CN1454000A - 冲击声防止电路 - Google Patents

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Abstract

一种冲击声防止电路，使BTL方式的音频放大器从电源接通后的约100msec后开始稳定工作。该电路包括：基准电压端子(26)，其基准电压响应电源电压的接通而上升；第1运算放大器(4)，被施加基准电压作为偏置电压，放大来自输入端子的音频信号；第2运算放大器(7)，被施加来自基准电压端子(26)的基准电压作为偏置电压，放大第1运算放大器(4)上施加的音频信号的反转信号；第1及第2缓冲器(13、14)，被施加基准电压；第1输出端子(9)，将第1运算放大器(4)的输出端子和第1缓冲器(13)的输出端子相连接；以及第2输出端子(10)，将第2运算放大器(7)的输出端子和第2缓冲器(7)的输出端子相连接。

Description

冲击声防止电路
技术领域
本发明涉及BTL输出方式的音频放大器所使用的冲击声防止电路，特别涉及使用用同一基准电压来施加偏置的2个运算放大器的音频放大器的冲击声防止电路。
背景技术
在摄像机或数字照相机等电子式摄像(照相)机中，有的包括液晶监视器。如果包括液晶监视器，则还需要音频功能，还要求扬声器功能。因此，例如有下述扬声器功能：在用户接通电源的情况下，用声音向用户通知电源已接通。
这种声音被称为哔哔声，在电源接通后的约100msec产生。此外，在电子式摄像(照相)机中，大多数电源电压很低。因此，使用即使是低电源电压、也能够尽量确保动态范围的BTL方式。如果是BTL方式，则向扬声器两端施加相位相反的信号，所以能够确保很宽的动态范围。
图2示出这种BTL方式的音频放大器。在图2中，向输入端子1施加音频信号。端子2及端子3是IC(集成电路)的外部端子。电容器C2是IC的外置部件。该电容器C2是隔直流电容器，音频信号被暂时输出到IC的外部，除去直流分量后，再次返回到IC内部。
然后，返回到IC内部的音频信号由第1运算放大器4放大。第1运算放大器4是按照由电阻R9和R10的电阻比决定的反馈率来决定增益的放大器。音频信号施加到第1运算放大器4的反相输入端子(-)上，所以在输出端子5上得到相位被反转了的音频信号。响应电源电压的接通，基准电压电容器C1由IC侧充电。基准电压电容器C1被充电后，从基准电压产生电路6产生基准电压。该基准电压作为第1运算放大器4及第2运算放大器7的偏置电压被施加到各个正相输入端子(+)上。
第1运算放大器4的输出端子5上产生的音频信号被施加到第2运算放大器7的反相输入端子上。因此，在输出端子8上得到相位再次被反转了的音频信号。即，得到恢复正相的音频信号。第2运算放大器7进行与第1运算放大器4同样的工作，根据电阻R11和R12的电阻比来决定增益。
因此，在端子9上得到反转了的音频信号，在端子10上得到未反转的音频信号。扬声器11由这2个音频信号驱动，得到哔哔声等音频。
然而，音频放大器在电源接通时一般产生冲击声。因此，具有冲击声干扰哔哔声的问题。
发明内容
因此，本发明提供一种冲击声防止电路，使图2所示的BTL方式的音频放大器从电源接通后的约100msec后能够开始稳定工作。
本发明就是鉴于上述现有技术的课题而提出的，其特征在于，包括：基准电压端子，其基准电压响应电源电压的接通而上升；第1运算放大器，被施加输入音频信号及上述基准电压；第2运算放大器，被施加上述输入音频信号的反转信号及上述基准电压；以及第1及第2缓冲器，被施加上述基准电压；在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器。
此外，本发明的特征在于，包括：输入端子，被施加除去了直流分量的输入音频信号；基准电压端子，其基准电压响应电源电压的接通而上升；第1运算放大器，被施加来自该基准电压端子的基准电压作为偏置电压，放大来自上述输入端子的音频信号；第2运算放大器，被施加来自上述基准电压端子的基准电压作为偏置电压，放大上述第1运算放大器上施加的音频信号的反转信号；第1及第2缓冲器，被施加来自上述基准电压端子的基准电压；第1输出端子，将上述第1运算放大器的输出端子和上述第1缓冲器的输出端子连接在一起；以及第2输出端子，将上述第2运算放大器的输出端子和上述第2缓冲器的输出端子连接在一起；在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，上述基准电压变化后，使上述第1输出端子的直流电压和上述第2输出端子的直流电压随其同样变化，防止上述第1输出端子和上述第2输出端子之间的直流变动引起的冲击声。
