CN208299760U - 一种基于lm4766的低失真信号放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于LM4766的低失真信号放大器，其中，标准TRS音频输入、输出接口(1)通过信号线与前级分压调音电路(2)信号相连，前级分压调音电路(2)通过信号线分别与RC前级高通滤波器(3)和RC前级低通滤波器(4)信号相连，RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)均通过信号线与功率放大电路(5)信号相连，静音电路(6)通过信号线与功率放大电路(5)信号相连，功率放大电路(5)通过信号线与扬声器(7)信号相连。本实用新型的优点是具有较大的输出功率，重低音推力强劲，中频细腻柔和，可以消除LM4766在开关机过程中电流冲击造成的噪声，还可以根据需要对原始输入信号进行高低音调节和音量调节。

Description

一种基于LM4766的低失真信号放大器

技术领域

本实用新型属于音频信号的低失真放大技术领域，尤其涉及一种基于LM4766的低失真信号放大器。

背景技术

由于现代人家庭居室空间有限，音箱小型化也是消费类音响产品的一个发展方向，而中小音箱的音色容易出现单薄、纤弱等不足。采用LM4766放大器的放大功率虽不算大，但音色却十分厚实，且推力也较强，足以满足普通家居音响要求。值得一提的是可以以极低的费用享受到丰润雍容、柔和耐听的电子管机音色。LM4766是美国NS公司Overture系列的音频功率放大器集成电路，该电路为立体声音，在8欧姆负载、失真度(THD+N)小于0.1％时每通道的连续输出功率为40W,具有内部温度保护电路、动态安全区保护、越压、欠压、过载保护。在内部每个放大器具有独立平滑过渡淡入/淡出静音功能，使得电路输出的高斯噪声最小。该电路非常适合用于高档立体声电视机和小型音响系统。

但是单一LM4766音频放大电路存在信号幅值不可调节；高音、低音不可进行滤波调节音色等问题，同时如何确定放大电路的各元件参数，使放大回路达到高效率、低失真，稳定工作也是需要讨论的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于LM4766的低失真音频信号放大器，能够减小噪声、减小失真度。

本实用新型采用如下技术方案：

种基于LM4766的低失真信号放大器，包括标准TRS音频输入、输出接口、前级分压调音电路、RC前级高通滤波器、RC前级低通滤波器、功率放大电路、静音电路、扬声器，标准TRS音频输入、输出接口通过信号线与前级分压调音电路信号相连，前级分压调音电路通过信号线分别与RC前级高通滤波器和RC前级低通滤波器信号相连， RC前级高通滤波器、RC前级低通滤波器均通过信号线与功率放大电路信号相连，静音电路通过信号线与功率放大电路信号相连，功率放大电路通过信号线与扬声器信号相连。

静音电路：LM4766的6、11脚分别为两路功放的静音端，当静音端被拉出大于0.5mA的电流时，输出信号就被截断，功放无输出而处于静音状态。利用静音功能可以消除电源接通和断开时对喇叭的冲击。静音电路通过开关S1来控制LM4766的6脚、11脚的输出状态，进而进行静音控制。

前级分压调音电路：信号经分压式调音电位器W2调节，将由J1 口输出的双路音频信号left、right进行线性分压调节。通过信号电压大小的调节起到调节声音分贝的作用。Lefta、righta将调节后的音频信号送到后级的RC前级高通滤波器、RC前级低通滤波器进行音色调节。

RC前级高通滤波器：将上级分压调音电路的输出信号lefta、 righta进行高通滤波后由leftin、rightin输出到后级，与RC低通滤波器的输出信号耦合过后，送到功率放大电路。在音色调节中，RC高通滤波器可以起到去掉高频刺耳噪音成分、保留中低频部分的人声细节和力量感。C1、C3在作为滤波器电容的同时还作为耦合电容，目的是去除上级信号的直流分量，选择德国WIMA聚丙补品电容，信号经分压式调音电位器W4调节，高通滤波器的截止频率计算公式为：

RC前级低通滤波器：RC前级低通滤波器电路，将上级分压调音电路的输出信号lefta、righta进行低通滤波后由leftin、rightin输出到后继，与RC高通滤波器的输出信号耦合过后，送达功率放大电路。在音色调节中，RC低通滤波器可以起到去掉重低音成分、保留中高频部分的细节，使得声音变得细腻柔软。信号经分压调音电位器W5 调节，低通滤波器的截止频率计算公式为：

