CN217590754U - 一种低失真功率放大器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低失真功率放大器电路，包括依次电连接的增益控制模块、第一音频运算放大器模块、音频功率放大器模块、第二音频运算放大器模块，增益控制模块的信号输入端电连接有信号输入端子模块，音频功率放大器模块的信号输出端电连接有第一信号输出端子模块，第二音频运算放大器模块的信号输出端电连接有第二信号输出端子模块，增益控制模块、第一音频运算放大器模块、音频功率放大器模块和第二音频运算放大器模块的电源输入端上分别电连接有电源供电模块。本实用新型提供的一种低失真功率放大器电路，能够实现低成本的信号源驱动，以及低失真的信号传输，保证了信号的质量的同时，实现功率驱动与阻抗测试与一体。

Description

一种低失真功率放大器电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种低失真功率放大器电路。

背景技术

目前，随着近年的3C电子行业的快速发展，人们对生活质量的要求越来越高，对声学音质的要求越来越严格，推动了高性能低失真的测试硬件发展。

但在实践中发现，现有的用于声学测试的功放，基本是购买的国外QSC的功率放大器，为喇叭发声提供信号源，驱动喇叭正常发声，其价格不仅比较贵，且其对发声信号进行功率放大的过程中，容易因引入一些失真，而导致输出信号失真偏高，影响了信号的质量，还有在实际应用的时候，容易因引入了一些信号误差，而对测试结果的准确性造成一定的影响。

因此，需要提供一种低失真功率放大器电路以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种低失真功率放大器电路，能够实现低成本的信号源驱动，以及低失真的信号传输，保证了信号的质量的同时，实现功率驱动与阻抗测试与一体。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种低失真功率放大器电路，包括增益控制模块1、与所述增益控制模块1的信号输出端电连接的第一音频运算放大器模块2、与所述第一音频运算放大器模块2的信号输出端电连接的音频功率放大器模块3、与所述音频功率放大器模块3的信号输出端电连接的第二音频运算放大器模块4，所述增益控制模块1的信号输入端电连接有用于外接信号发生器的信号输入端子模块5，所述音频功率放大器模块3的信号输出端还电连接有用于外接扬声器的第一信号输出端子模块6，所述第二音频运算放大器模块4的信号输出端电连接有用于阻抗采集器的第二信号输出端子模块7，所述增益控制模块1的电源输入端、所述第一音频运算放大器模块2的电源输入端、所述音频功率放大器模块3的电源输入端和所述第二音频运算放大器模块4的电源输入端上分别电连接有电源供电模块8。

实施例中，优选：

所述增益控制模块1内包括有用于对所述信号输入端子模块5输入的信号进行不同程度衰减的分压电路11、用于控制所述第一音频运算放大器模块2的增益随所述分压电路11输出的信号强度而调整的多路复用芯片电路12、用于控制所述多路复用芯片电路12从所述分压电路11输出的信号值中选择出允许输入的信号值的开关控制电路13；

所述分压电路11的信号输入端与所述信号输入端子模块5的信号输出端电连接，所述分压电路11的信号输出端和所述开关控制电路13的信号输出端分别电连接所述多路复用芯片电路12的信号输入端，所述多路复用芯片电路12的信号输出端与所述第一音频运算放大器模块2的同相信号输入端电连接，所述多路复用芯片电路12的信号输入端还电连接于所述分压电11与所述信号输入端子模块5之间。

实施例中，优选：

所述分压电路11内包括有串联设置的电阻R711和电阻R712、串联设置的电阻R713、电阻R714和电阻R715、串联设置的电阻R716和电阻R719、串联设置的电阻R720和电阻R721、串联设置的电阻R722和电阻R723、串联设置的电阻R724和电阻R725、串联设置的电阻R726和电阻R727；

所述多路复用芯片电路12的信号输入端分别与所述电阻R712、所述电阻R719、所述电阻R721、所述电阻R723、所述电阻R725和所述电阻R727电连接，所述信号输入端子模块5的信号输出端通过电容C703与所述电阻R711电连接，所述电阻R713的一端电连接于所述电阻R721与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间，所述电阻R716的一端电连接于所述电阻R715与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间，所述电阻R720的一端电连接于所述电阻R719与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间，所述电阻R722的一端电连接于所述电阻R721与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间，所述电阻R724的一端电连接于所述电阻R723与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间，所述电阻R726的一端电连接于所述电阻R725与所述多路复用芯片电路12的信号输入端之间。