此外，本发明的特征在于，包括：隔直流电容器，除去输入音频信号中的直流分量；基准电压电容器，响应电源电压的接通而被充电，产生基准电压；第1运算放大器，被施加来自该基准电压电容器的基准电压作为偏置电压，放大来自上述隔直流电容器的音频信号；第2运算放大器，被施加来自上述基准电压电容器的基准电压作为偏置电压，放大上述第1运算放大器上施加的音频信号的反转信号；第1及第2缓冲器，被施加来自上述基准电压电容器的基准电压；第1输出端子，将上述第1运算放大器的输出端子和上述第1缓冲器的输出端子连接在一起；第2输出端子，将上述第2运算放大器的输出端子和上述第2缓冲器的输出端子连接在一起；以及扬声器，被连接在上述第1输出端子和上述第2输出端子之间；在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，上述基准电压变化后，使上述第1输出端子的直流电压和上述第2输出端子的直流电压随其同样变化，防止从上述扬声器产生冲击声。
附图说明
图1是本发明实施方式的冲击声防止电路的电路图。
图2是BTL方式的音频放大器的电路图。
图3是本发明实施方式的缓冲器、运算放大器以及控制电路19的具体电路图。
具体实施方式
接着，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在图1中，12是产生来自基准电压电容器C1的基准电压的缓冲器，13及14是被施加了来自缓冲器12的基准电压作为偏置电压的第1及第2缓冲器。
此外，9是将第1运算放大器4的输出端子和第1缓冲器13的输出端子连接在一起的端子，10是将第2运算放大器7的输出端子和第2缓冲器14的输出端子连接在一起的端子，R6至R8是用电阻比对电源电压Vcc进行分压、在点A和点B上产生基准电压的电阻。
此外，15是由晶体管Q4、Q5及电阻R4构成的第1电平比较器，进行来自基准电压电容器C1的基准电压和点B的基准电压的电平比较，将其结果施加到晶体管Q3及Q6的基极上。16是由晶体管Q9、Q10及电阻R5构成的第2电平比较器，进行来自基准电压电容器C1的基准电压和点A的基准电压的电平比较，将其结果施加到晶体管Q8的基极上。
此外，17是用与晶体管Q3的集电极电流相等的电流对基准电压电容器C1进行充电的电流镜电路，R3是限流电阻，19是响应晶体管Q7、Q8的导通来产生控制信号的控制电路。20是按照来自控制电路19的控制信号来切换到端子a或b的开关，21是经开关20向第1运算放大器4及第2运算放大器7或第1缓冲器13及第2缓冲器14提供工作电流的工作电流源。
其中，在图1中，对与图2相同者附以相同的标号。
在图1所示的电路中，来自缓冲器12的基准电压不仅施加到第1运算放大器4及第2运算放大器7上，还施加到第1缓冲器13及第2缓冲器14上。
在电源接通之后，立即同时启动第1缓冲器13及第2缓冲器14，使第1运算放大器4及第2运算放大器7都不能工作。第1缓冲器13及第2缓冲器14的输出电压与缓冲器12的输出电压完全相等。
因此，在端子9和端子10上产生完全相同的直流电压，所以扬声器11中不流过电流，不发出声音。第1缓冲器13及第2缓冲器14的输出端子为低阻抗，第1运算放大器4及第2运算放大器7都不能工作，所以不受来自端子3的信号或电源上升造成的噪声的影响。
该状态在产生冲击声的期间进行，缓冲器12的输出电压上升到第1运算放大器4及第2运算放大器7所需的偏置电平Vref1。此时，开关20切换到端子a侧。在此期间内，第1缓冲器13及第2缓冲器14经电阻R9和R10将隔直流电容器C2充电到Vref1。
通过该工作，开关20切换到端子b侧，在第1运算放大器4及第2运算放大器7开始工作时，端子3、端子9及端子10的直流电压相等，所以扬声器11中不流过电流。端子3、端子9及端子10的直流电压相等，所以来自端子2的交流音频信号经隔直流电容器C2、电阻R9和R10施加到第1运算放大器4上。由于第1缓冲器13停止工作，所以第1运算放大器4的输出信号经电阻R11和R12施加到第2运算放大器7上。
因此，在端子9上得到反转了的音频信号，在端子10上得到未反转的音频信号。扬声器11由这2个音频信号驱动，得到哔哔声等音频。
接着，说明缓冲器12的基准电压的增加方法及开关20的端子a、b的切换工作。假设图1的电源线25的电压从接地状态接通到Vcc。
于是，在点A和点B上立即产生基准电压，点A的基准电压被施加到晶体管Q10的基极上，点B的基准电压被施加到晶体管Q5的基极上。电阻R1和R2被设定为50K欧姆左右的高电阻值。
