一種智能數字音頻功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種智能數字音頻功率放大器，包括機箱、設置于機箱內部的風機、散熱器、控制電路板，所述控制電路板上設有三角波產生電路、前置放大電路、PWM比較電路、數字音量調節電路、功率放大電路，及PLC智能控制電路與無線通信電路，該PWM比較電路包括輸入端與輸出端，該輸入端分別連接至三角波產生電路與前置放大電路，該數字音量調節電路包括一雙聲道電子音量控制器，該雙聲道電子音量控制器包括三個音量放大器與一邏輯控制器；所述功率放大電路為H橋互補對稱輸出電路，該H橋互補對稱輸出電路包括兩個對稱連接的輸出模塊。其具有智能化、小型化、低失真度、音量數字調節精度高、效率高等優點，可接入無線智能網絡擴聲系統。
【專利說明】
一種智能數字音頻功率放大器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種智能網絡音頻設備技術領域，尤其涉及一種智能數字音頻功率放大器。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品的智能化、數字化進程不斷演進，音響設備(尤其是其中的關鍵產品功率放大器)的智能化、數字化也提上了日程。
[0003]數字功放是指在信號的處理過程中采用的是數字音頻信號，用開關的方式放大信號。數字功放最大的特點是效率高，對電源及散熱的要求大大降低，此外還有輸出功率大、頻響寬、體積小、信噪比高等優點。而目前市場上很多功放產品都打出了 “數字”的旗號，但其中有很多只是對產品進行了一些數字化處理，嚴格意義上只能稱作數字化功放，真正的音頻信號還是模擬的，很多都無法達到低失真度、音量數字調節、效率高等要求。
[0004]小型化是另一種市場趨勢。臺式音響系統漸漸過時了，生產廠商正在尋求適宜放在書架上，甚至可掛在墻上的音頻系統。對于小型產品，數字放大器除了提供極高質量的音頻信號外，還需要具有功效高、體積小、重量輕、散熱少等優點。而現有數字音頻功率放大器均無法同時達到以上優點。
[0005]隨著網絡的發展，如何使數字音頻功率放大器接入無線網絡、實現智能化、個性化管理，進而將其接入智能化擴聲網絡，也變得非常有意義。
[0006]因此，開發出一種同時滿足小型化、智能化、低失真度、音量數字調節、效率高等需求的智能數字音頻功率放大器，顯得較為迫切。
【實用新型內容】
[0007]針對上述不足，本實用新型的目的在于提供一種智能數字音頻功率放大器，其具有小型化、智能化、低失真度、音量數字調節精度高、效率高等優點，且可以很方便的接入無線通訊網絡。
[0008]本實用新型為達到上述目的所采用的技術方案是:
[0009]—種智能數字音頻功率放大器，包括機箱、設置于機箱內部的風機、散熱器與控制電路板，其特征在于，還包括PLC智能控制系統與無線通信模塊，所述控制電路板上設有三角波產生電路、前置放大電路、PWM比較電路、數字音量調節電路與功率放大電路，其中，所述PffM比較電路包括輸入端與輸出端，該輸入端分別連接至三角波產生電路與前置放大電路，該輸出端依次與數字音量調節電路、功率放大電路連接，所述數字音量調節電路包括一雙聲道電子音量控制器，該雙聲道電子音量控制器包括三個音量放大器與一邏輯控制器；所述功率放大電路為H橋互補對稱輸出電路，該H橋互補對稱輸出電路包括兩個對稱連接的輸出模塊。
[0010]所述控制電路板上還設有PLC智能控制電路與無線通信電路，其中所述的無線通信電路與PLC智能控制電路連接，PLC智能控制電路與前置放大電路連接。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述控制電路板上還設有過溫保護電路，該過溫保護電路包括一溫度傳感器。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述控制電路板上還設有短路保護電路，該短路保護電路包括一熔斷器與一繼電器。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述三角波產生電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻Rl、電阻R2、滑動變阻器R3、電阻R4、電阻R5、SN74HC14N芯片與NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引腳分別連接至滑動變阻器R3的Al端與電容Cl 一端，該滑動變阻器R3的BI端與Pl端連接，并分別連接至所述電容C2—端與SN74HC14N芯片的第二引腳，該電容C2另一端連接至電阻R4—端，該電阻R4另一端分別連接至NE5532AP芯片的第二引腳、電阻R5—端與電容C3—端，該電阻R5另一端與電容C3另一端連接后連接至NE5532AP芯片的第一引腳;所述電容Cl另一端分別連接至電阻Rl—端與地端，該電阻Rl另一端分別連接至電阻R2—端與NE5532AP芯片的第三引腳，該電阻R2另一端分別連接至5V電壓與NE5532AP芯片的第五引腳，該NE5532AP芯片的第四引腳連接至地端。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述前置放大電路包括電容C4、電容C5、電容C6、電阻R6、電阻R7、滑動變阻器R8與NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引腳分別連接至電容C4 一端與電阻R6—端，該電阻R6另一端連接至地端;所述NE5532A芯片的第二引腳分別連接至電阻R7—端與滑動變阻器R8的A2端，該電阻R7另一端連接至電容C5—端，該電容C5另一端連接至地端，該滑動變阻器R8的B2端與P2端連接后分別連接至NE5532A芯片的第一引腳與電容C6—端。