实施例中，优选：

所述电源供电模块8内包括有用于将输入的交流电压转换为所述音频功率放大器模块3所需的直流电压的整流滤波电路81、用于将所述整流滤波电路81输出的直流电压转换为所述第一音频运算放大器模块2和所述第二音频运算放大器模块4所需电压的第一电源转换电路82、用于将所述第一电源转换电路82输出的直流电压转换为所述增益控制模块1所需电压的第二电源转换电路83。

实施例中，优选：

所述第一音频运算放大器模块2内包括有音频运算放大器芯片U706，所述音频运算放大器芯片U706的同相信号输入端与所述增益控制模块1的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U706的反相输入端通过电容C706和电阻R728的并联电路与所述音频运算放大器芯片U706的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U706的信号输出端还与所述音频功率放大器模块3的同相信号输入端电连接，所述电容C706和所述电阻R728的并联电路还通过电阻R708接地。

实施例中，优选：

所述音频功率放大器模块3内包括有音频功率放大器芯片U703，所述音频功率放大器芯片U703的同相信号输入端与所述第一音频运算放大器模块2的信号输出端电连接，所述音频功率放大器芯片U703的反相信号输入端通过电容C716和电阻R709的串联电路与所述音频功率放大器芯片U703的信号输出端电连接，所述音频功率放大器芯片U703的信号输出端还通过电阻R704与所述第一信号输出端子模块6电连接。

实施例中，优选：

所述第二音频运算放大器模块4内包括有音频运算放大器芯片U701，所述音频运算放大器芯片U701的同相输入端通过电阻R704与所述音频功率放大器模块3的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U701的反向输入端直接与所述音频功率放大器模块3的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U701的信号输出端与所述第二信号输出端子模块7的信号输入端电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种低失真功率放大器电路，能够实现低成本的信号源驱动，以及低失真的信号传输，保证了信号的质量的同时，实现功率驱动与阻抗测试与一体。

附图说明

图1是本实用新型的一种低失真功率放大器电路的电路结构原理框图；

图2是本实用新型的一种低失真功率放大器电路的增益控制模块和信号输入端子模块的电路原理图；

图3是本实用新型的一种低失真功率放大器电路的第一音频运算放大器模块、音频功率放大器模块、第二音频运算放大器模块、第一信号输出端子模块和第二信号输出端子模块的电路原理图；

图4是本实用新型的一种低失真功率放大器电路的电源供电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合图示对本实用新型的技术方案进行详述。

请参见图1所示，本实施例的低失真功率放大器电路，包括增益控制模块1、与增益控制模块1的信号输出端电连接的第一音频运算放大器模块2、与第一音频运算放大器模块2的信号输出端电连接的音频功率放大器模块3、与音频功率放大器模块3的信号输出端电连接的第二音频运算放大器模块4，增益控制模块1的信号输入端电连接有用于外接信号发生器的信号输入端子模块5，音频功率放大器模块3的信号输出端还电连接有用于外接扬声器的第一信号输出端子模块6，第二音频运算放大器模块4的信号输出端电连接有用于阻抗采集器的第二信号输出端子模块7，增益控制模块1的电源输入端、第一音频运算放大器模块2的电源输入端、音频功率放大器模块3的电源输入端和第二音频运算放大器模块4的电源输入端上分别电连接有电源供电模块8。

在本实施例中，在信号输入端子模块5向增益控制模块1发送音频信号之后，增益控制模块1可根据该音频信号强度，进而向第一音频运算放大器模块2输出相应的音频信号，此时，第一音频运算放大器模块2会将接受到的信号进行一级放大并输出至音频功率放大器模块3，随后，音频功率放大器模块3会将接受到的信号进行功率放大并输出至第一信号输出端子模块6中以驱动负载，同时，第二音频运算放大器模块4可将接收到的信号进行放大并输出至第二信号输出端子模块7中，以使阻抗采集器可实时监控传输信号，实现阻抗采集。

在本实施例中，在上电之后，电源供电模块8首先工作，分配电源给不同的工作模块，例如提供±12V电源给到第一音频运算放大器模块2、第二音频运算放大器模块4和增益控制模块1，提供±25V电源给到音频功率放大器模块3，提供±5V电源给到增益控制模块1，以确保输出功率。