这是为了除去电源线25的波纹。基准电压电容器C1的基准电压被用于运算放大器的偏置电压，所以必须稳定。因此，端子26的电压最初很低。于是，晶体管Q4导通，Q5截止。晶体管Q4导通后，晶体管Q7导通。
另一方面，由于端子26的电压低，所以晶体管Q9的基极电压也低。于是，晶体管Q9导通，Q10截止。根据晶体管Q7的导通，控制电路19将开关20切换到端子a。
因此，可以在电源接通之后立即同时启动第1缓冲器13及第2缓冲器14，使第1运算放大器4及第2运算放大器7都不能工作。
使该状态持续多久要按照冲击声和哔哔声的产生定时来决定。该状态根据基准电压电容器C1的充电速度来决定。即，如果基准电压电容器C1的充电电压超过点B的基准电压则切换。电阻R1为高电阻值，所以如果直接这样充电，则要花费很多时间。
因此，在图1所示的电路中，用电流镜电路17来调整对基准电压电容器C1的充电速度。在晶体管Q7接通时，也同时使晶体管Q3导通。晶体管Q3导通后，电流镜电路17工作，与电阻R3中流过的电流相等的电流流向基准电压电容器C1。电流镜电路17中流过的电流由电阻R3来决定，所以能够自由地设定第1电平比较器15的反转定时。
这样，对基准电压电容器C1的充电由电阻R1和电流镜电路17来进行，端子26的电压上升。然后，基准电压电容器C1的充电电压超过点B的基准电压后，晶体管Q4截止，晶体管Q5导通。晶体管Q5导通后，晶体管Q6导通，点B的基准电压为低电平。
这是为了缩短第1电平比较器15的反转时间而进行的。晶体管Q4截止后，晶体管Q3、晶体管Q7截止。晶体管Q3截止后，电流镜电路17进行的充电停止。晶体管Q7截止后，控制电路19将开关20切换到端子b侧。
于是，可以切断第1缓冲器13及第2缓冲器14，使第1运算放大器4及第2运算放大器7都开始工作。其中，此时与基准电压电容器C1的充电电压相比，点A的基准电压设定得足够高，所以晶体管Q9仍然导通，晶体管Q10仍然截止。
基准电压电容器C1本来是为了向第1运算放大器4及第2运算放大器7施加偏置电压而配置的。在图1中，将用于此的基准电压电容器C1兼用于形成规定时间(停止运算放大器、使缓冲器工作的时间)。通过该兼用，无需另外准备设定时间用的电容器等，适于削减元件数和IC化。
如前所述，在电源接通时，第1缓冲器13及第2缓冲器14工作，第1运算放大器4及第2运算放大器7不工作，所以不产生冲击声。
接着，说明电源切断时的情况。在电源为0V时，会向端子2施加异常的波形。因此，异常波形通过第1运算放大器4及第2运算放大器7从扬声器11产生冲击声。因此，在图1中，在电源切断时也使用电源接通时的系统，启动第1缓冲器13及第2缓冲器14，防止冲击声。
假设图1所示的电源线25的电压从Vcc变为接地状态。于是，点A和点B立即变为接地电平。点A变为接地电平后，晶体管Q9截止，晶体管Q10导通。基准电压电容器C1经电阻R2放电，所以端子26的电压徐徐降低，但其速度很慢。
晶体管Q10导通后，晶体管Q8导通，控制电路19将开关20切换到端子a侧。端子9及端子10的端子电压由缓冲器12的直流电压来决定。因此，即使从端子2施加异常的波形，端子9及端子10的端子电压也不受影响。
其中，点B变为接地电平后，晶体管Q4截止，晶体管Q5导通。晶体管Q4截止后，晶体管Q3截止，电流镜电路17停止充电。
因此，根据图1所示的电路，也能够防止电源切断时的冲击声。
图3示出图1的第1缓冲器13及第2缓冲器14和第1运算放大器4及第2运算放大器7由控制电路19驱动的情况的具体电路例。
图3的控制电路19包括电压源30和开关31，在使缓冲器32工作时，变到a侧，而在使运算放大器33工作时变到b侧。开关31变到a侧后，电压源30的电压施加到晶体管34、35上，晶体管34、35导通。晶体管34、35导通后，晶体管36、37导通，差分放大器38进行工作。
向差分放大器38的输入端子39施加来自图1的缓冲器12的基准电压。差分放大器38进行100％的负反馈工作，所以在输出端子40上得到与输入端子39的电压相同的电压。此时，流过工作电流的晶体管41、42截止，所以运算放大器33停止工作。
接着，开关31变到b侧，电压源30的电压施加到晶体管41、42上，晶体管41、42导通。晶体管41、42导通后，晶体管43导通，差分放大器44进行工作。向差分放大器44的输入端子45上施加来自图1的缓冲器12的基准电压。差分放大器44以由电阻46、47的电阻比决定的增益来进行放大工作。来自输入端子48的信号被放大，导出到输出端子49。
因此，根据图3的电路，能切换缓冲器和运算放大器并使其工作。
