理论教育 电路说明:低通滤波器与稳态继电器驱动电路

电路说明:低通滤波器与稳态继电器驱动电路

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:R1、R2、C1和C2组成低通滤波器,D1~D4组成射极耦合稳态继电器驱动电路。JR、JL是继电器的两组常闭触点。Q1导通后,②点电压降低,双稳态电路被触发翻转。使②点电压逐渐升高,当②点电压升到一定值时,Q2导通,双稳态电路被翻转,Q3截止,继电器断电,常闭触点JL、JR闭合,扬声器被接入,恢复正常工作。D5的作用是抑制Q3截止时在继电器线圈两端产生的反峰电压,保护Q3不被击穿,C4则用来防止窄脉冲来干扰引起Q3误动作。

电路说明:低通滤波器与稳态继电器驱动电路

1.音量调节电路

音量调节由一个电位器构成,这里选择50K的电位器,阻值越大,音量的可调节范围就越大,1K的电阻是为了防止电位器坏时信号直接接入地,损耗输入设备,这个电阻一般选几百欧到几K。

图2-1-3 音量调节电路

2.音调调节电路

图2-1-4 音调控制电路

调节音调,其实就是通过不同频率的衰减与提升,来改变信号原有的频率特性,使音乐更符合自己的听觉及爱好。这里设计的音调调节电路采用负反馈方式,C01为耦合电容,取值一般为0.1μF到几十μF之间;R02,C02,C03,W05,R03,R05构成了低音控制;C04,R04,W06构成了高音控制。低音的C02,C03(两电容值相等)电容容量要比高音的C04大2~3个数量级,一般来说C02,C03取值从0.01μF到1μF之间,C04为几百PF。对于低音信号,C02,C03可以看作是开路,对于高音信号C04可以看作是短路。

(1)低音调整。

图2-1-5 低音控制部分

音调控制电路的上半部分是低音控制部分,如上图所示,因为C02L和C03L对于高音来说是短路的,都可以通过,这样W05是不起作用的,因此对高音上半部分是不起任何调节作用的,对高音的放大倍数为既不提升也不衰减。

对于低音来说,当W05移到最左边时,等效如下图低音最重等效图所示,C03L相当于断路,只能通过W05反馈回来,此时低音反馈量最小(相当于反馈电阻等效最大);根据运放工作原理,输入电阻不变,反馈电阻越大,放大倍数越大,所以此时低音放大倍数最大,即提升低音。放大倍数最大为低音的转折频率可近似认为

图2-1-6 低音最重时的等效图

对于低音来说,当W05移到最右边时,等效如下图低音最轻等效图所示,对低音来说,C02L相当于断路,只能通过W05输入,此时低音输入量最小(相当于输入电阻等效最大);根据运放工作原理,反馈电阻不变,输入电阻越大,放大倍数越小,所以低音放大倍数最小,即衰减低音。放大倍数最大为:

低音的转折频率可近似认为:

图2-1-7 低音最轻时的等效图

(2)高音调整。

图2-1-8 高音控制部分

由于输入端有510PF的电容串联,因此低音根本是无法输入进来的,因此高音调整电路对低音来说是没有控制作用的。因此对低音下半部分是不起任何调节作用的。此时对低音来说,基本上都加在510P电容上,所以放大倍数约等于1,即不提升也不衰减低音。

对于高音来说,当W06移到最左边时,等效图如下图高音最大等效图所示;高音输入最大,反馈电阻最大,这时高音提升最大;放大倍数

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高音的转折频率可近似认为

图2-1-9 高音最大时的等效图

对于高音来说,当W06移到最右边时,等效图如下图高音最小等效图所示:高音输入最小,反馈电阻最小,反馈量最大,这时高音最小。放大倍数

高音的转折频率可近似认为

图2-1-10 高音最小时的等效图

3.后级功放电路

后级功率放大电路采用了正负双电压供电的高保真功放芯片TDA2040,其中C09R为耦合电容,它的作用是保证前后级的静态工作点互不干扰。C10R和C11R是正电源的滤波电路,C13R和C14R是负电源的滤波电路,R09R和C15R构成了茹贝尔电路,主要用于保护扬声器和功放电路TDA2040。而功率放大器的电压放大倍数由R08R和R07R决定,Zc为C12的等效阻抗。

图2-1-11 后级功率放大电路

4.电源电路

图2-1-12 电源电路

电源电路由变压器、桥式整流和滤波电路组成,滤波电路由一大一小两个电容并联组成,大电容有绕制电感,不能很好地高频干扰信号,加多一个小电容能很好地完成滤波。变压器采用正负双12V变压器。

C16和C17为正电源的滤波电容,C18和C19为负电源滤波电容,大电容取值为几百到几千微法,小电容一般是104或105。

5.扬声器保护电路

扬声器保护电路作用是当功放出故障输出端出现直流电时,喇叭保护电路自动切断喇叭回路防止直流电进入喇叭而损坏喇叭。

扬声器保护电路采用了切断负载式保护电路,这里设计的扬声器保护电路是针对OCL电路输出中点电压失调而设计,可同时保护两个声道,并且有开机延时保护功能。L端接左声道输出,R端接右声道输出,两路信号通过R1,R2在①点混合。R1、R2、C1和C2组成低通滤波器,D1~D4组成射极耦合稳态继电器驱动电路。JR、JL是继电器的两组常闭触点

左声道输出信号经R2和C1、C2滤波后,在①点产生一个直流电压U2,设D1~D4和Q1的临界导通电压为Ur,若①点电压U2>3Ur,则U2通过Q1基极→Q1发射结→D4→地,给Q1提供基极电流,Q1导通;若U2<-3Ur,则U2通过地→D3→Q1发射结→D2提供电流,同样使Q1导通。由此可知,只要左声道输出中点电压偏离零电位一个额定值,即至少要大于D1、D4或D2、D3以及Ql的导通电压之和,①点电压U2便会使Q1导通,右声道的情况与此相同。

Q1导通后,②点电压降低,双稳态电路被触发翻转。Q2截止,Q3导通,继电器通电,常闭触点JL、JR均断开,保护了放大器和扬声器。当L点和R点电压恢复正常后,①点电压为零,Q2截止,C3上两端电压不能突变,电源通过R3给C3充电。使②点电压逐渐升高,当②点电压升到一定值时,Q2导通,双稳态电路被翻转,Q3截止,继电器断电,常闭触点JL、JR闭合,扬声器被接入,恢复正常工作。

另外,利用R3和C3的延时作用,还可避免开机带来的冲击声。这是因为开机时C3两端电压不能突变,Q2截止而Q3导通,JL、JR断开,扬声器没有接入,电源通过R3对C3通电,待C3两端电压充到一定值后,Q2导通而Q3截止,JL、JR闭合,扬声器才接入,延时时间由R3和C3的参数确定。C1和C2反向串联,等效一个无极性电容。D5的作用是抑制Q3截止时在继电器线圈两端产生的反峰电压,保护Q3不被击穿,C4则用来防止窄脉冲来干扰引起Q3误动作。

图2-1-13 扬声器保护电路

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