在本实施例中，本申请中的音频功率放大器模块3内所采用的功率放大器价格不仅较国外QSC的功率放大器来说更为便宜，且其还可低失真的对发声信号的功率进行放大，降低输出信号的失真，提高测试结果的准确性。

请参看图2所示，在本实用新型的实施例中，优选：

增益控制模块1内包括有用于对信号输入端子模块5输入的信号进行不同程度衰减的分压电路11、用于控制第一音频运算放大器模块2的增益随分压电路11输出的信号强度而调整的多路复用芯片电路12、用于控制多路复用芯片电路12从分压电路11输出的信号值中选择出允许输入的信号值的开关控制电路13；

分压电路11的信号输入端与信号输入端子模块5的信号输出端电连接，分压电路11的信号输出端和开关控制电路13的信号输出端分别电连接多路复用芯片电路12的信号输入端，多路复用芯片电路12的信号输出端与第一音频运算放大器模块2的同相信号输入端电连接，多路复用芯片电路12的信号输入端还电连接于分压电11与信号输入端子模块5之间。

请参看图2所示，在本实用新型的实施例中，优选：

分压电路11内包括有串联设置的电阻R711和电阻R712、串联设置的电阻R713、电阻R714和电阻R715、串联设置的电阻R716和电阻R719、串联设置的电阻R720和电阻R721、串联设置的电阻R722和电阻R723、串联设置的电阻R724和电阻R725、串联设置的电阻R726和电阻R727；

多路复用芯片电路12的信号输入端分别与电阻R712、电阻R719、电阻R721、电阻R723、电阻R725和电阻R727电连接，信号输入端子模块5的信号输出端通过电容C703与电阻R711电连接，电阻R713的一端电连接于电阻R721与多路复用芯片电路12的信号输入端之间，电阻R716的一端电连接于电阻R715与多路复用芯片电路12的信号输入端之间，电阻R720的一端电连接于电阻R719与多路复用芯片电路12的信号输入端之间，电阻R722的一端电连接于电阻R721与多路复用芯片电路12的信号输入端之间，电阻R724的一端电连接于电阻R723与多路复用芯片电路12的信号输入端之间，电阻R726的一端电连接于电阻R725与多路复用芯片电路12的信号输入端之间。

在本实施例中，本申请分压电路11中可将信号输入端子模块5输入的信号进行七种不同程度的衰减，同时，这七种不同程度衰减过后的信号可分别由独立的通道输出至多路复用芯片电路12中，操作人员可通过开关控制电路13来从这七种不同程度衰减过后的信号中选择需要输入的信号，在确定出允许通过的信号时，多路复用芯片电路12则是打开该允许通过的信号通道，以使该信号输入至多路复用芯片电路12中，而其余的信号则是无法输出。

在本实施例中，增益控制模块1中通过分压电路11对信号输入端子模块5输入的信号进行七种不同程度的衰减，进而使得多路复用芯片电路12可根据输入的不同程度的衰减信号，来向第一音频运算放大器模块2的同相输入端输出不同的增益信号，进而实现增益控制。

请参看图3所示，在本实用新型的实施例中，优选：

第一音频运算放大器模块2内包括有音频运算放大器芯片U706，音频运算放大器芯片U706的同相信号输入端与增益控制模块1的信号输出端电连接，音频运算放大器芯片U706的反相输入端通过电容C706和电阻R728的并联电路与音频运算放大器芯片U706的信号输出端电连接，音频运算放大器芯片U706的信号输出端还与音频功率放大器模块3的同相信号输入端电连接，电容C706和电阻R728的并联电路还通过电阻R708接地。

在本实施例中，在此电路配置中，由于音频运算放大器芯片U706的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，故本申请的音频运算放大器芯片U706输出电压信号可通过电容C706和电阻R728的并联电路提供给音频运算放大器芯片U706的反相输入端，形成负反馈，以保证电路的稳定运作。

请参看图3所示，在本实用新型的实施例中，优选：

音频功率放大器模块3内包括有音频功率放大器芯片U703，音频功率放大器芯片U703的同相信号输入端与第一音频运算放大器模块2的信号输出端电连接，音频功率放大器芯片U703的反相信号输入端通过电容C716和电阻R709的串联电路与音频功率放大器芯片U703的信号输出端电连接，音频功率放大器芯片U703的信号输出端还通过电阻R704与第一信号输出端子模块6电连接。

