CN2404269Y

CN2404269Y - 高保真末级音频功率电流放大器

Info

Publication number: CN2404269Y
Application number: CN 99245494
Authority: CN
Inventors: 吴刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2000-11-01
Anticipated expiration: 2009-12-08

Abstract

本放大器由达林顿式电流放大电路、偏置电路、和电源组成,其特征在于偏置电路由恒流源I1、I2,放大/偏置晶体管Q1、Q2,电阻R1、R2、R3组成,其Q1、Q2既是信号放大管又是偏压控制管,通过反馈电阻R2、R3从一级放大管或第二级放大管的射极取回负反馈电压信号,明显提高了输出级晶体管的静态电流控制精度,对电源电压变化、环境温度变化、电流放大中元件参数变化有很强的抑制效果。

Description

高保真末级音频功率电流放大器

本实用新型涉及一种末级音频功率电流放大器，特别适合于将已有家庭影院经济的升级，使之同时具有家庭影院的多功能和发烧音响的优良音质。

现代音响器材逐渐的演化成AV(家庭影院)和Hi-Fi(高保真音响)两大阵营，其中家庭影院功率放大器朝着多声道、多功能、数字化的方向发展，使得家庭影院功率放大器电路越来越复杂，这种类型功放，一般包含了遥控、显示屏、音频信号处理、多路功率放大器等多种电路，很难完全排除相互干扰，如偏置漂移、环路反馈，扬声器反电动势和变压器漏磁。因此，用家庭影院的音响播放音乐时，对声音的音质会略打折扣，难以满足音响发烧友的需要。

而高保真音响(俗称“发烧音响”)却是功能简单、电路较简洁、用料精良以追求高保真的音响效果，虽然欣赏音乐时音质接近完美，但是用发烧音响搭配成家庭影院时，必须另配解码器、混响器、低音炮等等器材才能达到较好的效果，但功能较少，而且这样搭配而成的音响系统使用、安装、调试十分复杂，价格也较高，可见上述两类音响系统各有千秋，鱼和熊掌难与兼得。

中国专利文献95208682公开了一种将电压放大与电流放大分电分机箱的方案，以消除环路反馈，扬声器反电动势和变压器漏磁对音频放大器音质的影响。

中国专利文献97205669公开了一种静态偏置高稳定的功率放大器末级电流器，以消除环境温度变化导致偏置漂移而产生的失真，但影响偏置的元件多，精度要求高，偏置电流调节难，控制精度有限。

中国专利文献94119553公开了一种多路输出的功率放大器，以隔离不同路扬声器电抗相互作用所引起的干扰。

上述已有技术消除静态偏置移动和扬声器电抗相互干挠的方案，并不能使已有家庭影院的音响升级为发烧音响级，而且缺乏扩展性。

本实用新型的目的在于提供一种高保真末级音频功率电流放大器，它具有静态偏置高稳定的优点，元件少，对温度、电压、元件精度的变化不敏感，大功率输出高保真。

本实用新型的进一步的目的在于做为多路输出设备之一时，具有优良的隔离不同路负载电抗之间干扰的能力，和与前级后级设备的多种连接形式的可选性，因而有良好的升级能力。

本新型实用的高保真末级音频功率电流放大器，由达林顿式电流放大电路、偏置电路、和电源组成，其特征在于达林顿式电流放大器的偏置电路，由恒流源I1、I2，放大/偏置晶体管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3组成，恒流源I1、I2的一端分别接于Q1、Q2的集电极，另一端接电源，Q1、Q2射极与信号输入端相连，电阻R1连接在Q1、Q2基极间，电阻R2、R3分别接在第一或第二级达林顿放大器射极与Q1、Q2基极之间，Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、R6、R7、R8、R9构成三级达林顿式电流放大电路。

如上所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于各偏置电路中第一和第二级达林顿放大器射极，与相应放大/偏置晶体管基极之间同时连接有电阻。

如上所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于Q1、Q2和输出级晶体管一起紧贴在同一散热器上。

如上所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于其前端有输入信号切换电路，其后端有输出信号切换电路，控制电路分别与输入信号切换电路和输出信号切换电路相连接。

