CN204376839U - 一种音频功率放大器负载检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种音频功率放大器负载检测电路，包括音频信号和信号发生器，所述音频信号与信号发生器的输出端接有一开关K1，开关K1设有一动片，开关K1的输出端接一功率放大器，所述功率放大器的输出端接一负载，所述功率放大器的输出端接一电压检测，电压检测并联于功率放大器与负载之间，所述负载的下端接一电流检测，所述负载的输出端接一采样电阻R1，电流检测设置于采样电阻R1的输出端。本实用新型当功放产品输出功率过大时，降低产品输出功率，保护功放产品和扬声器，当产品输出功率正常，不超过额定输出功率时，产品输出功率不被限制，满额输出。

Description

一种音频功率放大器负载检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种音频功率放大器负载检测电路。

背景技术

音频功率放大器，是用于推动扬声器等负载发声，从而重现声音的功放装置，基本上所有的发声的电子产品中都要用到功率放大器。所有的功率放大器和扬声器都是有一定额定功率的，当功率放大器的输出过大时，从扬声器播放的声音失真明显，扬声器容易因过载而损坏，即使在扬声器上加入现有的扬声器保护技术，当功率放大器输出到扬声器的功率过大时，扬声器将会直接关闭，停止工作，此时声音输出不持续。

⑴当功率放大器的输出过大时，扬声器播放出来的声音信号失真明显，严重影响用户的听觉享受；

⑵当功率放大器加载在扬声器等负载上的输出功率过大，超过扬声器的额定功率时，扬声器容易因为振荡问题而使声音质感下降，此时扬声器线圈流过的电流也会过大，容易损坏扬声器，即使在扬声器上加入现有扬声器保护技术，扬声器输出也会关断，输出声音将会不持续，影响用户使用感受，给用户维修和维护带来不便；

(3)因功率放大器和扬声器阻抗和功率匹配的问题，为使产品在特定环境中能正常、持续、有效地工作，用户往往需要购买额定功率更高的功放产品或负载，这无疑会增加用户的使用和投资成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种当功放产品输出功率过大时，降低产品输出功率，保护功放产品和扬声器，当产品输出功率正常，不超过额定输出功率时，产品输出功率不被限制，满额输出的音频功率放大器负载检测电路。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种音频功率放大器负载检测电路，包括音频信号和信号发生器，所述音频信号与信号发生器的输出端接有一开关K1，开关K1设有一动片，开关K1的输出端接一功率放大器，所述功率放大器的输出端接一负载，所述功率放大器的输出端接一电压检测，所述负载的下端接一电流检测，所述电压检测与电流检测的输出端与功率放大器的输入端连接。

作为优选的技术方案，音频信号与信号发生器的输出端设置一金属触片，开关K1的动片位于两金属触片之间。

作为优选的技术方案，负载的输出端接一采样电阻R1，电流检测设置于采样电阻R1的输出端，采样电阻的一端接地。

作为优选的技术方案，电压检测并联于功率放大器与负载之间。

作为优选的技术方案，所述负载为扬声器负载。

(1)先将开关K1动片切换至信号发生器电路端，电压检测电路检测功率放大器的输出电压，电流检测电路检测扬声器和采样电阻R1间的电压，通过采样电阻R1将采样到的电压值转化为对应的电流值，此电流即为流过扬声器等负载的电流；

(2)将检测到的电压值和电流值相乘，相乘后的结果即为功率放大器的输出功率值；

(3)调节信号发生器的输出电压，使输出功率值等于功率放大器的额定功率，然后使信号发生器输出保持不变，并记下此工作状态下的输出电压值、输出电流值、输出功率值；

(4)此时的输出电压值为电压检测值A，输出电流值为电流检测值B，输出功率值为A和B的乘积，记为P；

(5)开关K1动片切换至音频信号输出端，电压检测电路检测功率放大器输出电压，电流检测电路检测扬声器和采样电阻R1端电压，并通过采样电阻R1将此电压值转换为对应的采样电流值，此电流值即为流过扬声器等负载的电流值，也是功率放大器的输出电流值；

(6)记功率放大器输出电压值为A1，功率放大器输出电流值为B1，功率放大器的输出功率值为P1，则有P1＝A1×B1，当P1值大于P值时，产品的负反馈电路开始工作，通过调整负反馈参数来减小功率放大器的输出功率，直至功率放大器的输出功率小于额定输出功率，此后负反馈电路停止工作，功率放大器的输出功率全部输出给扬声器等负载。

本实用新型的有益效果是：⑴保护功放产品，当功率检测电路检测到功放的输出功率过大时，通过负反馈电路减小功率放大器输出，使功率放大器输出保持在正常范围内，保证声音质感和满足用户的听觉感受；

⑵保护扬声器等负载，加入功率负载检测技术，可有效限制当功放产品的输出功率过大时流过扬声器等负载的电流，从而保护扬声器等负载；

⑶加入功率负载检测技术，用户只需要购买特定场合所要求额定功率的功率放大器和负载，从而节省用户使用和投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统流程图；

