CN210075560U - 一种课室多媒体音频控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种课室多媒体音频控制器，具有音频放大电路，其前级电路包括第一输入端和第二输入端，第一输入端用于连接音频输入，第二输入端连接功率放大器电路的输出端，第二输入端和功率放大器电路的输出端之间连接有负反馈电路，负反馈电路以预定比率分压输出到扬声器的电压，并将其输出到第二输入端。该课室多媒体音频控制器当声学信号输入到第一输入端时，前级电路后级电路和功率放大器电路以由负反馈电路确定的增益放大声学信号发信号到扬声器，能够稳定音频放大电路中的偏置电压或偏置电流，输入的音频稳定，不容易影响学习者的状态。

Description

一种课室多媒体音频控制器

技术领域

本实用新型涉及多媒体播放设备技术领域，尤其涉及一种课室多媒体音频控制器。

背景技术

随着多媒体装置的发展，学校的教学用具也慢慢地多媒体化，目前学校教室都有音响系统。现有的音频放大器，放大音频频率范围的频带中的信号。但是由于前级功率放大电路不仅会放大音频分量，也会放大直流分量。 因此，包括在前级功率放大电路中的晶体管的偏置变得不稳定。如果产生直流偏移电压，则放大器电路导致放大并输出直流偏移电压。当电源输出电压的波动，偏压就会可能变得不稳定，影响音频的输出。输入的杂音会影响学习者的状态。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够稳定音频放大电路中的偏置电压或偏置电流的课室多媒体音频控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种课室多媒体音频控制器，具有音频放大电路，所述音频放大电路包括前级电路、后级电路和功率放大器电路，所述前级电路的输出端连接后级电路，所述后级电路的输出端连接功率放大器电路，所述功率放大器电路的输出端用于连接扬声器，所述前级电路包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端用于连接音频输入，所述第二输入端连接功率放大器电路的输出端，所述第二输入端和功率放大器电路的输出端之间连接有负反馈电路，所述负反馈电路以预定比率分压输出到扬声器的电压，并将其输出到第二输入端。

进一步的，所述前级电路包括第一电路单元和第二电路单元，且第一电路单元和第二电路单元之间彼此互补。

进一步的，所述第一电路单元包括第一射极跟随器、第二射极跟随器和第一主晶体管，所述第一射极跟随器连接到第一输入端，所述第二射极跟随器连接到第二输入端，所述第一主晶体管的基极连接到第一射极跟随器的输出路径，发射极连接到第二射极跟随器的输出路径，集电极输出信号，所述第一射极跟随器的输出路径与直流电源之间串联连接有第一电阻和第二电阻；

所述第二电路单元包括第三射极跟随器、第四射极跟随器和第二主晶体管，所述第三射极跟随器连接到第一输入端，所述第四射极跟随器连接到第二输入端，所述第二主晶体管的基极连接到第三射极跟随器的输出路径，发射极连接到第四射极跟随器的输出路径，集电极输出信号，所述第三射极跟随器的输出路径与直流电源之间串联连接有第三电阻和第四电阻；

所述第一电阻和第二电阻之间的串联连接点为第一连接点，所述第三电阻和第四电阻之间的串联连接点为第二连接点，所述第一射极跟随器和第二射极跟随器的集电极连接到第二连接点，所述第三射极跟随器和第四射极跟随器的集电极连接到第一连接点，所述第一连接点与第二连接点之间连接有恒定电压发生器。

进一步的，所述第一射极跟随器和第三射极跟随器的输出路径设置有偏置电路。

进一步的，所述偏置电路包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管，所述第一辅助晶体管的发射极连接到第一射极跟随器的输出路径，集电极连接到第一主晶体管基极，集电极和基极之间连接有第五电阻，所述第二辅助晶体管的发射极连接到第三射极跟随器的输出路径，集电极连接到第二主晶体管基极，集电极和基极之间连接有第六电阻，所述第一辅助晶体管的基极和第二辅助晶体管的基极之间连接有第七电阻。

进一步的，所述偏置电路包括第三辅助晶体管和第四辅助晶体管，所述第三辅助晶体管的发射极连接到第一射极跟随器的输出路径，且之间连接有第七电阻，基极和集电极连接到第一主晶体管基极，所述第四辅助晶体管的发射极连接到第三射极跟随器的输出路径，且之间连接有第八电阻，基极和集电极连接到第二主晶体管基极。

