扬声器9的振膜没有在超低音区内振动，因此没有对声音质量产生不利影响。
如上所述，根据本实施例，当音频信号低于中等电平如低于-30dB(包括电视机的普通音频电平)时，加强了超低音区，一个在频率特性曲线上扩展到超低音区的音频信号驱动了扬声器9的音圈，因此，没有相位损失地获得了高质低音，而当音频信号高于中等电平如高于-30dB时，通过高通滤波器11截住了超低音区，因此，没有出现削波等现象，另外，由于扬声器9的振膜没有在超低音区内振动，因此没有对声音质量产生不利影响。
图3表示本发明的扬声器驱动电路的另一个实施例。在图3中，对应于图1所示部件的部件用相同参考数字表示并且省略了对其的具体说明。在图3的例子中，与图1的例子不同地，当音频信号电平非常低时，没有加强超低音区。
在图3中，一个音频信号输入端1与一个耦合电容器2的一端相连，而耦合电容器2的另一端通过电容器3与一个转换开关20的固定触点20a相连，转换开关20的活动触点20c通过一个由电容器4和电阻5构成的串联电路接地，电阻5与电容器4的连接中点与转换开关20的另一个固定触点20b相连，电容器3与耦合电容器2的连中点通过可变电阻器6接地，转换开关20的活动触点20c与可变电阻器6电阻件6a的中间点相连。可变电阻器6的活动件6a与转换开关10的活动触点10c相连。
在这种情况下，当转换开关20的活动触点20c与一个固定触点20a相连时，与图1所示一样地，一条用于加强超低音区的音量控制电路被插入音频信号线路中并且加强了超低音区，当转换开关20的活动触点20c与另一个固定触点20b相连时，送往音频信号输入端1的音频信号被直接送往可变电阻器6，从而没有加强超低音区。
在图3所示的例子中，一个用于获得正直流电压+V的电源端15通过一个电平检测可变电阻器14接地，电平检测可变电阻器14的活动件14a与用于音频电平调节的可变电阻器6的活动件6b相连。在这种情况下，在电平检测可变电阻器14的活动件14a上，获得了取决于在音频电平调节用可变电阻器6活动件6b上获得的音频信号电平的检测电压电平Vs。
在这个例子中，取决于在电平检测可变电阻器14的活动件14a上获得的音频信号电平的检测电压电平Vs被送往一个运算放大器21的非倒相输入端+和一个运算放大器22的倒相输入端-以便构成比较器。
在这个例子中，也通过在固定电压输入端21a上施加电压VH，其中由可变电阻器6活动件6b获得的音频信号电平等于中等电平，例如被送往扬声器9的声音频电平调节等于在电平检测可变电阻器14的活动件14a上对应于-30dB获得的检测电压电平，在该固定电压输入端21a上获得的电压VH被送往运算放大器21的倒相输入端-。
另外，在该例子中，通过在固定电压输入端22a上施加电压VL，其中在由可变电阻器6活动件6b获得的音频信号电平低，例如被送往扬声器9的电平等于在电平检测可变电阻器14的活动件14a上对应于-55dB获得的检测电压电平，在固定电压输入端22a上获得的电压VL被送往运算放大器21的非倒相输入端+。
因此，在运算放大器21、22的输出X1、X2中，当在电平检测可变电阻器14的活动件14a上获得的检测电压电平Vs如表1所示地为0-VL时，输出X1是低电平“0”，输出X2是高电平“1”，当检测电压电平Vs是VL-VH时，输出X1是低电平“0”，输出X2是低电平“0”，当检测电压电平Vs是VH-+V时，输出X1是高电平“1”，输出X2是低电平“0”。
表1
| Vs | 0-VL-VH-+V |
| X1 | “0”“0”“1” |
| X2 | “1”“0”“0” |
在这个例子中，运算放大器21、22的输出X1、X2通过电阻被送往一个开关控制电路23。开关控制电路23根据运算放大器21、22的输出X1、X2来转换转换开关20、10、12的活动触点20c、10c、12c。