图2为本实用新型的第二实施例的系统方框图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，先将开关K1动片切换至信号发生器电路端，电压检测电路检测功率放大器的输出电压，电流检测电路检测扬声器和采样电阻R1间的电压，通过采样电阻R1将采样到的电压值转化为对应的电流值，此电流即为流过扬声器等负载的电流，将检测到的电压值和电流值相乘，相乘后的结果即为功率放大器的输出功率值，调节信号发生器的输出电压，使输出功率值等于功率放大器的额定功率，然后使信号发生器输出保持不变，并记下此工作状态下的输出电压值、输出电流值、输出功率值，当然，此时的输出电压值为电压检测值A，输出电流值为电流检测值B，输出功率值为A和B的乘积，记为P。

然后开关K1动片切换至音频信号输出端，电压检测电路检测功率放大器输出电压，电流检测电路检测扬声器和采样电阻R1端电压，并通过采样电阻R1将此电压值转换为对应的采样电流值，此电流值即为流过扬声器等负载的电流值，也是功率放大器的输出电流值，记功率放大器输出电压值为A1，功率放大器输出电流值为B1，功率放大器的输出功率值为P1，则有P1＝A1×B1，当P1值大于P值时，产品的负反馈电路开始工作，通过调整负反馈参数来减小功率放大器的输出功率，直至功率放大器的输出功率小于额定输出功率，此后负反馈电路停止工作，功率放大器的输出功率全部输出给扬声器等负载。

实施例2

如图2所示，功放电路由电压放大电路和电流放大电路组成，功率检测电路由电压检测电路、电流检测电路、乘法器、功率值显示电路构成，功率值由数码管显示，比较电路由比较器、VR1、加法器构成，整个实施例电路由功放电路、扬声器等负载、采样电阻R1、功率检测电路、电阻R2、电阻R3、电容C1、比较电路、继电器、负反馈电路构成。

先将开关K1切换到信号发生器接入端，调整信号发生器输出大小，观察数码管显示的功率值大小，当数码管显示的功率值等于功放的额定输出功率值，停止调节信号发生器输出信号大小，用测试仪器测量加法器的输出大小，如图2所示，电流放大电路的输出电压为V1，采样电阻R1离地端电压为V2，则电压检测值为V1，电流检测值为V2/R1，功率值为V1×V2/R1，加法器输出值为(V1+V2×R2/R1)，记录下功放电路额定输出时的加法器输出电压，此输出电压值即为比较器负输入端电压，然后调节VR1，使VR1调节端电压(即比较器正输入端电压，也为比较器参考电压)等于加法器输出电压。

再将开关K1切换到音频信号输入端，让音频信号进入功放电路，在功放电路输出端加入匹配的扬声器等负载，此时电压检测电路和电流检测电路会检测到功放电路输出电压和输出电流，并以此来检测功放产品的输出功率，通过数码管来显示此输出功率，当输出功率小于开关K1切换在信号发生器输入端时所记录的额定输出功率时，加法器对应输出电压即比较器负输入端电压小于比较器参考电压，比较器输出高电平，继电器断开，负反馈电路不工作，此时功放输出功率不受到限制，其输出功率完全加载在扬声器等负载上。当功放电路的输出功率过大时，功放电路的输出电压或输出电流会超过对应的额定值，此额定值即为开关K1切换到信号发生器输入端时电压监测电路和电流检测电路所测得的电压值和电流值。此时数码管显示的功率值将会大于开关K1切换到信号发生器输入端时的额定功率值，加法器对应输出电压即比较器负输入端电压高于比较器参考电压，比较器输出低电平，继电器吸合，负反馈进入工作状态，减小电压放大电路增益，从而减小电压放大电路和电流放大电路输出，减小输出功率，当输出功率降低到额定输出功率时，电容C1的电压不会立即降低，电容C1通过R3放电，当电容C1的电压小于比较器参考电压时，继电器断开，负反馈电路停止工作，因此继电器吸合到断开的时间由C1和R3的参数决定，实际电路中可通过调节C1和R3的参数来调节输出功率过大时输出功率的下降速度及输出功率最小值。

本实用新型的有益效果是：⑴保护功放产品，当功率检测电路检测到功放的输出功率过大时，通过负反馈电路减小功率放大器输出，使功率放大器输出保持在正常范围内，保证声音质感和满足用户的听觉感受；

⑵保护扬声器等负载，加入功率负载检测技术，可有效限制当功放产品的输出功率过大时流过扬声器等负载的电流，从而保护扬声器等负载；

⑶加入功率负载检测技术，用户只需要购买特定场合所要求额定功率的功率放大器和负载，从而节省用户使用和投资成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种音频功率放大器负载检测电路，其特征在于：包括音频信号和信号发生器，所述音频信号与信号发生器的输出端接有一开关K1，开关K1设有一动片，开关K1的输出端接一功率放大器，所述功率放大器的输出端接一负载，所述功率放大器的输出端接一电压检测，所述负载的下端接一电流检测，所述电压检测与电流检测的输出端与功率放大器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的音频功率放大器负载检测电路，其特征在于：所述音频信号与信号发生器的输出端设置一金属触片，开关K1的动片位于两金属触片之间。

3.根据权利要求1所述的音频功率放大器负载检测电路，其特征在于：所述负载的输出端接一采样电阻R1，电流检测设置于采样电阻R1的输出端，采样电阻的一端接地。

4.根据权利要求1所述的音频功率放大器负载检测电路，其特征在于：所述电压检测并联于功率放大器与负载之间。

5.根据权利要求1所述的音频功率放大器负载检测电路，其特征在于：所述负载为扬声器负载。