一種數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種數(shù)字功放放大器，包括前置放大電路、數(shù)字信號功率放大電路、D/A轉(zhuǎn)換器和帶通濾波器；前置放大電路將輸入信號放大后分成相位相反的兩路信號、并將兩路信號發(fā)送到數(shù)字信號功率放大電路，數(shù)字信號功率放大電路對兩路信號進(jìn)行功率放大得到放大信號、并將放大信號發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器將放大信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后發(fā)送到帶通濾波器，帶通濾波器將模擬信號中指定頻率段的信號提取出來得到所需要的信號。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)置上述數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)。實(shí)施本發(fā)明的數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，具有以下有益效果：音質(zhì)效果較好、不存在瞬態(tài)互調(diào)失真、聲像定位準(zhǔn)確、能大批量生產(chǎn)。
【專利說明】一種數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功放領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬功放電路分為A類、B類或AB類功率放大電路，正常工作時(shí)功放管工作在線性區(qū)；當(dāng)過載后，功放管工作在飽和區(qū)，出現(xiàn)諧波失真，失真程度呈指數(shù)級增加，音質(zhì)迅速變壞，所以音質(zhì)效果不好。模擬功放幾乎全部采用負(fù)反饋電路，以保證其電聲指標(biāo)，在負(fù)反饋電路中，為了抑制寄生振蕩，采用相位補(bǔ)償電路，從而會產(chǎn)生瞬態(tài)互調(diào)失真。在聲像定位時(shí)，對模擬功放來說，輸出信號和輸入信號之間一般都存在著相位差，而且在輸出功率不同時(shí)，相位失真亦不同，所以聲像定位不準(zhǔn)確。在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)，由于模擬功放存在著各級工作點(diǎn)的調(diào)試問題，所以其不利于大批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述音質(zhì)效果不好、存在瞬態(tài)互調(diào)失真、聲像定位不準(zhǔn)確、不利于大批量生產(chǎn)的缺陷，提供一種音質(zhì)效果較好、不存在瞬態(tài)互調(diào)失真、聲像定位準(zhǔn)確、能大批量生產(chǎn)的數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影首系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種數(shù)字功放放大器，包括前置放大電路、數(shù)字信號功率放大電路、D/A轉(zhuǎn)換器和帶通濾波器；所述前置放大電路將輸入信號放大后分成相位相反的兩路信號、并將所述兩路信號發(fā)送到所述數(shù)字信號功率放大電路，所述數(shù)字信號功率放大電路對所述兩路信號進(jìn)行功率放大得到放大信號、并將所述放大信號發(fā)送到所述D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器將放大信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后發(fā)送到所述帶通濾波器，所述帶通濾波器將所述模擬信號中指定頻率段的信號提取出來得到所需要的信號。
[0005]在本發(fā)明所述的數(shù)字功放放大器中，所述數(shù)字信號功率放大電路為D類功率放大電路。
[0006]在本發(fā)明所述的數(shù)字功放放大器中，所述兩路信號包括第一路信號和第二路信號，所述數(shù)字信號功率放大電路包括用于將所述第一路信號進(jìn)行功率放大的第一數(shù)字功率放大器和用于將所述第二路信號進(jìn)行功率放大的第二數(shù)字功率放大器。
[0007]在本發(fā)明所述的數(shù)字功放放大器中，所述數(shù)字信號功率放大電路通過選擇功放的工作模式來調(diào)節(jié)不同的放大倍數(shù)。