在本实施例中，音频功率放大器芯片U703主要作用是对信号进行功率放大，放大后的信号可以通过第一信号输出端子模块6来驱动大功率负载，同时，音频功率放大器芯片U703输出电压信号可通过电容C716和电阻R709的串联电路与信号输出端电连接，形成负反馈，以保证电路的稳定运作。

请参看图3所示，在本实用新型的实施例中，优选：

第二音频运算放大器模块4内包括有音频运算放大器芯片U701，音频运算放大器芯片U701的同相输入端通过电阻R704与音频功率放大器模块3的信号输出端电连接，音频运算放大器芯片U701的反向输入端直接与音频功率放大器模块3的信号输出端电连接，音频运算放大器芯片U701的信号输出端与第二信号输出端子模块7的信号输入端电连接。

在本实施例中，在音频功率放大器模块3向音频运算放大器芯片U701的同相输入端和反相输入端输出强度不同的信号之后，音频运算放大器芯片U701可将该信号进行放大并输出至第二信号输出端子模块7中，以使与第二信号输出端子模块7连接的阻抗采集器可实时监控传输信号，实现阻抗采集。

请参看图4所示，在本实用新型的实施例中，优选：

电源供电模块8内包括有用于将输入的交流电压转换为音频功率放大器模块3所需的直流电压的整流滤波电路81、用于将整流滤波电路81输出的直流电压转换为第一音频运算放大器模块2和第二音频运算放大器模块4所需电压的第一电源转换电路82、用于将第一电源转换电路82输出的直流电压转换为增益控制模块1所需电压的第二电源转换电路83。

在本实施例中，当交流电压加到整流滤波电路81时，整流滤波电路81内的整流桥D601可对该输入的电压进行整流变压以得到电路所需的直流电压，随后电容C601、电容C602、电容C603、电容C605、电容C606、电容C607、电阻R605和电阻R606组成的低通滤波器可对整流桥D601输出直流电压进行滤波处理，以最后向输出音频功率放大器模块3输出其所需的直流电压。

在本实施例中，在上电之后，整流滤波电路81首先工作将输入的交流电转化成音频功率放大器模块3所需的±25V电源电压，其后，第一电源转换电路82可将该±25V电源电压降压为±12V电源电压给到第一音频运算放大器模块2、第二音频运算放大器模块4和增益控制模块1，而第二电源转换电路83可将该±12V电源电压降压为±5V电源电压给到增益控制模块1，以确保输出功率。

在本实施例中，本申请是基于ADI公司的专用音频芯片，以及TI公司的声学功率放大芯片，配合ADI的高能效、稳定的电源管理芯片，以及环牛稳定的功率电源输出，实现低成本的信号源驱动，以及低失真的信号传输，保证了信号的质量。同时采用TI芯片的低失真信号采集，实现功率驱动与阻抗测试与一体。

可见，实施图1～图4所描述的低失真功率放大器电路，能够实现低成本的信号源驱动，以及低失真的信号传输，保证了信号的质量的同时，实现功率驱动与阻抗测试与一体，节省成本，增加功能。

此外，实施图1～图4所描述的低失真功率放大器电路，具有电路相对简单，现场实用性好等优点。

此外，实施图1～图4所描述的低失真功率放大器电路，具有着成本低廉、体积小的优势，可适合对于成本敏感和对方便携带有需求的应用。

此外，实施图1～图4所描述的低失真功率放大器电路，具有底噪低和失真低的优势，可以高度还原传输的语音信号。

以上仅为本实用新型的实施例，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 (7)

1.一种低失真功率放大器电路，其特征在于：包括增益控制模块(1)、与所述增益控制模块(1)的信号输出端电连接的第一音频运算放大器模块(2)、与所述第一音频运算放大器模块(2)的信号输出端电连接的音频功率放大器模块(3)、与所述音频功率放大器模块(3)的信号输出端电连接的第二音频运算放大器模块(4)，所述增益控制模块(1)的信号输入端电连接有用于外接信号发生器的信号输入端子模块(5)，所述音频功率放大器模块(3)的信号输出端还电连接有用于外接扬声器的第一信号输出端子模块(6)，所述第二音频运算放大器模块(4)的信号输出端电连接有用于阻抗采集器的第二信号输出端子模块(7)，所述增益控制模块(1)的电源输入端、所述第一音频运算放大器模块(2)的电源输入端、所述音频功率放大器模块(3)的电源输入端和所述第二音频运算放大器模块(4)的电源输入端上分别电连接有电源供电模块(8)。