如上所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于：

输入信号切换电路由两个继电器的4组触点开关组成，分别是J1-1、J1-2、J2-1、J2-2，A端输入信号连接到第一个继电器J1的第一组开关J1-1的常闭触点和第二组开关J1-2的常开触点，继电器J1的第一组开关J1-1的动触点，分别连接到第二个继电器J2的第一组开关J2-1的常开触点及常闭触点，和第二组开关J2-2的常开触点，第二个继电器J2的第一组开关J2-1的动触点连接到左声道电流放大器的信号输入端子上；B端输入信号连接到第一个继电器J1的第一组开关J1-1的常开触点和第二组开关J1-2的常闭触点上，继电器J1的第一组开关J1-2的动触点连接到第二个继电器J2的第二组开关J2-2的常闭触点上，第二个继电器J2的第二组开关J2-2的动触点连接到右声道电流放大器的信号输入端子上；

输出信号切换电路由两个继电器的4组触点开关组成，分别是J5-1、J5-2、J6-1、J6-2，左声道电流放大级的输出端子分别连接到继电器J5的第一组开关J5-1的动触点和继电器J6的第二组开关J6-2的动触点上，继电器J5的第一组开关J5-1的常开触点和继电器J6的第一组开关J6-1的常开触点，连接到左声道扬声器端子上；右声道电流放大器的输出端子分别连接到继电器J5的第二组开关J5-2的动触点和继电器J6的第一组开关J6-1的动触点上，继电器J5的第二组开关J5-2的常开触点和继电器J6的第二组开关的J6-2的常开触点连接到右声道扬声器端子上。

在本实用新型的高保真末级音频功率电流放大器，其Q1、Q2既是信号放大管又是偏压控制管，通过反馈电阻R2、R3从第一级放大管和第二级放大管的射极取回负反馈电压信号，明显提高了输出级晶体管的静态电流控制精度，对电源电压变化、环境温度变化、电流放大中元件参数变化有很强的抑制效果，而且改变分压电阻R1的电阻值，输出级晶体管的静态电流大小还可以任意调节。反馈电阻R2、R3还同时送回了输出级晶体管基极的信号电压波形，通过Q1、Q2负反馈放大，还可以消除电压信号失真，这一个电路结构实际上将信号放大和偏压控制融为一体，同时起到了两个作用，与传统的放大电路、偏置电路各负其责的做法完全不同。这种电路十分简洁，减少了元器件的数量，降低了对元器件的要求，排除了复杂电路的不稳定因素，同时还提高了控制精度，与传统的电路对比起来，差别十分明显。

同时从第一级和第二级放大管的射极取负反馈，可以进一步加深对电源电压变化、环境温度变化、电流放大中元件参数变化的抑制效果，提高输出级晶体管的静态电流控制精度。

Q1、Q2和输出级晶体管一起紧贴在同一散热器上，其温度负反馈可以消除输出管的热升温导致的偏流增大。

由于采用了输入与输出信号切换电路，本实用新型可以允许功率放大器的左声道和右声道并联工作在纯甲类状态。当所有声道分开各自单独工作的时候，两个声道可以分别工作在甲乙类状态。此项技术方案使放大器具备了双声道并联合成为单声道的功能，它一方面可以提高放大器的音质性能和档次，另外一方面放大器具有新型的接口，使放大器具有了极强的灵活性和兼容性。有了这两项功能，末级功率放大器可以和目前普通的合并式功率放大器搭配成为前后级功率放大器、双功放分音前后级功率放大器、双单声道纯甲类前后级功率放大器、四单声道纯甲类功放分音后级功率放大器。也可以和普通的家庭院功率放大器搭配成为具有更高音质的家庭影院音响系统，如双功放分音前后级家庭影院音响系统、双单声道纯甲类前后级家庭影院音响系统......。以实现经济地持续升级的目的。

图一，是本实用新型实施例的电原理图。

图二，是本实用新型两路输出实施例的框图。

图三，是图二中输入切换电路原理图。

图四，是图二中输出切换电路原理路。

图五，是图二中控制电路的电原理图。

图六，是两路输出实施例将已有家庭影院升级的连接示意图。

图七，是用两台本实用新型将已有家庭影院再升级的连接示意图。

输入信号切换电路如图三所示，由两个继电器的4组触点开关组成，分别是J1-1、J1-2、J2-1、J2-2，A端输入信号连接到第一个继电器J1的第一组开关J1-1的常闭触点和第二组开关J1-2的常开触点，继电器J1的第一组开关J1-1的动触点，分别连接到第二个继电器J2的第一组开关J2-1的常开触点及常闭触点，和第二组开关J2-2的常开触点，第二个继电器J2的第一组开关J2-1的动触点连接到左声道电流放大器的信号输入端子上；B端输入信号连接到第一个继电器J1的第一组开关J1-1的常开触点和第二组开关J1-2的常闭触点上，继电器J1的第一组开关J1-2的动触点连接到第二个继电器J2的第二组开关J2-2的常闭触点上，第二个继电器J2的第二组开关J2-2的动触点连接到右声道电流放大器的信号输入端子上。