[0008]在本發(fā)明所述的數(shù)字功放放大器中，所述前置放大電路包括具有多路輸入和多路輸出功能的芯片。
[0009]本發(fā)明還涉及一種內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，包括音頻信號單元、音效開關(guān)選擇電路、數(shù)字功放放大器和揚(yáng)聲器單元；所述音頻信號單元將音頻信號經(jīng)過所述音效開關(guān)選擇電路進(jìn)行音效選擇后送到所述數(shù)字功放放大器進(jìn)行處理，所述數(shù)字功放放大器將處理后得到的信號輸出到所述揚(yáng)聲器單元，所述揚(yáng)聲器單元將接收的信號轉(zhuǎn)換成語音信號后發(fā)出聲音。
[0010]在本發(fā)明所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)中，所述音頻信號包括收音、DVD、⑶或MP3格式的音頻信號。
[0011]在本發(fā)明所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)中，所述音效選擇包括音量控制和音效處理操作。
[0012]在本發(fā)明所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)中，所述音效開關(guān)選擇電路的選擇通道包括前左聲道、前右聲道、后左聲道或后右聲道。
[0013]實(shí)施本發(fā)明的數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，具有以下有益效果:由于采用數(shù)字信號功率放大電路，其過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬功放，所以過載后不會出現(xiàn)諧波失真，音質(zhì)效果較好；數(shù)字信號功率放大電路在功率轉(zhuǎn)換上沒有采用任何模擬放大反饋電路，從而避免了瞬態(tài)互調(diào)失真；數(shù)字信號功率放大電路采用數(shù)字信號放大，使輸出信號與輸入信號相位完全一致，相移為零，因此聲像定位準(zhǔn)確；數(shù)字信號功率放大電路為數(shù)字電路，一般不需調(diào)試即可正常工作，特別適合于大批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例中數(shù)字功放放大器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是所述實(shí)施例中前置放大電路的電路原理圖；
圖3是所述實(shí)施例中數(shù)字信號功率放大電路的電路原理圖；
圖4是所述實(shí)施例中帶通濾波器的電路原理圖；
圖5是所述實(shí)施例中內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]在本發(fā)明數(shù)字功放放大器及內(nèi)置該數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)實(shí)施例中，其數(shù)字功放放大器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1中，該數(shù)字功放放大器包括前置放大電路、數(shù)字信號功率放大電路、D/A轉(zhuǎn)換器和帶通濾波器；其中，前置放大電路將輸入信號放大后分成相位相反的兩路信號、并將兩路信號發(fā)送到數(shù)字信號功率放大電路，數(shù)字信號功率放大電路對兩路信號進(jìn)行功率放大得到放大信號、并將放大信號發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器將放大信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后發(fā)送到帶通濾波器，帶通濾波器將模擬信號中指定頻率段的信號提取出來得到所需要的信號。由于數(shù)字信號功率放大電路采用開關(guān)放大電路，效率極高，可達(dá)75%~90% (模擬功放效率僅為30%~50%)，在工作時(shí)基本不發(fā)熱。因此它沒有模擬功放的靜態(tài)電流消耗，所有能量幾乎都是為音頻輸出而儲備，加之前后無模擬放大、無負(fù)反饋的牽制，故具有更好的“動(dòng)力”特性，瞬態(tài)響應(yīng)好，“爆棚感”極強(qiáng)。 [0018]由于模擬B類功放在過零失真，這是由于晶體管在小電流時(shí)的非線性特性而引起的在輸出波形正負(fù)交叉處的失真(小信號時(shí)晶體管會工作在截止區(qū)，無電流通過，導(dǎo)致輸出嚴(yán)重失真)。而數(shù)字信號功率放大電路只工作在開關(guān)狀態(tài)，不會產(chǎn)生交越失真。此外，模擬功放存在推挽對管特性不一致而造成輸出波形上下不對稱的失配失真，因此在設(shè)計(jì)推挽放大電路時(shí)，對功放管的要求非常嚴(yán)格。而數(shù)字信號功率放大電路對開關(guān)管的配對無特殊要求，基本上不需要嚴(yán)格的挑選即可使用。