就是说，转换开关20的活动触点20c与另一个固定触点20b相连，直到在电平检测可变电阻器14的活动件14a上获得的检测电压电平Vs变为电压VL，当这个检测电压电平Vs超过电压VL时，活动件20c与一个固定触点20a相连，此时，音量控制电路被插入音频信号线路中并加强了超低音区。
转换开关10、12的活动触点10c、12c分别与固定触点10a、12a相连，直到在电平检测可变电阻器14的活动件14a上获得的检测电压电平Vs达到电压VH，此时，高通滤波器11没被插入音频信号线路中。
当检测电压电平Vs超过电压VH时，活动触点10c、12c与其它固定触点10b、12b相连，高通滤波器11此时被插入音频信号线路中并截去了超低音区。图3的例子在其它方面与图1的结构相同。
图3的例子是这样构成的并且送往扬声器9音圈的音频信号的频率特性曲线成图4所示的样子，当音频信号电平低如低于-55dB时，它是一条平特性曲线并且没有加强噪音。当该音频信号电平例如高于这个低电平并低于中等电平时如约为-55dB到-30dB时，在该频率特性曲线中没有加强超低音区，扬声器9的音圈被在频率特性曲线中扩展到超低音区的音频信号驱动，从而没有相位损失地获得了高质低音。
当送往扬声器9音圈的音频信号电平高于中等电平如高于-30dB时，音频信号的频率特性曲线成图4所示的样子，并且高通滤波器11截住了超低音区，没有出现削波等现象，扬声器9的振膜没有在超低音区内振动，从而没有对声音质量带来不利影响。
因此，容易理解的是，在图3的例子中也获得了与图1所示例子相同的作用和效果。
上述例子是模拟结构，也可以通过使用DSP(数字信号处理器)和其它器件来形成数字式结构。
本发明不只局限于所示例子，可以在本发明的范围内修改和改动本发明。
如上所述，根据本发明，当音频信号低于中等电平例如低于-30dB时(包括电视机的普通音频电平)，加强超低音区，并且一个在频率特性曲线中扩展到超低音区的音频信号驱动了扬声器音圈，因此，没有相位损失地获得了高质低音，当音频信号高于中等电平例如高于-30dB时，高通滤波器11截住了超低音区，因此没有出现削波等现象，另外，由于扬声器振膜没有在超低音区振动，所以没有对声音质量产生不利影响。
虽然已经参见附图地描述了本发明的优选实施例，但应该理解的是，本发明不局限于上述实施例，本领域技术人员可以在不超出如后续权利要求书所述的本发明范围或精神的前提下实现各种修正和改动。
Claims (3)
1.一种扬声器驱动电路，它包括一个用于调节被送往一个扬声器的音频信号的输出电平的音量调节器件和一个其频率特性曲线可以对应于该音量调节器件的调节状态而改变的超低音加强电路，它还包括：
用于检测该音量调节器件的调节状态的电平检测器；以及
用于当该电平检测器检测到所述音量调节器件被调整到使音频信号的输出电平高于一个特定电平时减少音频信号的超低音部分的超低音消音器件。
2.如权利要求1所述的扬声器驱动电路，其特征在于，所述音量调节器件是一个用于调节音量的可变电阻器，所述电平检测器是一个用于检测电压电平的且与用于调节音量的可变电阻器相连的可变电阻器。
3.如权利要求1或2所述的扬声器驱动电路，其特征在于，所述超低音消音器件包括两个音频信号线路，所述两个音频信号线路的一个音频信号线路被配置用于传输音频信号而不影响频率特性，所述超低音消音器件还包括一个用于截断超低音区的高通滤波器，所述高通滤波器被插入所述两个音频信号线路的另一个音频信号线路，响应所述音量调节器件的调节状态所述一个音频信号线路和所述另一个音频信号线路被选择性地转换。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |