CN212115273U - 信号放大电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号放大电路及装置，所述电路包括：第一放大电路和第二放大电路；第一放大电路的输入端与输入信号发射端连接，第一放大电路的输出端与第二放大电路的输入端连接，第二放大电路的输出端与控制芯片连接；第一放大电路，用于接收输入信号，将输入信号进行初级放大后得到的第一放大输入信号输出至第二放大电路；第二放大电路，用于接收第一放大输入信号，将第一放大输入信号进行高倍放大后得到的第二放大输入信号输出至控制芯片，以使控制芯片检测到第二放大输入信号。本实用新型通过将较小的输入信号进行高倍数的放大，使得控制芯片能够检测到放大后的输入信号，从而根据输入信号实现系统状态的切换，有效地控制系统功耗。

Description

信号放大电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及信号放大电路及装置。

背景技术

在现有的电子设备中，为了满足能效标准或低功耗设计，通常会设计有输入信号的检测电路，以检测是否有输入信号。在检测到输入信号时，控制电子设备正常运行，在未检测到输入信号时，则控制电子设备保持待机或关闭状态，以降低功耗。

然而，现有的输入检测电路通常仅能够检测一定幅度范围内的输入信号，在输入信号的幅度较小时，输入检测电路通常无法检测到相应的信号，从而无法通过输入检测的方式控制设备的功耗。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种信号放大电路及装置，旨在解决电子设备的控制端无法精确检测较小的输入信号的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种信号放大电路，包括：第一放大电路和第二放大电路；

所述第一放大电路的输入端与输入信号发射端连接，所述第一放大电路的输出端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第二放大电路的输出端与控制芯片连接；

所述第一放大电路，用于接收所述输入信号发射端发送的输入信号，将所述输入信号进行初级放大后得到第一放大输入信号，并将所述第一放大输入信号输出至所述第二放大电路；

所述第二放大电路，用于接收所述第一放大输入信号，将所述第一放大输入信号进行高倍放大后得到第二放大输入信号，并将所述第二放大输入信号输出至所述控制芯片，以使所述控制芯片检测到所述第二放大输入信号。

可选地，所述第一放大电路包括第一运算放大器、第一电阻及第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述输入信号连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二放大电路的输入端连接。

可选地，所述输入信号包括第一音频信号和第二音频信号，所述第一放大电路还包括第三电阻；

所述第一电阻的第一端与第一音频信号发射端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的第一端与第二音频信号发射端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接。

可选地，所述信号放大电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电阻的第一端通过所述第一电容与所述第一音频信号发射端连接，所述第三电阻的第一端通过所述第二电容与所述第二音频信号发射端连接。

可选地，所述第一放大电路还包括第四电阻、第五电阻及第三电容；

所述第四电阻的第一端接第一电源，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端以及所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第三电容与所述第五电阻并联。

可选地，所述第一放大电路还包括第十电阻，所述第十电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一运算放大器的同相输入端连接。

可选地，所述第二放大电路包括第二运算放大器、第四电容、第五电容、第六电容、第六电阻及第七电阻；

所述第四电容的第一端与所述第一放大电路的输出端连接，所述第四电容的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第六电容的第一端与所述第四电容的第二端连接，所述第六电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七电阻的第一端与所述第四电容的第二端连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第二运算放大器的输出端还与所述控制芯片连接。

可选地，所述第二放大电路还包括第八电阻、第九电阻及第七电容；

所述第八电阻的第一端接第一电源，所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端以及所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第七电阻的第二端通过所述第九电阻接地，所述第七电容与所述第九电阻并联。

可选地，所述第二放大电路还包括第八电容；

所述第二运算放大器的输出端通过所述第八电容与所述控制芯片连接。

可选地，所述第一放大电路为至少包括运算放大器以及电阻的运算放大器电路，所述第二放大电路为至少包括运算放大器、电阻以及电容的无限增益多路反馈高通滤波电路；

所述运算放大器电路，用于对所述输入信号进行初级放大后得到所述第一放大输入信号；

所述无限增益多路反馈高通滤波电路，用于对所述第一放大输入信号进行高倍放大后得到所述第二放大输入信号。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种信号放大装置，所述信号放大装置包括与输入信号连接的信号放大电路，所述信号放大电路被配置为如上所述的信号放大电路。