RC功率放大电路：将上级RC前级高通滤波器、RC前级低通滤波器耦合过后的输出信号leftin、rightin进行功率放大后由J2、J4口输出到扬声器。其中C2、C6为耦合电容选择德国WIMA聚丙补品电容。R3、C3在这里起到减少杂波干扰，匹配阻抗的作用，其中R3 还起到防止电流偏移的作用。信号经放大后，由LM4766的3脚1路信号输出端输出到扬声器。W1、W3为负反馈网络，反馈到7脚1 路负反馈端。R5、C4起到滤除LM4766自身产生的高频谐振，防止自激。

本实用新型的有益效果：

1、具有较大的输出功率，每个声道在8欧姆的扬声器负载上可以输出40w的平均功率，且失真小于0.1％。在30w的功率输出下只有0.06％的失真，重低音推力强劲，中频细腻柔和。

2、本设计有独立的静音电路，可以消除LM4766在开关机过程中的电流冲击造成的噪声。

3、设计了独立的高频滤波、低频滤波以及调幅电路，可以根据需要对原始输入音频信号进行高低音调节和音量调节。

附图说明

图1为本实用新型的结构信号传递示意图；

图2为静音电路的电路图；

图3为前级分压调音电路的电路图；

图4为RC前级高通滤波器的电路图；

图5为RC前级低通滤波器的电路图；

图6为RC功率放大部分的电路图。

图中：1-标准TRS音频输入、输出接口、2-前级分压调音电路、 3-RC前级高通滤波器、4-RC前级低通滤波器、5-功率放大电路、6- 静音电路、7-扬声器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的种基于LM4766的低失真信号放大器，包括标准TRS音频输入、输出接口1、前级分压调音电路2、RC前级高通滤波器3、RC前级低通滤波器4、功率放大电路5、静音电路6、扬声器7，标准TRS音频输入、输出接口1通过信号线与前级分压调音电路2信号相连，前级分压调音电路2通过信号线分别与RC前级高通滤波器3和RC前级低通滤波器4信号相连，RC前级高通滤波器 3、RC前级低通滤波器4均通过信号线与功率放大电路5信号相连，静音电路6通过信号线与功率放大电路5信号相连，功率放大电路5 通过信号线与扬声器7信号相连。

以上设计具有较大的输出功率，每个声道在8欧姆的扬声器负载上可以输出40w的平均功率，且失真小于0.1％。在30w的功率输出下只有0.06％的失真，重低音推力强劲，中频细腻柔和。

如图2所示，所述的静音电路6为：开关S1的2端口设置有一单刀双掷开关，2端口与一阻值47KΩ的电阻R14信号相连，开关S1 的5端口也为一单刀双掷开关，可通过机械开关的开合控制静音电路的电平状态，进而决定静音与否，5端口一端连接一容量为100uf的电容C17，电容C17的另一端接地，C17为消抖滤波电容，防止静音按键触头闭合时的不完全接触导致的断续静音信号，一般抖动信号的周期为1-5个ms，电容器容抗为Xc＝1/2*pi*f*c,通常要求容抗对高频抖动信号小于50Ω，因此计算取得c＝100uf，开关S1的6端口连接一个阻值为47KΩ的电阻R13，R13为限流电阻，由于静音电流要求输入电流约为0.5mA，电源电压为+/-30V,因此选用47K电阻，30V ÷47000Ω＝0.638mA。

由此本实用新型设计的独立的静音电路，可以消除LM4766在开关机过程中的电流冲击造成的噪声。

如图3所示，所述的前级分压调音电路2为：电位器W2的1号端口与J1端子的1号端子信号相连，4号端口与J1端子的3号端口信号相连，J1端子的2号接口接地，电位器W2的3号端口和6号端口均接地，电位器W2的2号接口与RC前级高通滤波器3、RC前级低通滤波器4信号相连，电位器W2的5号接口与RC前级高通滤波器3、 RC前级低通滤波器4信号相连。

如图4所示，所述的RC前级高通滤波器3为：端子W4的3号接口与容量223pf的电容C2一端信号相连，端子W4的6号接口与容量为223pf的电容C4一端信号相连，电容C2的另一端与电容C4另一端均接地，端子W4的1号接口与容量为222pf的电容C1一端信号相连，端子W4的4号接口与容量为222pf的电容C3一端信号相连，电容C1另一端、电容C3另一端均与功率放大电路5信号相连，端子 W4的2号接口、端子W4的5号接口均与前级分压调音电路2信号相连。

