背景技術(shù)：
消費(fèi)者在使用音響產(chǎn)品時(shí)最不能接受的就是humnoise(電流聲)和po-ponoise(開關(guān)機(jī)沖擊聲)。美國(guó)titpa3116classd類系列功放ic包含tpa3116/tpa3118/tpa3130型號(hào)。輸出rms功率分別為：50w*2/30w*2/15w*2，輸出功率是民用音響黃金段輸出功率，一般使用在中檔民用音響產(chǎn)品中。但此系列功放ic有一個(gè)非常嚴(yán)重的設(shè)計(jì)瑕疵，就是在開關(guān)機(jī)處理po-ponoise不是很到位，也就是在開關(guān)機(jī)處理不好有很大的沖擊聲。由于電源打開時(shí)瞬間有電源火花，該火花沖擊電信號(hào)經(jīng)電路放大后會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊聲從喇叭中發(fā)出。對(duì)消費(fèi)者，尤其是老人小孩產(chǎn)生一定的噪音傷害，所以必須進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)。而一般的通常用的處理方式是利用mcu輸出一個(gè)控制電平將進(jìn)行置高和置低延時(shí)處理開關(guān)機(jī)沖擊聲的tpa3116設(shè)計(jì)瑕疵問題，用mcu延時(shí)進(jìn)行置高置低控制可以有效達(dá)到控制開關(guān)機(jī)沖擊聲，但這樣會(huì)增加一定的硬件成本和軟件成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，基于產(chǎn)品性價(jià)比的考慮，本實(shí)用新型提供一種消除tpa3116系列功放開關(guān)機(jī)沖擊聲的電路。
本實(shí)用新型包括時(shí)序開關(guān)，控制時(shí)序開關(guān)打開或關(guān)閉的控制模塊、設(shè)置在時(shí)序開關(guān)與tpa3116系列功放芯片負(fù)責(zé)靜音的第12引腳mute引腳之間的分壓模塊和延時(shí)模塊，所述分壓模塊和延時(shí)模塊還與電源輸出端相連。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊包括信號(hào)放大單元、整流單元、時(shí)間控制單元、開關(guān)控制單元，其中，所述信號(hào)放大單元的輸入端與音頻輸入電路的輸出端相連，輸出端與整流單元的輸入端相連，所述整流單元的輸出端與開關(guān)控制單元的輸入端相連，所述時(shí)間控制單元控制所述開關(guān)控制單元的工作時(shí)間，所述開關(guān)控制單元的輸出端與時(shí)序開關(guān)的控制端相連。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)放大電路為多級(jí)放大電路，包括分別具有放大作用的2個(gè)以上運(yùn)放串聯(lián)而成。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)放大電路包括運(yùn)放u306b、運(yùn)放u306a和運(yùn)放u202a及其外圍阻容器件，其中，
所述運(yùn)放u306b的正相輸入引腳5接地，反相輸入引腳6通過串聯(lián)的電阻r420和電容c416接音頻輸入電路的輸出端，并通過并聯(lián)的電阻r422和電容c418接運(yùn)放u306b的輸出引腳7，所述運(yùn)放u306b的輸出引腳7通過串聯(lián)的電容c415和電阻r419接運(yùn)放u306a的反相輸入引腳2，
所述運(yùn)放u306a的反相輸入引腳2通過并聯(lián)的電阻r421和電容c417接運(yùn)放u306a的輸出引腳1，所述運(yùn)放u306a的正相輸入引腳3接地，電源引腳8分別與接地電容c413和電阻r417的一端相連，電阻r417的另一端接+15v電源，電源引腳4分別與接地電容c412和電阻r413的一端相連，電阻r413的另一端接-15v電源，所述運(yùn)放u306a的輸出引腳1通過串聯(lián)的電容c411和電阻r228接運(yùn)放u202a的反相輸入引腳2，