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述PffM比較電路包括LM393N芯片UULM393N芯片U2、電容C7、電容C8、電阻R9、電阻RlO，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引腳與LM393N芯片U2的第二引腳連接；所述LM393N芯片Ul的第三引腳分別連接至電容C7—端、電阻R9—端與LM393N芯片U2的第一引腳，該電容C7另一端連接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引腳分別連接至電阻RlO—端與電容C8—端;所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第四引腳連接5V電壓;所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第五引腳連接地端。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，所述輸出模塊包括電容C9、電容Cll、電容C12、電阻Rll、電阻R12、QP1芯片、QNl芯片與揚聲器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端與QNl芯片的NI端連接，所述QPl芯片的P2端分別連接至QNl芯片的N3端與電阻Rl I—端，所述QPl芯片的P3端連接至電容C9正極，該電容C9負極接地;所述QNl芯片的N2端分別連接至電容Cl I一端與電容C12—端;所述電阻Rll另一端分別連接至電阻R12—端與電容Cll另一端，該電阻R12另一端分別連接至電容Cl 2另一端與揚聲器LS—端。
[0017]本實用新型的有益效果為:該智能數字音頻功率放大器只工作在開關狀態，不會產生交越失真，具有高保真度；由于采用開關功率放大電路，效率極高，可達75%?95 %，在工作時發熱量非常小；功率器件均工作在開關狀態，因此它基本上沒有模擬功放的靜態電流損耗，所有能量幾乎都是為音頻輸出而儲備，而且瞬態響應好;數字功率放大電路的過載能力遠遠高于模擬功放，過載能力與功率儲備能力強;并具有自恢復過溫保護和自恢復輸出短路保護功能；音量調節范圍為0-83dB，控制精度達到每步ldB，實現音量調節、顯示、聲道、靜音等控制功能；同時滿足小型化產品的要求。
[0018]本實用新型還通過無線通信電路使該數字音頻功率放大器與其他電子設備進行無線通信，通過PLC智能控制電路，對該數字音頻功率放大器進行智能化、個性化控制，使其能夠方便的接入智能化的無線網絡擴聲系統。
[0019]上述是實用新型技術方案的概述，以下結合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型做進一步說明。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型功率放大器的結構示意圖；
[0021 ]圖2為本實用新型控制電路板上的電路結構框圖；
[0022]圖3為本實用新型數字音量調節電路的電路圖；
[0023]圖4為本實用新型三角波產生電路的電路圖；
[0024]圖5為本實用新型前置放大電路的電路圖；
[0025]圖6為本實用新型PffM比較電路的電路圖；
[0026]圖7為本實用新型功率放大電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0027]為更進一步闡述本實用新型為達到預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本實用新型的【具體實施方式】詳細說明。
[0028]請參照圖1至圖3，本實用新型實施例提供一種智能數字音頻功率放大器，包括機箱1、設置于機箱I內部的風機11、散熱器12與控制電路板13，還包括PLC智能控制系統與無線通信模塊，所述控制電路板13上設有三角波產生電路、前置放大電路、PWM比較電路、數字音量調節電路與功率放大電路，其中，所述PWM比較電路包括輸入端與輸出端，該輸入端分別連接至三角波產生電路與前置放大電路，該輸出端依次與數字音量調節電路、功率放大電路連接，所述數字音量調節電路包括一雙聲道電子音量控制器，該雙聲道電子音量控制器包括三個音量放大器與一邏輯控制器，其由雙線串行數據控制，內置電路如圖3所示;所述功率放大電路為H橋互補對稱輸出電路，該H橋互補對稱輸出電路包括兩個對稱連接的輸出豐吳塊。
[0029]所述控制電路板上還設有PLC智能控制電路與無線通信電路，其中所述的無線通信電路與PLC智能控制電路連接，PLC智能控制電路與前置放大電路連接。