C1的大小是按RC高通滤波器的截止频率公式计算，截止频率按 20-20000Hz算(音频范围))。

如图5所示，所述的RC前级低通滤波器4为：端子W5的1号接口与一阻值为10KΩ的电阻R2、容量为333pf的电容C1一端信号相连，电容C1另一端与阻值为4.7kΩ的电阻R1、端子W5的2号接口、容量为333pf的电容C2一端信号相连，电容C2另一端与阻值为1k Ω的电阻R3、端子W5的3号接口信号相连，电阻R3的另一端与阻值为1KΩ的电阻R5一端均接地，电阻R5的另一端与端子W5的6号接口、电容C4一端信号相连接，电容C4另一端与5号接口、阻值4.7KΩ的电阻R6、电容C3一端信号相连，电容C3的另一端与电阻 R1一端、4号接线端口信号相连，电阻R2另一端、电阻R4另一端均与功率放大电路5信号相连。

独立的高频滤波、低频滤波以及调幅电路，可以根据需要对原始输入音频信号进行高低音调节和音量调节。

如图6所示，所述的功率放大电路5包括left功率放大电路、 right功率放大电路：其中，left功率放大电路为Ⅰ号功放芯片 LM4766信号输入端的一端口与电阻R4一端信号相连，电阻R4另一端与容量为220pf电容C3、阻值为47KΩ的电阻R3、容量为10uf的电容C2信号相连，电容C3另一端与电阻R3的另一端均接地，电容 C2的另一端与阻值为1KΩ的电阻R1一端信号相连，电阻R1另一端接RC前级高通滤波器3、RC前级低通滤波器4，Ⅰ号功放芯片LM4766 信号输入端的另一端口与阻值为1KΩ的电阻R2一端信号相连，电阻 R2另一端接容量为22uf的电容C1的一端，电容C1的另一端接地，Ⅰ号功放芯片LM4766的信号输出端接滑动变阻器W1，电容C4的一端，端子J2的2号接口，电容C4的另一端与阻值为4.7Ω的R5一端信号相连，电阻R5的另一端与端子J1的1号接口信号相连、并接地；

right功率放大电路为：Ⅱ号功放芯片LM4766信号输入端的一端口与阻值为1KΩ的电阻R9一端信号相连，电阻R9另一端与容量 220pf的电容C7、阻值为47KΩ的电阻R8一端、容量为10uf的电容 C6一端信号相连，电容C7另一端与电阻R8另一端均接地，电容C6 另一端与阻值为1KΩ的电阻R6信号相连，Ⅱ号功放芯片LM4766信号输入端的另一端口与阻值为1KΩ的电阻R7一端信号相连，电阻R7 的另一端与容量为22uf的电容C5一端信号相连，电容C5另一端接地，Ⅱ号功放芯片的信号输出端与变阻器W3一端、电容C8一端、端子J4的2号接口信号相连，电容C8的另一端与阻值为4.7Ω的电阻 R10的一端信号相连，电阻R10的另一端与端子J4的1号端口信号相连、并接地。

本实用新型的工作过程为：

标准TRS音频输入、输出接口通过前级分压调音电路进行音量大小的调节，然后将调节后的音频信号送给RC高通滤波器、RC低通滤波器进行音色调节。将两个滤波器的输出信号进行耦合送入到功率放大电路进行功率放大。

进一步的，标准TRS音频输入、输出接口送入前级分压调音电路中，信号经分压式调音电位器W2调节，经过J1口输出双路音频信号 left、right进行线性分压调节，此处为信号电压大小的调节，起到调节声音分贝的作用。Lefta、righta将调节后的音频信号送到后级的RC前级高通滤波器、RC前级低通滤波器进行音色调节。

上级分压调音电路的信号通过leftin(2号接口)、rightin(5 号接口)送入RC前级高通滤波器，RC前级高通滤波器可以去掉高频刺耳噪音成分、保留中低频部分的人声细节和力量感。

同时上级分压调音电路的信号通过leftin(2号接口)、rightin (5号接口)送入RC前级低通滤波器，RC前级低通滤波器可以去掉重低音成分、保留中高频部分的细节，使得声音变得细腻柔软。

RC前级高通滤波器和RC前级低通滤波器耦合后送入功率放大电路。

耦合后的信号经过功率放大电路的放大，其中功率放大电路中的 C2、C6为耦合电容选择德国WIMA聚丙补品电容。R3、C3在这里起到减少杂波干扰，匹配阻抗的作用，R3起到防止电流偏移的作用，W1/W3 为负反馈网络，反馈到7脚1路负反馈端。R5、C4起到滤除LM4766 自身产生的高频谐振，防止自激。