所述運(yùn)放u202a的反相輸入引腳2通過并聯(lián)的電阻r224和電容c236接運(yùn)放u202a的輸出引腳1，所述運(yùn)放u306a的正相輸入引腳3接地，電源引腳8分別與接地電容c233和電阻r234的一端相連，電阻r234的另一端接+15v電源，電源引腳4分別與接地電容c235和電阻r236的一端相連，電阻r236的另一端接-15v電源，所述運(yùn)放u202a的輸出引腳1通過電容c237接整流單元輸入端。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述開關(guān)控制單元包括運(yùn)放u202b及其外圍阻容器件，所述u202b的正相輸入引腳5通過電阻r423接整流單元和時(shí)間控制單元輸出端，反相輸入引腳6分別與電阻r231、電阻r232、電容c2334的一端相連，并通過電容c233接輸出引腳7，所述電阻r231另一端接+15v電源，電阻r232、電容c234另一端分別接地，所述u202b的輸出引腳接時(shí)序開關(guān)控制端。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述時(shí)間控制單元包括極性電容c302和電阻r411，其中，所述極性電容c302的正極和電阻r411的一端接整流單元輸出端和電阻r423輸入端之間，所述極性電容c302的負(fù)極和電阻r411的另一端接地。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述整流單元包括二極管d101和二極管d102，其中，所述二極管d101的負(fù)極和二極管d102的正極分別接信號(hào)放大單元輸出端，所述二極管d102輸出端接開關(guān)控制單元輸入端，二極管d101正極接。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述時(shí)序開關(guān)包括電阻r309、極性電容c301和三極管q301，其中，所述三極管q301的基極分別與電阻r309的一端和極性電容c301正極相連，電阻r309另一端接控制模塊輸出端，極性電容c301負(fù)極接地，所述三極管q301的發(fā)射極接地，集電極接分壓模塊的一端。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述分壓模塊包括電阻r310和電阻r316，其中，所述電阻r310的一端與所述三極管q301的集電極相連，另一端分別與電阻r316的一端和tpa3116系列功放芯片mute引腳，電阻r316的另一端接tpa3116系列功放芯片的電源avcc引腳。
本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述延時(shí)模塊包括極性電容c309，所述極性電容c309與電阻r316并聯(lián)，其中，負(fù)極接tpa3116系列功放芯片的電源avcc引腳。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：利用純硬件的電阻電容等器件，防止開關(guān)機(jī)沖擊聲對(duì)消費(fèi)者的噪聲傷害，也避開了由mcu延時(shí)控制的硬軟件開發(fā)和成本的上升。
附圖說明
圖1為包括本實(shí)用新型的音箱整機(jī)電路原理圖；
圖2為控制模塊電路原理圖；
圖3為tpa3116系列功放芯片第12引腳的外圍電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本申請(qǐng)人在開發(fā)cq6a/cq8a/cq6d/cq8d等網(wǎng)路及教育用有源音箱產(chǎn)品所使用的功放芯片是美國(guó)titpa3116classd類系列功放ic。本實(shí)用新型主要針對(duì)tpa3116功放ic開關(guān)機(jī)沖擊聲的一種規(guī)避電路。本申請(qǐng)人cq6a/cq8a/cq6d/cq8d等網(wǎng)路及教育用有源音箱產(chǎn)品的整機(jī)電路如圖1所示。
本整機(jī)功放電路前級(jí)電路已經(jīng)過電子分頻處理，在此不作分析，只對(duì)開關(guān)機(jī)沖擊聲規(guī)避電路進(jìn)行重點(diǎn)闡述。其中功放icu307的引腳4為高頻輸入，引腳10為低頻輸入，相對(duì)應(yīng)的，引腳26/27～29/30橋接成高頻輸出，引腳20/21～23/24橋接成低頻輸出。真正可以進(jìn)行規(guī)避開關(guān)機(jī)沖擊的引腳只有引腳12(也叫12pin)/mute引腳。由于引腳12置高置低邏輯時(shí)序都占空比是1.4秒作用，也就是規(guī)避tpa3116classd類功放開關(guān)機(jī)沖擊聲，可利用的地方就是針對(duì)置高置低及1.4秒的時(shí)序邏輯進(jìn)行開發(fā)。