本实用新型通过设置第一放大电路和第二放大电路，能够将控制芯片原本检测不到的较小输入信号进行高倍数的放大，从而将输入信号放大至控制芯片可以检测的幅度，使得控制芯片能够对输入信号进行输入检测。控制芯片可以根据是否检测到第二放大输入信号控制系统实现工作状态与低功耗状态的切换，从而有效地控制系统功耗。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型信号放大电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	输入信号发射端	R8	第八电阻
20	第一放大电路	R9	第九电阻
				30	第二放大电路	R10	第十电阻
40	控制芯片	C1	第一电容
				A1	第一运算放大器	C2	第二电容
A2	第二运算放大器	C3	第三电容
				R1	第一电阻	C4	第四电容
R2	第二电阻	C5	第五电容
				R3	第三电阻	C6	第六电容
R4	第四电阻	C7	第七电容
				R5	第五电阻	C8	第八电容
R6	第六电阻	VCC	第一电源
				R7	第七电阻

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种信号放大电路，应用于信号放大装置中，该信号放大装置可以将较小的输入信号进行放大后输出，以使控制芯片可以准确地检测输入信号并调整系统的相应状态。

参见图1，在一实施例中，信号放大电路包括第一放大电路20和第二放大电路30。第一放大电路20的输入端与输入信号发射端10连接，第一放大电路20的输出端与第二放大电路30的输入端连接，第二放大电路30的输出端与控制芯片40连接。第一放大电路20在接收到输入信号发射端10发送的输入信号后，可以对输入信号进行初级放大以得到第一放大输入信号，并将第一放大输入信号输出至第二放大电路30，第二放大电路30在接收到第一放大输入信号后，可以对其进行高倍数的二次放大，以生成信号幅度相比于原始的输入信号增大较高倍数的第二放大输入信号，并将第二放大输入信号输出至控制芯片40。控制芯片40在输入信号较小时，无法对输入信号进行输入检测，而经过初级放大和高倍放大后的第二放大输入信号的信号幅度已达到控制芯片40可以检测的信号幅度，从而使得控制芯片40可以在检测到第二放大输入信号时控制系统正常运行，在未检测到第二放大输入信号时控制系统待机、休眠或关机。

在本实施例中，通过设置第一放大电路20和第二放大电路30，能够将控制芯片40原本检测不到的较小输入信号进行高倍数的放大，从而将输入信号放大至控制芯片40可以检测的幅度。控制芯片40可以根据是否检测到第二放大输入信号判断出输入信号是否输入，并根据是否检测到输入信号控制系统实现工作状态与低功耗状态的切换，从而有效地控制系统功耗。

进一步地，一并参照图1和图2，上述第一放大电路20可以包括第一运算放大器A1、第一电阻R1及第二电阻R2。第一电阻R1的第一端与输入信号发射端10连接，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器A1的反相输入端连接，第二电阻R2的第一端与第一运算放大器A1的反相输入端连接，第二电阻R2的第二端与第一运算放大器A1的输出端连接，第一运算放大器A1的输出端与第二放大电路30的输入端连接。第一电阻R1、第二电阻R2以及第一运算放大器A1构成放大电路，以对输入信号进行初级放大。其中，第一放大电路20的放大倍数为第二电阻R2与第一电阻R1的比值。

进一步地，上述输入信号可以为音频信号，该音频信号包括第一音频信号和第二音频信号，其中，第一音频信号和第二音频信号分别为音频信号的左路信号和右路信号，在此不作限制。第一放大电路20还可以包括第三电阻R3。第一电阻R1的第一端与第一音频信号发射端连接，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器A1的反相输入端连接，第三电阻R3的第一端与第二音频信号发射端连接，第三电阻R3的第二端与第一运算放大器A1的反相输入端连接。即，第一音频信号通过第一电阻R1输入第一运算放大器A1的反相输入端，第二音频信号通过第三电阻R3输入第一运算放大器A1的反相输入端。可以理解的是，第一运算放大器A1的反相输入端实际接收的是第一音频信号与第二音频信号的叠加信号，即模拟音频信号的两路信号可以合成为单端信号输入第一运算放大器A1。

上述信号放大电路中还可以包括第一电容C1和第二电容C2，第一电阻R1的第一端通过第一电容C1与第一音频信号发射端连接，第三电阻R3的第一端通过第二电容C2与第二音频信号发射端连接。第一电容C1和第二电容C2能够起到隔直作用，分别对第一音频信号和第二音频信号中的直流信号进行滤除，避免输入信号中的直流分量造成干扰。