2.根据权利要求1所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述增益控制模块(1)内包括有用于对所述信号输入端子模块(5)输入的信号进行不同程度衰减的分压电路(11)、用于控制所述第一音频运算放大器模块(2)的增益随所述分压电路(11)输出的信号强度而调整的多路复用芯片电路(12)、用于控制所述多路复用芯片电路(12)从所述分压电路(11)输出的信号值中选择出允许输入的信号值的开关控制电路(13)；

所述分压电路(11)的信号输入端与所述信号输入端子模块(5)的信号输出端电连接，所述分压电路(11)的信号输出端和所述开关控制电路(13)的信号输出端分别电连接所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端，所述多路复用芯片电路(12)的信号输出端与所述第一音频运算放大器模块(2)的同相信号输入端电连接，所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端还电连接于所述分压电路(11)与所述信号输入端子模块(5)之间。

3.根据权利要求2所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述分压电路(11)内包括有串联设置的电阻R711和电阻R712、串联设置的电阻R713、电阻R714和电阻R715、串联设置的电阻R716和电阻R719、串联设置的电阻R720和电阻R721、串联设置的电阻R722和电阻R723、串联设置的电阻R724和电阻R725、串联设置的电阻R726和电阻R727；

所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端分别与所述电阻R712、所述电阻R719、所述电阻R721、所述电阻R723、所述电阻R725和所述电阻R727电连接，所述信号输入端子模块(5)的信号输出端通过电容C703与所述电阻R711电连接，所述电阻R713的一端电连接于所述电阻R721与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间，所述电阻R716的一端电连接于所述电阻R715与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间，所述电阻R720的一端电连接于所述电阻R719与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间，所述电阻R722的一端电连接于所述电阻R721与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间，所述电阻R724的一端电连接于所述电阻R723与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间，所述电阻R726的一端电连接于所述电阻R725与所述多路复用芯片电路(12)的信号输入端之间。

4.根据权利要求1～3任一项所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述电源供电模块(8)内包括有用于将输入的交流电压转换为所述音频功率放大器模块(3)所需的直流电压的整流滤波电路(81)、用于将所述整流滤波电路(81)输出的直流电压转换为所述增益控制模块(1)、所述第一音频运算放大器模块(2)和所述第二音频运算放大器模块(4)所需电压的第一电源转换电路(82)、用于将所述第一电源转换电路(82)输出的直流电压转换为所述增益控制模块(1)所需电压的第二电源转换电路(83)。

5.根据权利要求1所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述第一音频运算放大器模块(2)内包括有音频运算放大器芯片U706，所述音频运算放大器芯片U706的同相信号输入端与所述增益控制模块(1)的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U706的反相输入端通过电容C706和电阻R728的并联电路与所述音频运算放大器芯片U706的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U706的信号输出端还与所述音频功率放大器模块(3)的同相信号输入端电连接，所述电容C706和所述电阻R728的并联电路还通过电阻R708接地。

6.根据权利要求1所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述音频功率放大器模块(3)内包括有音频功率放大器芯片U703，所述音频功率放大器芯片U703的同相信号输入端与所述第一音频运算放大器模块(2)的信号输出端电连接，所述音频功率放大器芯片U703的反相信号输入端通过电容C716和电阻R709的串联电路与所述音频功率放大器芯片U703的信号输出端电连接，所述音频功率放大器芯片U703的信号输出端还通过电阻R704与所述第一信号输出端子模块(6)电连接。

7.根据权利要求1所述的低失真功率放大器电路，其特征在于：

所述第二音频运算放大器模块(4)内包括有音频运算放大器芯片U701，所述音频运算放大器芯片U701的同相输入端通过电阻R704与所述音频功率放大器模块(3)的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U701的反向输入端直接与所述音频功率放大器模块(3)的信号输出端电连接，所述音频运算放大器芯片U701的信号输出端与所述第二信号输出端子模块(7)的信号输入端电连接。

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