[0019]上述數(shù)字信號功率放大電路為D類功率放大電路,其有效率大于90%，大大減少散熱片面積。具有聞達(dá)1.2MHZ的開關(guān)頻率，具有多重開關(guān)頻率，防止AM干擾,而且內(nèi)置集成自我保護(hù)電路，包括過壓、欠壓、過熱、DC檢測、短路保護(hù)。此外，具有10Hz-22kHz的超寬頻率響應(yīng)(10Hz-20kHz OdB)ο
[0020]本實(shí)施例中，上述兩路信號包括第一路信號和第二路信號，第一路信號和第二路信號相位相反，數(shù)字信號功率放大電路包括第一數(shù)字功率放大器和第二數(shù)字功率放大器(圖中未示出)，其中，第一數(shù)字功率放大器用于將第一路信號進(jìn)行功率放大，第二數(shù)字功率放大器用于將第二路信號進(jìn)行功率放大。數(shù)字信號功率放大電路通過選擇功放的工作模式來調(diào)節(jié)不同的放大倍數(shù)。本實(shí)施例中，前置放大電路包括具有多路輸入和多路輸出功能的芯片，比如采用TL074的芯片。
[0021]本實(shí)施例中，第一數(shù)字功率放大器和第二數(shù)字功率放大器采用TPA3116D2，其采用32引腳的封裝，寬工作電壓:4.5 V^26 V，功率有效率大于90%，損耗少，可以大大減少散熱片的尺寸，并且開關(guān)頻率可以調(diào)節(jié)，帶有高電源抑制比的反饋電路輸入，可有效的防止電源干擾和信號干擾。同時(shí)具有欠壓、過壓、過熱、短路和自帶錯(cuò)誤診斷功能?？梢越?歐姆的電阻，BTL輸出時(shí)可達(dá)100W輸出功率。
[0022]在本實(shí)施例的一些情況下，第一數(shù)字功率放大器和第二數(shù)字功率放大器可自帶D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬信號。不用外加單獨(dú)的D/A轉(zhuǎn)換器，方便設(shè)計(jì)節(jié)約成本。
[0023]圖2是本實(shí)施例中前置放大電路的電路原理圖；圖3是本實(shí)施例中數(shù)字信號功率放大電路的電路原理圖；圖4是本實(shí)施例中帶通濾波器的電路原理圖。
[0024]圖5是本實(shí)施例中內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5中，該影音系統(tǒng)包括音頻信號單元、音效開關(guān)選擇電路、數(shù)字功放放大器和揚(yáng)聲器單元；其中，音頻信號單元將音頻信號經(jīng)過音效開關(guān)選擇電路進(jìn)行音效選擇后送到數(shù)字功放放大器進(jìn)行處理，數(shù)字功放放大器將處理后得到的信號輸出到揚(yáng)聲器單元，揚(yáng)聲器單元將接收的信號轉(zhuǎn)換成語音信號后發(fā)出聲音。值得一提的是，上述音頻信號包括收音、DVD、CD或MP3格式的音頻信號。音效選擇包括音量控制和音效處理操作，也就是音頻信號經(jīng)過音效開關(guān)選擇電路時(shí)，在音效開關(guān)選擇電路要進(jìn)行音量控制和音效處理等操作。音效開關(guān)選擇電路的選擇通道包括前左聲道、前右聲道、后左聲道或后右聲道。圖5中，L/R為左右聲道，音效開關(guān)選擇電路與數(shù)字功放放大器之間的F/L為前左聲道，F(xiàn)/R為前右聲道，R/L為后左聲道，R/R為后右聲道，數(shù)字功放放大器與揚(yáng)聲器單元之間的F/L為前左喇叭，F(xiàn)/R為前右喇叭，R/L為后左喇叭，R/R為后右喇叭。由于模擬功放中的功放管內(nèi)阻較大，所以在匹配不同阻值的揚(yáng)聲器時(shí)，模擬功放電路的工作狀態(tài)會受到負(fù)載(揚(yáng)聲器)大小的影響。而數(shù)字功放放大器內(nèi)阻不超過0.2 Ω (開關(guān)管的內(nèi)阻加濾波器內(nèi)阻)，相對于負(fù)載(揚(yáng)聲器)的阻值(4~8 Ω )完全可以忽略不計(jì)，因此不存在與揚(yáng)聲器的匹配問題。