经过功率放大后的信号通过J2、J4口输出到扬声器。

在信号处理过程中，静音电路负责处理电源接通和断开时对扬声器的冲击，即LM4766的6脚、11脚分别为两路功放的静音端，当静音端被拉出大于0.5ma的电流，输入信号就被截断，功放无输出而处于静音状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，包括标准TRS音频输入、输出接口(1)、前级分压调音电路(2)、RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)、功率放大电路(5)、静音电路(6)、扬声器(7)，标准TRS音频输入、输出接口(1)通过信号线与前级分压调音电路(2)信号相连，前级分压调音电路(2)通过信号线分别与RC前级高通滤波器(3)和RC前级低通滤波器(4)信号相连，RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)均通过信号线与功率放大电路(5)信号相连，静音电路(6)通过信号线与功率放大电路(5)信号相连，功率放大电路(5)通过信号线与扬声器(7)信号相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，所述的静音电路(6)为：开关S1的2端口设置有一单刀双掷开关，2端口与一阻值47KΩ的电阻R14信号相连，开关S1的5端口也为一单刀双掷开关，5端口一端连接一容量为100uf的电容C17，电容C17的另一端接地，开关S1的6端口连接一个阻值为47KΩ的电阻R13。

3.根据权利要求1所述的一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，所述的前级分压调音电路(2)为：电位器W2的1号端口与J1端子的1号端子信号相连，4号端口与J1端子的3号端口信号相连，J1端子的2号接口接地，电位器W2的3号端口和6号端口均接地，电位器W2的2号接口与RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)信号相连，电位器W2的5号接口与RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)信号相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，所述的RC前级高通滤波器(3)为：端子W4的3号接口与容量223pf的电容C2一端信号相连，端子W4的6号接口与容量为223pf的电容C4一端信号相连，电容C2的另一端与电容C4另一端均接地，端子W4的1号接口与容量为222pf的电容C1一端信号相连，端子W4的4号接口与容量为222pf的电容C3一端信号相连，电容C1另一端、电容C3另一端均与功率放大电路(5)信号相连，端子W4的2号接口、端子W4的5号接口均与前级分压调音电路(2)信号相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，所述的RC前级低通滤波器(4)为：端子W5的1号接口与一阻值为10KΩ的电阻R2、容量为333pf的电容C1一端信号相连，电容C1另一端与阻值为4.7kΩ的电阻R1、端子W5的2号接口、容量为333pf的电容C2一端信号相连，电容C2另一端与阻值为1kΩ的电阻R3、端子W5的3号接口信号相连，电阻R3的另一端与阻值为1KΩ的电阻R5一端均接地，电阻R5的另一端与端子W5的6号接口、电容C4一端信号相连接，电容C4另一端与5号接口、阻值4.7KΩ的电阻R6、电容C3一端信号相连，电容C3的另一端与电阻R1一端、4号接线端口信号相连，电阻R2另一端、电阻R4另一端均与功率放大电路(5)信号相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于LM4766的低失真信号放大器，其特征在于，所述的功率放大电路(5)包括left功率放大电路、right功率放大电路：其中，left功率放大电路为Ⅰ号功放芯片LM4766信号输入端的一端口与电阻R4一端信号相连，电阻R4另一端与容量为220pf电容C3、阻值为47KΩ的电阻R3、容量为10uf的电容C2信号相连，电容C3另一端与电阻R3的另一端均接地，电容C2的另一端与阻值为1KΩ的电阻R1一端信号相连，电阻R1另一端接RC前级高通滤波器(3)、RC前级低通滤波器(4)，Ⅰ号功放芯片LM4766信号输入端的另一端口与阻值为1KΩ的电阻R2一端信号相连，电阻R2另一端接容量为22uf的电容C1的一端，电容C1的另一端接地，Ⅰ号功放芯片LM4766的信号输出端接滑动变阻器W1，电容C4的一端，端子J2的2号接口，电容C4的另一端与阻值为4.7Ω的R5一端信号相连，电阻R5的另一端与端子J1的1号接口信号相连、并接地；

right功率放大电路为：Ⅱ号功放芯片LM4766信号输入端的一端口与阻值为1KΩ的电阻R9一端信号相连，电阻R9另一端与容量220pf的电容C7、阻值为47KΩ的电阻R8一端、容量为10uf的电容C6一端信号相连，电容C7另一端与电阻R8另一端均接地，电容C6另一端与阻值为1KΩ的电阻R6信号相连，Ⅱ号功放芯片LM4766信号输入端的另一端口与阻值为1KΩ的电阻R7一端信号相连，电阻R7的另一端与容量为22uf的电容C5一端信号相连，电容C5另一端接地，Ⅱ号功放芯片的信号输出端与变阻器W3一端、电容C8一端、端子J4的2号接口信号相连，电容C8的另一端与阻值为4.7Ω的电阻R10的一端信号相连，电阻R10的另一端与端子J4的1号端口信号相连、并接地。