第一放大电路20中还可以包括第四电阻R4、第五电阻R5及第三电容C3。第四电阻R4的第一端接第一电源VCC，第四电阻R4的第二端分别与第五电阻R5的第一端以及第一运算放大器A1的同相输入端连接，第五电阻R5的第二端接地，第三电容C3与第五电阻R5并联。其中，第一运算放大器A1的正电源端接第一电源VCC，负电源端接地，第四电阻R4和第五电阻R5的阻值可以设置为相同或相近，从而使得第一电源VCC在通过第四电阻R4和第五电阻R5分压后流入第一运算放大器A1正相输入端的电压为第一电源VCC的二分之一，以在第一运算放大器A1为单端供电时能够实现交流信号正负周期的完整放大。第三电容C3可以将第一电源VCC输出信号中的交流信号进行过滤，以避免交流信号对第一电源VCC输出的直流信号造成干扰。

需要说明的是，上述第一放大电路20中还可以设置有第十电阻R10，第十电阻R10的第一端与第四电阻R4的第二端连接，第十电阻R10的第二端与第一运算放大器A1的同相输入端连接。第十电阻R10可以对电流回路进行限流，以避免电流过大而损坏第一运算放大器A1。

进一步地，上述第二放大电路30可以包括第二运算放大器A2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6及第七电阻R7。第四电容C4的第一端与第一放大电路20的输出端连接，第四电容C4的第二端与第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端与第二运算放大器A2的反相输入端连接，第二运算放大器A2的反相输入端还与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第二运算放大器A2的输出端连接，第六电容C6的第一端与第四电容C4的第二端连接，第六电容C6的第二端与第二运算放大器A2的输出端连接，第七电阻R7的第一端与第四电容C4的第二端连接，第七电阻R7的第二端接地，第二运算放大器A2的输出端还与控制芯片40连接。其中，第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6及第七电阻R7以及第二运算放大器A2共同构成无限增益多路反馈高通滤波电路，以实现对高频的输入信号的放大。第四电容C4的第一端所接收到的第一放大输入信号通过无限增益多路反馈高通滤波电路进行高倍放大后从第二运算放大器A2的输出端进行输出。该放大电路的放大倍数为第四电容C4与第六电容C6的比值。可以理解的是，第四电容C4还可以实现隔直作用，将接收到的第一放大输入信号中的直流信号进行过滤，避免直流信号造成干扰。

第二放大电路30中还可以包括第八电阻R8、第九电阻R9及第七电容C7。第八电阻R8的第一端接第一电源VCC，第八电阻R8的第二端分别与第九电阻R9的第一端以及第二运算放大器A2的同相输入端连接，第九电阻R9的第二端接地，第七电阻R7的第二端通过第九电阻R9接地，第七电容C7与第九电阻R9并联。其中，第二运算放大器A2的正电源端接第一电源VCC，负电源端接地，第八电阻R8和第九电阻R9的阻值可以设置为相同或相近，从而使得第一电源VCC在通过第八电阻R8和第九电阻R9分压后流入第二运算放大器A2正相输入端的电压为第一电源VCC的二分之一，以在第二运算放大器A2为单端供电时能够实现交流信号正负周期的完整放大。第七电容C7可以将第一电源VCC输出信号中的交流信号进行过滤，以避免交流信号对第一电源VCC输出的直流信号造成干扰。

可以理解的是，上述第一运算放大器A1和第二运算放大器A2可以为单端供电，即正电源端接第一电源VCC，负电源端接地。第一电源VCC的电压值可以设置为第一运算放大器A1和第二运算放大器A2的工作电压范围内。而第一运算放大器A1和第二运算放大器A2的同相输入端可以通过两个分压电阻实现第一电源VCC的分压，以接收二分之一第一电源VCC的同相输入信号，从而在反相输入端输入的交流信号处于正半周期或负半周期内时均能够实现信号放大功能。

进一步地，上述第二放大电路30还可以包括第八电容C8，第二运算放大器A2的输出端通过第八电容C8与控制芯片40连接。第八电容C8可以起到隔离直流的作用，将高倍放大后的输出信号中的直流信号分量进行过滤，避免直流信号输出至控制芯片40而影响到控制芯片40的信号检测。

可以理解的是，在第一放大电路20未接收到输入信号时，第二放大电路30输出至控制芯片40的信号为低电平信号，控制芯片40可以控制系统进入待机、休眠或关闭等低功耗状态。在第一放大电路20接收到输入信号时，第二放大电路30输出至控制芯片40的信号为经过初级放大和高倍放大后的第二放大输入信号。控制芯片40可以检测到该经过两次放大后的输入信号，并控制系统正常运行。