[0030]所述控制電路板13上還設有過溫保護電路與短路保護電路，該過溫保護電路包括一溫度傳感器，該短路保護電路包括一熔斷器與一繼電器。
[0031]請參照圖4，所述三角波產生電路包括電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、滑動變阻器R3、電阻R4、電阻R5、SN74HC14N芯片與NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引腳分別連接至滑動變阻器R3的Al端與電容Cl 一端，該滑動變阻器R3的BI端與Pl端連接，并分別連接至所述電容C2—端與SN74HC14N芯片的第二引腳，該電容C2另一端連接至電阻R4—端，該電阻R4另一端分別連接至NE5532AP芯片的第二引腳、電阻R5—端與電容C3—端，該電阻R5另一端與電容C3另一端連接后連接至NE5532AP芯片的第一引腳;所述電容Cl另一端分別連接至電阻Rl—端與地端，該電阻Rl另一端分別連接至電阻R2—端與NE5532AP芯片的第三引腳，該電阻R2另一端分別連接至5V電壓與NE5532AP芯片的第五引腳，該NE5532AP芯片的第四引腳連接至地端。該三角波產生電路采用SN74HC14N芯片產生方波，再經NE5532A芯片對方波積分產生三角波。
[0032 ] 請參照圖5，所述前置放大電路包括電容C4、電容C5、電容C6、電阻R6、電阻R7、滑動變阻器R8與NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引腳分別連接至電容C4一端與電阻R6—端，該電阻R6另一端連接至地端;所述NE5532A芯片的第二弓I腳分別連接至電阻R7—端與滑動變阻器R8的A2端，該電阻R7另一端連接至電容C5—端，該電容C5另一端連接至地端，該滑動變阻器R8的B2端與P2端連接后分別連接至NE5532A芯片的第一引腳與電容C6—端。該前置放大電路采用NE5532A芯片對音頻進行放大處理，處理后的音頻信號與三角波進行PffM調制。
[0033]請參照圖6，所述PWM比較電路包括LM393N芯片UULM393N芯片U2、電容C7、電容C8、電阻R9、電阻R10，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引腳與LM393N芯片U2的第二引腳連接;所述LM393N芯片Ul的第三引腳分別連接至電容C7—端、電阻R9—端與LM393N芯片U2的第一引腳，該電容C7另一端連接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引腳分別連接至電阻RlO—端與電容C8—端；所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第四引腳連接5V電壓;所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第五引腳連接地端。該PffM比較電路采用LM393N芯片，該芯片為雙電壓比較器，采用單電源供電，適用范圍廣。
[0034]請參照圖7，所述輸出模塊包括電容C9、電容Cl 1、電容Cl 2、電阻Rl 1、電阻Rl2、QPl芯片、QNl芯片與揚聲器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端與QNl芯片的NI端連接，所述QPl芯片的P2端分別連接至QNl芯片的N3端與電阻Rll—端，所述QPl芯片的P3端連接至電容C9正極，該電容C9負極接地;所述QNl芯片的N2端分別連接至電容Cll 一端與電容C12—端;所述電阻Rll另一端分別連接至電阻R12—端與電容Cl I另一端，該電阻R12另一端分別連接至電容C12另一端與揚聲器LS—端。所述功率放大電路H-橋電路采用雙場效應管對管，該功率放大電路中包含濾波電路，該濾波電路采用LC低通濾波器。整個電路采用220V交流電經變壓器供電，為不同的芯片提供不同的電壓輸出。
[0035]本實用新型提供的控制電路均采用高效率、低功耗、發熱小、失真度小的芯片，能滿足數字音頻功率放大器中的高效率、低失真度的要求。
[0036]本實用新型的重點主要在于，該智能數字音頻功率放大器只工作在開關狀態，不會產生交越失真，具有高保真度；由于采用開關功率放大電路，效率極高，可達75 %?95 %，在工作時發熱量非常小；功率器件均工作在開關狀態，因此它基本上沒有模擬功放的靜態電流損耗，所有能量幾乎都是為音頻輸出而儲備，而且瞬態響應好;數字功率放大電路的過載能力遠遠高于模擬功放，過載能力與功率儲備能力強;并具有自恢復過溫保護和自恢復輸出短路保護功能；音量調節范圍為0-83dB，控制精度達到每步ldB，實現音量調節、顯示、聲道、靜音等控制功能；同時滿足智能化、小型化產品的要求。
[0037]本實用新型還通過無線通信電路使該數字音頻功率放大器與其他電子設備進行無線通信，通過PLC智能控制電路，對該數字音頻功率放大器進行智能化、個性化控制，使其能夠方便的接入智能化的無線網絡擴聲系統。
[0038]具體的無線通信電路選擇，可以選擇藍牙、WIFI或GSM通訊電路之一;具體的PLC智能控制電路，可以選擇Allen&Bradly、GE_Fanuc，Siemens、Schneider公司產品，或者日本的三菱公司和歐姆龍(OMRON)公司的產品之一，均可以實現本實用新型的技術效果。