如圖1-圖3所示，本實(shí)用新型包括時(shí)序開關(guān)，控制時(shí)序開關(guān)打開或關(guān)閉的控制模塊、設(shè)置在時(shí)序開關(guān)與tpa3116系列功放芯片負(fù)責(zé)靜音的第12引腳mute引腳之間的分壓模塊和延時(shí)模塊，所述分壓模塊和延時(shí)模塊還與電源輸出端相連。
本例的時(shí)序開關(guān)包括電阻r309、極性電容c301和三極管q301，其中，所述三極管q301的基極分別與電阻r309的一端和極性電容c301正極相連，電阻r309另一端接控制模塊輸出端，極性電容c301負(fù)極接地，所述三極管q301的發(fā)射極接地，集電極接分壓模塊的一端。
本例的分壓模塊包括電阻r310和電阻r316，其中，所述電阻r310的一端與所述三極管q301的集電極相連，另一端分別與電阻r316的一端和tpa3116系列功放芯片mute引腳，電阻r316的另一端接tpa3116系列功放芯片的電源avcc引腳。
本例的延時(shí)模塊包括極性電容c309，所述極性電容c309與電阻r316并聯(lián)，其中，負(fù)極接tpa3116系列功放芯片的電源avcc引腳。
本實(shí)用新型利用q301/npn三極管ttl的邏輯關(guān)系處理置高靜音，置低打開功放輸出。當(dāng)打開電源時(shí)pvcc立馬送到功放icu307的pvcc腳，功放處于待機(jī)狀態(tài)。如果引腳12處于低電平時(shí)功放被打開。
本實(shí)用新型利用電阻電容的充放電的時(shí)間進(jìn)行處理，同時(shí)利用三極管ttl的邏輯關(guān)系，其功能效果同樣達(dá)到甚至超過mcu延時(shí)控制的效果，電阻r316與r310進(jìn)行分壓使12pin/mute腳并通過q301/8050三極管的ttl邏輯關(guān)系對(duì)功放輸出進(jìn)行控制。其中電阻r316為100k，r310為1k。如果三級(jí)管q301/8050基極處于0.6v以下的低電平，三極管q301截止，也就是三極管q301開關(guān)沒打開。由于電阻r310懸空，電阻r316與r310的分壓關(guān)系不成立，12pin/mute處于高電平的狀態(tài)，功放處于muting(靜音)狀態(tài)，功放被muting沒輸出。如果三級(jí)管q301基極處于0.6v以上的高電平，三極管處于飽和狀態(tài)，也就是電阻r310被接地，電阻r316與r310的分壓關(guān)系成立。功放icu307的12pin/mute處于1/100*pvcc低電平的狀態(tài)，功放處于輸出狀態(tài)。如果讓功放icu307的12pin/mute腳置高置低狀態(tài)與電源供電的時(shí)序不進(jìn)行合理延時(shí)的話，還是會(huì)有開關(guān)機(jī)沖擊聲輸出。本實(shí)用信息在打開電源后必須保證12pin/mute腳至于高電平狀態(tài)，其時(shí)序占空比大于開關(guān)機(jī)沖擊電信號(hào)經(jīng)前級(jí)放大和功率放大時(shí)序占空比。鑒于此考慮，因?yàn)殡娙菰诔浞烹娖陂g，剛接通電源時(shí)電容是短路的，也就是開機(jī)瞬間將pvcc同時(shí)加到電源腳時(shí)也同時(shí)加到12pin/mute腳上，使之處于高電平狀態(tài)tpa3116功放也處于關(guān)閉狀態(tài)。隨著時(shí)間的增加也就是充電時(shí)間的增加，電容正負(fù)極的電容壓降達(dá)到一定值時(shí)，因?yàn)樵陂_關(guān)機(jī)時(shí)沖擊電平也會(huì)通過電路回路放大，繼而驅(qū)動(dòng)三極管q301，使之ttl邏輯關(guān)系也成立，功放輸出被打開，電阻r316與r310的分壓關(guān)系成立，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生打開功放而出現(xiàn)沖擊聲。為使在開機(jī)期間保證對(duì)tpa311612pin/mute有效置高，其驅(qū)動(dòng)原理見圖2的說明。其高電平時(shí)序邏輯必須大于開機(jī)沖擊電信號(hào)送達(dá)功放的時(shí)序，這樣就有效避開了開機(jī)沖擊。因此本實(shí)用新型的電路中在電阻r316并有一個(gè)47u/25v的電解電容c309就是保證12pin/mute開關(guān)機(jī)產(chǎn)生延時(shí)處理的時(shí)序邏輯，其時(shí)間常數(shù)為4.7秒。