本实用新型的有益效果是：

通过采用上述技术方案，该课室多媒体音频控制器当声学信号输入到第一输入端时，前级电路后级电路和功率放大器电路以由负反馈电路确定的增益放大声学信号发信号到扬声器，能够稳定音频放大电路中的偏置电压或偏置电流，输入的音频稳定，不容易影响学习者的状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型音频控制器放大电路的连接关系图；

图2是本实用新型音频控制器放大电路的第一种实施例的电路图；

图3是本实用新型音频控制器放大电路的第二种实施例的电路图；

图4是本实用新型音频控制器放大电路的第三种实施例的电路图。

附图标记：1、前级电路；11、第一输入端；12、第二输入端；13、第一电路单元；14、第二电路单元；2、后级电路；3、功率放大器电路；4、负反馈电路；5、扬声器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1-2所示，该课室多媒体音频控制器的音频放大电路包括前级电路1、后级电路2、功率放大器电路3和负反馈电路4，扬声器5作为负载连接到功率放大器电路3，放大音频的频带中的信号。

前级电路1通过反相放大从第一输入端11输入的声学信号，相位放大从第二输入端12输入的声学信号，并将其输出到后级电路2。后级电路2再通过反转第二输入端12输入的声学信号，将其输出到功率放大器电路3。

当输入到功率放大器电路3的声学信号的电压为正时，功率放大器电路3执行功率放大，电流和声学信号从功率放大器电路3单方向流动至扬声器5，当输入到功率放大器电路3的声学信号的电压为负时，电流和声学信号从扬声器5单方向流动至功率放大器电路3。利用这样的配置，输入到第一输入端11的声学信号以相同相位的声学信号输出到扬声器5，输入到第二输入端12的声学信号以与输入到第一输入端11的声学信号相位相反的声学信号输出到扬声器5

负反馈电路4连接在扬声器5和第二输入端12之间，负反馈电路4以预定比率分压输出到扬声器5的电压，并将其输出到第二输入端12，输出到扬声器5的电压的一部分以相反的相位被反馈到前级电路1。因此，当声学信号输入到第一输入端11时，前级电路1、后级电路2和功率放大器电路3以由负反馈电路4确定的增益放大声学信号发信号到扬声器5。

图2为放大电路的一种实施例，前级电路包括第一电路单元13和第二电路单元14，第一电路单元13和第二电路单元14彼此互补，意味着出现在结构上对称位置的偏置电压具有相同的值和相反的极性，并且在结构上的对称路径上流动的偏置电流具有反向且相同的值。两个互补电路连接的每个节点的电位理想地为零，彼此互补的半导体元件和具有相同电阻值的电阻用于第一电路单元22和第二电路单元24。

第一电路单元13包括晶体管Q1、Q3、Q5，电阻R1、R11、R13，齐纳二极管D1，第二电路单元14包括晶体管Q2、Q4、Q6，电阻R2、R12、R14，齐纳二极管D2，其中，晶体管Q1、Q3、Q6为PNP型，晶体管Q2、Q4、Q5为NPN型。

第一电路单元13的电路配置，晶体管Q1的基极连接到第一输入端11，晶体管Q1的发射极连接到晶体管Q5的基极，晶体管Q3的基极连接到第二输入端12，电阻R1的一端连接到晶体管Q3的发射极，另一端连接到晶体管Q5的发射极，晶体管Q5的集电极连接到后级电路2的偏置二极管D3的阴极，后级电路2的电阻R3位于偏置二极管D1的阳极和直流电压E1的正极之间。串联连接的电阻R11和R13连接在直流电压E1的正极和晶体管Q5的基极之间，直流电压E1的负极连接到接地导体，齐纳二极管D1的阴极连接到电阻R11和R13的串联连接点，齐纳二极管D1的阳极连接到接地导体。

第二电路单元14的电路配置，晶体管Q2的基极连接到第一输入端11，晶体管Q2的发射极连接到晶体管Q4的基极，晶体管Q4的基极连接到第二输入端12，电阻R2的一端连接到晶体管Q4的发射极，另一端连接到晶体管Q6的发射极，晶体管Q6的集电极连接到后级电路2的偏置二极管D4的阳极，后级电路2的电阻R4位于偏置二极管D2的阴极和直流电压E2的负极之间。串联连接的电阻R12和R14连接在直流电压E2的负极和晶体管Q6的基极之间，直流电压E2的正极连接到接地导体，齐纳二极管D2的阳极连接到电阻R12和R14的串联连接点，齐纳二极管D2的阴极连接到接地导体。