[0039]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故采用與本實用新型上述實施例相同或近似的技術特征，而得到的其他智能數字音頻功率放大器，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種智能數字音頻功率放大器，包括機箱、設置于機箱內部的風機、散熱器與控制電路板，其特征在于，所述控制電路板上設有三角波產生電路、前置放大電路、PWM比較電路、數字音量調節電路與功率放大電路，其中，所述PWM比較電路包括輸入端與輸出端，該輸入端分別連接至三角波產生電路與前置放大電路，該輸出端依次與數字音量調節電路、功率放大電路連接，所述數字音量調節電路包括一雙聲道電子音量控制器，該雙聲道電子音量控制器包括三個音量放大器與一邏輯控制器;所述功率放大電路為H橋互補對稱輸出電路，該H橋互補對稱輸出電路包括兩個對稱連接的輸出模塊。2.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述控制電路板上設有PLC智能控制電路與無線通信電路，其中所述的無線通信電路與PLC智能控制電路連接，PLC智能控制電路與前置放大電路連接。3.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述控制電路板上還設有過溫保護電路，該過溫保護電路包括一溫度傳感器。4.根據權利要求1或2所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述控制電路板上還設有短路保護電路，該短路保護電路包括一熔斷器與一繼電器。5.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述三角波產生電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、滑動變阻器R3、電阻R4、電阻R5、SN74HC14N芯片與NE5532AP芯片，其中，所述SN74HC14N芯片的第一引腳分別連接至滑動變阻器R3的Al端與電容Cl一端，該滑動變阻器R3的BI端與Pl端連接，并分別連接至所述電容C2—端與SN74HC14N芯片的第二引腳，該電容C2另一端連接至電阻R4—端，該電阻R4另一端分別連接至NE5532AP芯片的第二引腳、電阻R5—端與電容C3—端，該電阻R5另一端與電容C3另一端連接后連接至NE5532AP芯片的第一引腳;所述電容Cl另一端分別連接至電阻Rl—端與地端，該電阻Rl另一端分別連接至電阻R2—端與NE5532AP芯片的第三引腳，該電阻R2另一端分別連接至5V電壓與NE5532AP芯片的第五引腳，該NE5532AP芯片的第四引腳連接至地端。6.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述前置放大電路包括電容C4、電容C5、電容C6、電阻R6、電阻R7、滑動變阻器R8與NE5532A芯片，其中，所述NE5532A芯片的第三引腳分別連接至電容C4 一端與電阻R6—端，該電阻R6另一端連接至地端;所述NE5532A芯片的第二引腳分別連接至電阻R7—端與滑動變阻器R8的A2端，該電阻R7另一端連接至電容C5—端，該電容C5另一端連接至地端，該滑動變阻器R8的B2端與P2端連接后分別連接至NE5532A芯片的第一引腳與電容C6—端。7.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述PWM比較電路包括LM393N芯片Ul、LM393N芯片U2、電容C7、電容C8、電阻R9、電阻Rl O，其中，所述LM393N芯片Ul的第二引腳與LM393N芯片U2的第二引腳連接;所述LM393N芯片Ul的第三引腳分別連接至電容C7—端、電阻R9—端與LM393N芯片U2的第一引腳，該電容C7另一端連接至地端;所述LM393N芯片U2的第三引腳分別連接至電阻RlO—端與電容C8—端；所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第四引腳連接5V電壓；所述LM393N芯片Ul與LM393N芯片U2的第五引腳連接地端。8.根據權利要求1所述的智能數字音頻功率放大器，其特征在于，所述輸出模塊包括電容C9、電容C11、電容C12、電阻R11、電阻R12、QP1芯片、QNl芯片與揚聲器LS，其中，所述QPl芯片的Pl端與QNl芯片的NI端連接，所述QPl芯片的P2端分別連接至QNl芯片的N3端與電阻Rll一端，所述QPl芯片的P3端連接至電容C9正極，該電容C9負極接地;所述QNl芯片的N2端分別連接至電容Cll 一端與電容C12—端;所述電阻Rll另一端分別連接至電阻R12—端與電容Cll另一端，該電阻R12另一端分別連接至電容C12另一端與揚聲器LS—端。
【文檔編號】H03F1/02GK205545153SQ201620050891
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月19日
【發明人】彭妙顏
【申請人】廣州大學