上述第一放大电路20可以为至少包括运算放大器以及电阻的运算放大器电路，而第二放大电路30则可以为至少包括运算放大器、电阻以及电容的无限增益多路反馈高通滤波电路。通过运算放大器电路可以将输入信号进行初级放大得到第一放大输入信号，通过无限增益多路反馈高通滤波电路则可以将第一放大输入信号进行高倍放大得到第二放大输入信号。其中，第二放大电路30进行高倍放大的放大倍数可以高于第一放大电路20进行初级放大的放大倍数。

在第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均设置为47kΩ时，第一电阻R1和第三电阻R3可以视为并联，其等效电阻为23.5kΩ。则第一放大电路20的放大倍数为第二电阻R2与等效电阻的比值：47/23.5＝2。在第四电容C4为4.7μF，第六电容C6为68nF时，第二放大电路30的放大倍数为第四电容C4与第六电容C6的比值4700/68＝69。可以理解的是，经过初级放大和高倍放大后的第二放大输入信号幅值为原始输入信号幅值的138倍，从而使得控制芯片40能够检测到放大138倍后的输入信号。

本实用新型还提供一种信号放大装置，该信号放大装置包括与输入信号连接的信号放大电路，该信号放大电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的信号放大装置采用了上述信号放大电路的技术方案，因此该信号放大装置具有上述信号放大电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种信号放大电路，其特征在于，包括：第一放大电路和第二放大电路；

所述第一放大电路的输入端与输入信号发射端连接，所述第一放大电路的输出端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第二放大电路的输出端与控制芯片连接；

所述第一放大电路，用于接收所述输入信号发射端发送的输入信号，将所述输入信号进行初级放大后得到第一放大输入信号，并将所述第一放大输入信号输出至所述第二放大电路；

所述第二放大电路，用于接收所述第一放大输入信号，将所述第一放大输入信号进行高倍放大后得到第二放大输入信号，并将所述第二放大输入信号输出至所述控制芯片，以使所述控制芯片检测到所述第二放大输入信号。

2.如权利要求1所述的信号放大电路，其特征在于，所述第一放大电路包括第一运算放大器、第一电阻及第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述输入信号连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二放大电路的输入端连接。

3.如权利要求2所述的信号放大电路，其特征在于，所述输入信号包括第一音频信号和第二音频信号，所述第一放大电路还包括第三电阻；

所述第一电阻的第一端与第一音频信号发射端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的第一端与第二音频信号发射端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接。

4.如权利要求3所述的信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电阻的第一端通过所述第一电容与所述第一音频信号发射端连接，所述第三电阻的第一端通过所述第二电容与所述第二音频信号发射端连接。

5.如权利要求2所述的信号放大电路，其特征在于，所述第一放大电路还包括第四电阻、第五电阻及第三电容；

所述第四电阻的第一端接第一电源，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端以及所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第三电容与所述第五电阻并联。

6.如权利要求5所述的信号放大电路，其特征在于，所述第一放大电路还包括第十电阻，所述第十电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一运算放大器的同相输入端连接。

7.如权利要求1～6中任一项所述的信号放大电路，其特征在于，所述第二放大电路包括第二运算放大器、第四电容、第五电容、第六电容、第六电阻及第七电阻；

所述第四电容的第一端与所述第一放大电路的输出端连接，所述第四电容的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第六电容的第一端与所述第四电容的第二端连接，所述第六电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七电阻的第一端与所述第四电容的第二端连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第二运算放大器的输出端还与所述控制芯片连接。

8.如权利要求7所述的信号放大电路，其特征在于，所述第二放大电路还包括第八电阻、第九电阻及第七电容；

所述第八电阻的第一端接第一电源，所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端以及所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第七电阻的第二端通过所述第九电阻接地，所述第七电容与所述第九电阻并联。

9.如权利要求8所述的信号放大电路，其特征在于，所述第二放大电路还包括第八电容；

所述第二运算放大器的输出端通过所述第八电容与所述控制芯片连接。

10.如权利要求1所述的信号放大电路，其特征在于，所述第一放大电路为至少包括运算放大器以及电阻的运算放大器电路，所述第二放大电路为至少包括运算放大器、电阻以及电容的无限增益多路反馈高通滤波电路；

所述运算放大器电路，用于对所述输入信号进行初级放大后得到所述第一放大输入信号；

所述无限增益多路反馈高通滤波电路，用于对所述第一放大输入信号进行高倍放大后得到所述第二放大输入信号。

11.一种信号放大装置，其特征在于，所述信号放大装置包括与输入信号连接的信号放大电路，所述信号放大电路被配置为如权利要求1～10任一项所述的信号放大电路。

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