第一电路单元13和第二电路单元14之间的连接，晶体管Q1、Q3的集电极连接到齐纳二极管D2的阳极，晶体管Q2、Q4集电极连接到齐纳二极管D1的阴极。

第一电路单元13的放大操作，晶体管Q1配置射极跟随器，其中集电极交流接地。可以说晶体管Q1的发射极连接到电阻器R11和晶体管Q5。交流接地或短路表示即使电流根据声信号波动，端子之间的电位或电压也不会波动。

从第一输入端11输入到晶体管Q1的基极的声信号从晶体管Q1的发射极输出到电阻器R11和晶体管Q5的基极。电阻器R11和齐纳二极管D1之间的连接点是接地的，声信号根据在电阻器R11处产生的电压传输到晶体管Q5的基极。

连接到晶体管Q5的集电极的偏置二极管D3处于正向偏置状态。 因此，可以认为偏置二极管D3是短路的，并且可以说晶体管Q5的集电极连接到电阻器R3和晶体管Q11的基极。

晶体管Q5根据从基极输入的声信号将放大的声信号输出到电阻器R3和晶体管Q11的基极。 晶体管Q3构成射极跟随器，其中集电极如晶体管Q1中那样交流接地。晶体管Q3的发射极通过电阻器R1连接到晶体管Q5的发射极。晶体管Q5配置射极跟随器。因此，当从电阻器R1观察时，晶体管Q5侧的阻抗很小。 因此，晶体管Q5构成共射极放大器电路，其中电阻器R1参考由晶体管Q1构成的射极跟随器插入发射极和接地导体之间。因此，输入到第一输入端11然后由射极跟随器发送的声信号在其相位反转之后由共射极放大器电路放大，声信号被传输到晶体管Q11的基极。

从第二输入端12输入到晶体管Q3的基极的声信号经由电阻器R1输出到晶体管Q5的发射极。晶体管Q5根据从发射器输入的声信号将放大的声信号输出到电阻器R3和晶体管Q11的基极。声信号根据在电阻器R3处产生的电压传输到晶体管Q11的基极。

晶体管Q1配置射极跟随器，因此，当从晶体管Q5观察时，晶体管Q1侧的阻抗很小。因此，晶体管Q5参考由晶体管Q3配置的射极跟随器配置公共基极放大器电路。 因此，输入到第二输入端12然后由射极跟随器发送的声信号由公共基极放大器电路以相同相位放大。声信号被传输到晶体管Q11的基极。

第二电路单元14的放大操作，由于第二电路单元14与第一电路单元13互补。因此，第二电路单元14对输入到第一输入端11和第二输入端12的声信号执行与第一电路单元13类似的放大操作，并将放大的声信号输出到晶体管Q12的基极。

以这种方式，晶体管Q1和Q2构成射极跟随器，用于增加第一输入端11的输入阻抗。晶体管Q3和Q4构成射极跟随器，用于增加第二输入端12的输入阻抗。晶体管Q5和Q6用作主晶体管，其在反相其相位之后放大从第一输入端11输入的声信号，并且以相同的相位放大从第二输入端1输入的声信号。

图3为图2放大电路的一种改进实施例，由晶体管Q7、Q8，电阻R15、R16、R17构成的偏置设电路。

第一电路单元13和第二电路单元14之间的连接。 晶体管Q1、Q3的集电极连接到齐纳二极管D2的阳极，晶体管Q2、Q4集电极连接到齐纳二极管D1的阴极，电阻器R17连接在包括在第一电路单元13中的晶体管Q7的基极和包括在第二电路单元14中的晶体管Q8的基极之间。

如果第一电路单元13和第二电路单元14的互补性是完美的，则在第一输入端11和第二输入端12处出现的偏移电压为零。 然而，实际上，电路元件的电特性是变化的。因此，偏移电压在许多情况下具有不为零的值。因此，互补关系中的电阻器的电阻值，例如第一电路单元13和第二电路单元14中的一对电阻器R1和R2以及一对电阻器R15和R16，可以变得不同。调整互补性并使偏移电压接近零，或使偏移电压与零一致。