[0025]總之，在本實(shí)施例中，收音、MP3或CD/DVD等音頻信號經(jīng)過音效開關(guān)選擇電路選擇后輸入到前置放大電路進(jìn)行信號放大，同時(shí)將放大的信號分成二路相位相反的信號送到數(shù)字功放放大器進(jìn)行功率放大；放大后的信號通過D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬信號輸出到帶通濾波器，帶通濾波器讓20HZ10KHZ的音頻信號通過同時(shí)將其他頻率的信號濾除。20HZ^20KHZ的音頻信號輸出到揚(yáng)聲器單元進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換發(fā)出聲音。使整個(gè)聲場和諧自然，表現(xiàn)出豐富的音樂內(nèi)涵。本發(fā)明采用專門特制的配套音響組合，聲音協(xié)調(diào)性好，中音定位準(zhǔn)，人聲細(xì)膩，高音清脆，低音深沉，有較低的低頻仰止點(diǎn)，低頻暖意厚度強(qiáng)烈。整個(gè)聲場和諧自然，表現(xiàn)出豐富的音樂內(nèi)涵。
[0026]以上所述僅為本 發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精髓和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字功放放大器，其特征在于，包括前置放大電路、數(shù)字信號功率放大電路、D/A轉(zhuǎn)換器和帶通濾波器；所述前置放大電路將輸入信號放大后分成相位相反的兩路信號、并將所述兩路信號發(fā)送到所述數(shù)字信號功率放大電路，所述數(shù)字信號功率放大電路對所述兩路信號進(jìn)行功率放大得到放大信號、并將所述放大信號發(fā)送到所述D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器將放大信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后發(fā)送到所述帶通濾波器，所述帶通濾波器將所述模擬信號中指定頻率段的信號提取出來得到所需要的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字功放放大器，其特征在于，所述數(shù)字信號功率放大電路為D類功率放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字功放放大器，其特征在于，所述兩路信號包括第一路信號和第二路信號，所述數(shù)字信號功率放大電路包括用于將所述第一路信號進(jìn)行功率放大的第一數(shù)字功率放大器和用于將所述第二路信號進(jìn)行功率放大的第二數(shù)字功率放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字功放放大器，其特征在于，所述數(shù)字信號功率放大電路通過選擇功放的工作模式來調(diào)節(jié)不同的放大倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的數(shù)字功放放大器，其特征在于，所述前置放大電路包括具有多路輸入和多路輸出功能的芯片。
6.一種內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，其特征在于，包括音頻信號單元、音效開關(guān)選擇電路、數(shù)字功放放大器和揚(yáng)聲器單元；所述音頻信號單元將音頻信號經(jīng)過所述音效開關(guān)選擇電路進(jìn)行音效選擇后送到所述數(shù)字功放放大器進(jìn)行處理，所述數(shù)字功放放大器將處理后得到的信號輸出到所述揚(yáng)聲器單元，所述揚(yáng)聲器單元將接收的信號轉(zhuǎn)換成語音信號后發(fā)出聲音。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻信號包括收音、DVD、⑶或MP3格式的音頻信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，其特征在于，所述音效選擇包括音量控制和音效處理操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)置數(shù)字功放放大器的影音系統(tǒng)，其特征在于，所述音效開關(guān)選擇電路的選擇通道包括前左聲道、前右聲道、后左聲道或后右聲道。
【文檔編號】H04R3/00GK103581799SQ201310491622
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】劉志剛, 吳曉峰, 黃治國, 王迪豹 申請人:惠州市車仆電子科技有限公司, 江西車仆電子智能科技有限公司