這個(gè)4.7秒是指r316并有一個(gè)47u/25v的電解電容時(shí)間常數(shù)關(guān)系，其實(shí)還包含功放電路中r325與avcc&pvcc到功放icu307的17，18，19，31，32等pin腳的內(nèi)阻，也包含tpa3116功放ic12pin到地電阻r310與功放ic與地的內(nèi)阻。這個(gè)時(shí)序4.7秒非常重要的參數(shù)，但實(shí)際開機(jī)延時(shí)時(shí)間常數(shù)不是4.7秒，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于4.7秒的一個(gè)數(shù)值，實(shí)測(cè)時(shí)序占空比約400～500毫秒，顯然400～500毫秒小于1.4秒，也就是說，在開機(jī)沖擊電平信號(hào)到達(dá)功放時(shí)功放還處于mute狀態(tài)，因此，能夠有效防止開機(jī)沖擊po-ponoise。
本實(shí)用新型的三極管q301/8050，r309/4k7，c301/10uf這三個(gè)元件組成12pin的時(shí)序開關(guān)，當(dāng)r309前面有高電平輸入時(shí)，三極管q301開關(guān)特性打開。也就是q301三極管的ttl邏輯關(guān)系。三級(jí)管q301/8050基極處于0.6v以上的高電平，三極管飽和，r316與r310的分壓關(guān)系成立。12pin/mute處于1/100*pvcc低電平的狀態(tài)，功放處于輸出狀態(tài)。本例電路中在q301/8050的基極有一個(gè)c301/10uf的電解電容接地，也是利用電容瞬間短路充放電的原理進(jìn)行延時(shí)，消除三極管q301/8050產(chǎn)生電子開關(guān)的二次電信號(hào)沖擊。r309與c301的時(shí)間常數(shù)為：47毫秒。它有效緩解和消除三極管q301/8050產(chǎn)生電子開關(guān)的二次電信號(hào)沖擊。
如圖3所示，本例通過控制模塊驅(qū)動(dòng)時(shí)序開關(guān)，提供打開q301三極管的ttl邏輯關(guān)系的電平。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，本例控制模塊包括信號(hào)放大單元、整流單元、時(shí)間控制單元、開關(guān)控制單元，其中，所述信號(hào)放大單元的輸入端與音頻輸入電路的輸出端相連，輸出端與整流單元的輸入端相連，所述整流單元的輸出端與開關(guān)控制單元的輸入端相連，所述時(shí)間控制單元控制所述開關(guān)控制單元的工作時(shí)間，所述開關(guān)控制單元的輸出端與時(shí)序開關(guān)的控制端相連。
本實(shí)用新型的信號(hào)放大電路為多級(jí)放大電路，包括分別具有放大作用的2個(gè)以上運(yùn)放串聯(lián)而成。本例信號(hào)放大電路包括運(yùn)放u306b、運(yùn)放u306a和運(yùn)放u202a及其外圍阻容器件，其中，
所述運(yùn)放u306b的正相輸入引腳5接地，反相輸入引腳6通過串聯(lián)的電阻r420和電容c416接音頻輸入電路的輸出端，并通過并聯(lián)的電阻r422和電容c418接運(yùn)放u306b的輸出引腳7，所述運(yùn)放u306b的輸出引腳7通過串聯(lián)的電容c415和電阻r419接運(yùn)放u306a的反相輸入引腳2，
所述運(yùn)放u306a的反相輸入引腳2通過并聯(lián)的電阻r421和電容c417接運(yùn)放u306a的輸出引腳1，所述運(yùn)放u306a的正相輸入引腳3接地，電源引腳8分別與接地電容c413和電阻r417的一端相連，電阻r417的另一端接+15v電源，電源引腳4分別與接地電容c412和電阻r413的一端相連，電阻r413的另一端接-15v電源，所述運(yùn)放u306a的輸出引腳1通過串聯(lián)的電容c411和電阻r228接運(yùn)放u202a的反相輸入引腳2，
所述運(yùn)放u202a的反相輸入引腳2通過并聯(lián)的電阻r224和電容c236接運(yùn)放u202a的輸出引腳1，所述運(yùn)放u306a的正相輸入引腳3接地，電源引腳8分別與接地電容c233和電阻r234的一端相連，電阻r234的另一端接+15v電源，電源引腳4分別與接地電容c235和電阻r236的一端相連，電阻r236的另一端接-15v電源，所述運(yùn)放u202a的輸出引腳1通過電容c237接整流單元輸入端。