图4为图2放大电路的另一种改进实施例，由晶体管Q9、Q10，电阻R18、R19构成的偏置设电路。

偏置电阻器R18连接在晶体管Q1的发射极和晶体管Q9的发射极之间。晶体管Q9的集电极连接到其基极。晶体管Q9的基极连接到晶体管Q5的基极和电阻器R11的一端。偏置电阻器R19连接在晶体管Q2的发射极和晶体管Q10的发射极之间。晶体管Q10的集电极连接到其基极。晶体管Q10的基极连接到晶体管Q6的基极和电阻器R12的一端。

如果第一电路单元13和第二电路单元14的互补性是完美的，则在第一输入端11和第二输入端12处出现的偏移电压为零。 然而，实际上，电路元件的电特性是变化的。因此，偏移电压在许多情况下具有不为零的值。因此，互补关系中的电阻器的电阻值，例如第一电路单元13和第二电路单元14中的一对电阻器R1和R2以及一对电阻器R18和R19，可以变得不同。调整互补性并使偏移电压接近零，或使偏移电压与零一致。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种课室多媒体音频控制器，具有音频放大电路，所述音频放大电路包括前级电路、后级电路和功率放大器电路，所述前级电路的输出端连接后级电路，所述后级电路的输出端连接功率放大器电路，所述功率放大器电路的输出端用于连接扬声器，其特征在于：所述前级电路包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端用于连接音频输入，所述第二输入端连接功率放大器电路的输出端，所述第二输入端和功率放大器电路的输出端之间连接有负反馈电路，所述负反馈电路以预定比率分压输出到扬声器的电压，并将其输出到第二输入端。

2.根据权利要求1所述的一种课室多媒体音频控制器，其特征在于：所述前级电路包括第一电路单元和第二电路单元，且第一电路单元和第二电路单元之间彼此互补。

3.根据权利要求2所述的一种课室多媒体音频控制器，其特征在于：

所述第一电路单元包括第一射极跟随器、第二射极跟随器和第一主晶体管，所述第一射极跟随器连接到第一输入端，所述第二射极跟随器连接到第二输入端，所述第一主晶体管的基极连接到第一射极跟随器的输出路径，发射极连接到第二射极跟随器的输出路径，集电极输出信号，所述第一射极跟随器的输出路径与直流电源之间串联连接有第一电阻和第二电阻；

所述第二电路单元包括第三射极跟随器、第四射极跟随器和第二主晶体管，所述第三射极跟随器连接到第一输入端，所述第四射极跟随器连接到第二输入端，所述第二主晶体管的基极连接到第三射极跟随器的输出路径，发射极连接到第四射极跟随器的输出路径，集电极输出信号，所述第三射极跟随器的输出路径与直流电源之间串联连接有第三电阻和第四电阻；

所述第一电阻和第二电阻之间的串联连接点为第一连接点，所述第三电阻和第四电阻之间的串联连接点为第二连接点，所述第一射极跟随器和第二射极跟随器的集电极连接到第二连接点，所述第三射极跟随器和第四射极跟随器的集电极连接到第一连接点，所述第一连接点与第二连接点之间连接有恒定电压发生器。

4.根据权利要求3所述的一种课室多媒体音频控制器，其特征在于：所述第一射极跟随器和第三射极跟随器的输出路径设置有偏置电路。

5.根据权利要求4所述的一种课室多媒体音频控制器，其特征在于：所述偏置电路包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管；

所述第一辅助晶体管的发射极连接到第一射极跟随器的输出路径，集电极连接到第一主晶体管基极，集电极和基极之间连接有第五电阻；

所述第二辅助晶体管的发射极连接到第三射极跟随器的输出路径，集电极连接到第二主晶体管基极，集电极和基极之间连接有第六电阻；

所述第一辅助晶体管的基极和第二辅助晶体管的基极之间连接有第七电阻。

6.根据权利要求4所述的一种课室多媒体音频控制器，其特征在于：所述偏置电路包括第三辅助晶体管和第四辅助晶体管；

所述第三辅助晶体管的发射极连接到第一射极跟随器的输出路径，且之间连接有第七电阻，基极和集电极连接到第一主晶体管基极；

所述第四辅助晶体管的发射极连接到第三射极跟随器的输出路径，且之间连接有第八电阻，基极和集电极连接到第二主晶体管基极。

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