输入信号切换电路实现的功能如下：继电器状态 A端输入信号 B端输入信号左输出端信号右输出端信号J1不吸、J2不吸 L R L RJ1不吸、J2吸 L R L LJ1吸、J2不吸 L R R LJ1吸、J2吸 L R R R

输出信号切换电路如图四所示，由两个继电器的4组触点开关组成，分别是J5-1、J5-2、J6-1、J6-2，左声道电流放大级的输出端子分别连接到继电器J5的第一组开关J5-1的动触点和继电器J6的第二组开关J6-2的动触点上，继电器J5的第一组开关J5-1的常开触点和继电器J6的第一组开关J6-1的常开触点，连接到左声道扬声器端子上；右声道电流放大器的输出端子分别连接到继电器J5的第二组开关J5-2的动触点和继电器J6的第一组开关J6-1的动触点上，继电器J5的第二组开关J5-2的常开触点和继电器J6的第二组开关的J6-2的常开触点连接到右声道扬声器端子上。

输出信号切换电路实现的功能如下：

切换电路前切换电路后继电器状态左输入端信号右输入端信号左输出端信号右输出端信号J5不吸、J6不吸L R 无(保护状态) 无(保护状态)同上 R L 无(保护状态) 无(保护状态)同上 L L 无(保护状态) 无(保护状态)同上 R R 无(保护状态) 无(保护状态)J5吸、J6不吸 L R L R同上 R L R L同上 L L L L同上 R R R RJ5吸、J6吸 L L L(并联状态) L(并联状态)同上 R R R(并联状态) R(并联状态)

控制电路如图四所示，输入输出切换电路在控制电路的作用下完成上述切换操作。显然，可以有多种其他方式的控制电路可以完成此控制功能。

本实用新型使音响系统能够兼顾家庭影院和音乐欣赏的要求，而且又有良好的升级性、兼容性。具体如下：

一、可以实现在不淘汰原来的音响器材的情况下，提高功率放大器播放音乐的音质，以达到既提高音响的性能又保护用户的长期投资的目的。

二、可以将目前流行的家庭影院系统齐全的功能和发烧级音响器材完美的音质统一起来，成为一种新的音响系统，这种音响系统既具有家庭影院音响的功能，其音质水平又可以达到或超过发烧级音响器材的音质。从原理上博取了两者的长处，达到将两者的优点合二为一的目的。这种技术极有可能是音响系统的新的发展方向。

三、此项发明不光解决了传统的音频功率放大器升级困难的问题，还提出了一套持续升级功率放大器音质的办法，将用户对音响系统进行了第一次升级以后，仍然可以用同样的方法对音响系统进行第二次甚至第三次升级，即使是对功率放大器的音质有最严格的要求也会得到满足。

Claims

1、高保真末级音频功率电流放大器，由达林顿式电流放大电路、偏置电路、和电源组成，其特征在于达林顿式电流放大器的偏置电路，由恒流源I1、I2，放大/偏置晶体管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3组成，恒流源I1、I2的一端分别接于Q1、Q2的集电极，另一端接电源，Q1、Q2射极与信号输入端相连，电阻R1连接在Q1、Q2基极间，电阻R2、R3分别接在第一或第二级达林顿放大器射极与Q1、Q2基极之间，Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、R6、R7、R8、R9构成三级达林顿式电流放大电路。

2、如权利要求1所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于各偏置电路中第一和第二级达林顿放大器射极，与相应放大/偏置晶体管基极之间同时连接有电阻。

3、如权利要求1、2所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于Q1、Q2和输出级晶体管一起紧贴在同一散热器上。

4、如权利要求1、2所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于其前端有输入信号切换电路，其后端有输出信号切换电路，控制电路分别与输入信号切换电路和输出信号切换电路相连接。

5、如权利要求4所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于：

6、如权利要求3所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于其前端有输入信号切换电路，其后端有输出信号切换电路，控制电路分别与输入信号切换电路和输出信号切换电路相连接。

7、如权利要求6所述的高保真末级音频功率电流放大器，其特征在于：