根据本发明，在电源电压接通之后立即接通第1及第2缓冲器，切断第1及第2运算放大器，将基准电压电容器的充电电压施加到第1及第2缓冲器上，将第1及第2缓冲器的输出端子连接到扬声器两端，所以扬声器两端的电压变化完全相等，不从扬声器发出冲击声。
此外，根据本发明，在电源电压接通之后立即接通第1及第2缓冲器，预先对第1及第2运算放大器上连接的隔直流电容器进行充电，然后接通第1及第2运算放大器，所以在工作从缓冲器切换到运算放大器的瞬间，扬声器两端的电压变化也完全相等，不从扬声器发出冲击声。

Claims (8)

1、一种冲击声防止电路，其特征在于，
包括：基准电压端子，其基准电压响应电源电压的接通而上升；第1运算放大器，被施加输入音频信号及上述基准电压；第2运算放大器，被施加上述输入音频信号的反转信号及上述基准电压；以及第1及第2缓冲器，被施加上述基准电压；
在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，导出上述第1及第2缓冲器的输出信号来取代上述第1及第2运算放大器的输出信号。
2、一种冲击声防止电路，其特征在于，
包括：输入端子，被施加除去了直流分量的输入音频信号；基准电压端子，其基准电压响应电源电压的接通而上升；第1运算放大器，被施加来自该基准电压端子的基准电压作为偏置电压，放大来自上述输入端子的音频信号；第2运算放大器，被施加来自上述基准电压端子的基准电压作为偏置电压，放大上述第1运算放大器上施加的音频信号的反转信号；第1及第2缓冲器，被施加来自上述基准电压端子的基准电压；第1输出端子，将上述第1运算放大器的输出端子和上述第1缓冲器的输出端子连接在一起；以及第2输出端子，将上述第2运算放大器的输出端子和上述第2缓冲器的输出端子连接在一起；
在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，上述基准电压变化后，使上述第1输出端子的直流电压和上述第2输出端子的直流电压随其同样变化，防止上述第1输出端子和上述第2输出端子之间的直流变动引起的冲击声。
3、如权利要求2所述的冲击声防止电路，其特征在于，在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，然后切断上述第1及第2缓冲器，接通上述第1及第2运算放大器，在上述第1输出端子和上述第2输出端子之间得到放大了的音频信号。
4、如权利要求2所述的冲击声防止电路，其特征在于，在上述第1输出端子和上述第2输出端子之间连接有扬声器。
5、一种冲击声防止电路，其特征在于，
包括：隔直流电容器，除去输入音频信号中的直流分量；基准电压电容器，响应电源电压的接通而被充电，产生基准电压；第1运算放大器，被施加来自该基准电压电容器的基准电压作为偏置电压，放大来自上述隔直流电容器的音频信号；
第2运算放大器，被施加来自上述基准电压电容器的基准电压作为偏置电压，放大上述第1运算放大器上施加的音频信号的反转信号；第1及第2缓冲器，被施加来自上述基准电压电容器的基准电压；第1输出端子，将上述第1运算放大器的输出端子和上述第1缓冲器的输出端子连接在一起；第2输出端子，将上述第2运算放大器的输出端子和上述第2缓冲器的输出端子连接在一起；以及
扬声器，被连接在上述第1输出端子和上述第2输出端子之间；
在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，上述基准电压变化后，使上述第1输出端子的直流电压和上述第2输出端子的直流电压随其同样变化，防止从上述扬声器产生冲击声。
6、如权利要求5所述的冲击声防止电路，其特征在于，在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，然后切断上述第1及第2缓冲器，接通上述第1及第2运算放大器，在上述第1输出端子和上述第2输出端子之间得到放大了的音频信号。
7、如权利要求5所述的冲击声防止电路，其特征在于，在电源电压接通之后，立即接通上述第1及第2缓冲器，切断上述第1及第2运算放大器，通过接通上述第1及第2缓冲器来对上述隔直流电容器进行充电，然后在切断上述第1及第2缓冲器、接通上述第1及第2运算放大器时使上述第1输出端子和上述第2输出端子之间不产生直流电平之差。
8、如权利要求5所述的冲击声防止电路，其特征在于，上述第1运算放大器、上述第2运算放大器、上述第1及第2缓冲器被配置在IC内部，上述隔直流电容器及上述基准电压电容器被配置在IC外部。
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