本例開關(guān)控制單元包括運(yùn)放u202b及其外圍阻容器件，所述u202b的正相輸入引腳5通過電阻r423接整流單元和時(shí)間控制單元輸出端，反相輸入引腳6分別與電阻r231、電阻r232、電容c2334的一端相連，并通過電容c233接輸出引腳7，所述電阻r231另一端接+15v電源，電阻r232、電容c234另一端分別接地，所述u202b的輸出引腳接時(shí)序開關(guān)控制端。
本例時(shí)間控制單元包括極性電容c302和電阻r411，其中，所述極性電容c302的正極和電阻r411的一端接整流單元輸出端和電阻r423輸入端之間，所述極性電容c302的負(fù)極和電阻r411的另一端接地。
本例的整流單元包括二極管d101和二極管d102，其中，所述二極管d101的負(fù)極和二極管d102的正極分別接信號(hào)放大單元輸出端，所述二極管d102輸出端接開關(guān)控制單元輸入端，二極管d101正極接。
本例的控制模塊工作原理為：
在有音頻信號(hào)輸入時(shí)取出一路信號(hào)經(jīng)運(yùn)放u306b，u306a，u202a三級(jí)放大，每級(jí)放大倍數(shù)為10倍，也就是輸入音頻信號(hào)為1mv時(shí)*10*10*10＝1000mv，經(jīng)二極管d101和d102整流變成1.4v直流，這個(gè)音頻直流經(jīng)電阻r423緩沖后送入運(yùn)放u202b/5pin正相輸入腳，與為u202b6腳r231/220k&r232/1k*(+15v)＝68mv反相輸入進(jìn)行比較。當(dāng)音頻直流大于68mv時(shí)7pin輸出高電平通過電阻r309驅(qū)動(dòng)三極管q301對(duì)tpa3116功放進(jìn)行關(guān)閉和打開。
本控制電路有兩個(gè)作用：1.在沒音頻輸入時(shí)關(guān)斷功放，有音頻輸入時(shí)打開功放，做到一種節(jié)能的方式。2.在關(guān)機(jī)時(shí)搶在關(guān)機(jī)沖擊電平送入功放前關(guān)斷功放，達(dá)到消除關(guān)機(jī)出現(xiàn)po-ponoise沖擊聲。
本實(shí)用新型電路中在二極管d101/d102輸出端增加整流濾波電容c302/10uf，既有濾波功能也有時(shí)間控制功能，也就是控制直流電平在運(yùn)放u202b的正向輸入引腳5pin的時(shí)間長(zhǎng)短，使運(yùn)放u202b的輸出引腳7pin的輸出電平在合理時(shí)間進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。起到打開和關(guān)斷tpa3116功放的功能。與電容c302/10uf并聯(lián)的電阻r411/10k能決定運(yùn)放u202b7pin高低電平的翻轉(zhuǎn)時(shí)間。當(dāng)音頻信號(hào)切斷后音頻直流能保持100毫秒的時(shí)間。這個(gè)100毫秒的時(shí)間常數(shù)非常重要，時(shí)間太長(zhǎng)關(guān)機(jī)沖擊電平會(huì)在功放關(guān)斷前送入功放輸出產(chǎn)生很大的關(guān)機(jī)沖擊聲，太短又會(huì)在小信號(hào)時(shí)音頻因?yàn)閷?duì)q301/8050驅(qū)動(dòng)時(shí)間不夠而出現(xiàn)斷音。既可以防止斷音又可以在關(guān)電源產(chǎn)生沖擊電平送入功放間使u202b7pin輸出電壓翻轉(zhuǎn)提前關(guān)斷tpa3116靜音功能，達(dá)到防止關(guān)機(jī)沖擊聲的輸出。
綜上，本電路完美的達(dá)到了防止開關(guān)機(jī)沖擊聲對(duì)消費(fèi)者的噪聲傷害，也避開了由mcu延時(shí)控制的硬軟件開發(fā)和成本的上升。同時(shí)也通過電路原理與理論計(jì)算相結(jié)合完成了此電路的正確性，同時(shí)裝備的產(chǎn)品也驗(yàn)證了此電路的可靠性。
以上所述之具體實(shí)施方式為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施范圍，本實(shí)用新型的范圍包括并不限于本具體實(shí)施方式，凡依照本實(shí)用新型所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型涉及一種音箱電路，尤其涉及一種消除tpa3116系列功放開關(guān)機(jī)沖擊聲的電路。 |
