專利名稱：音頻耳機(jī)放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音頻耳機(jī)放大器，屬電子音響技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在廣播、錄音、舞臺等監(jiān)聽場合，或高保真(Hi-Fi)音樂欣賞環(huán)境，常常需要使用高保真音頻耳機(jī)。音頻耳機(jī)放大器作為耳機(jī)的前端驅(qū)動電路，既要提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動功率，同時又要保證信號的真實(shí)還原特性，即需同時兼?zhèn)涓弑Ｕ娑取⒋髣討B(tài)、頻率響應(yīng)特性好等綜合指標(biāo)。
目前音頻耳機(jī)放大器廣泛使用集成運(yùn)算放大器直接驅(qū)動、全分立器件，或集成與分立器件混合等三種電路設(shè)計方式。使用集成運(yùn)算放大器直接驅(qū)動方式的產(chǎn)品，雖然具有電路簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。但驅(qū)動能力有限，內(nèi)阻高，保真度較差。主觀聽感聲音不夠飽滿，欠缺通透感。尤其是驅(qū)動高阻抗耳機(jī)時，這種缺點(diǎn)更為突出。而采用后兩種方案時，雖然能解決驅(qū)動能力的問題，但電路的集成度下降。其中，采用分立器件的另一個突出缺點(diǎn)是差分、互補(bǔ)電路的晶體管參數(shù)需嚴(yán)格配對使用，不利于批量生產(chǎn)。同時，由于多少存在配對誤差，因此將影響瞬態(tài)互調(diào)失真等指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高集成度、高保真音頻耳機(jī)放大器。
一種音頻耳機(jī)放大器，該音頻耳機(jī)放大器主要含有前級緩沖電路，核心功率驅(qū)動電路，有源直流伺服電路，以及穩(wěn)壓電源電路；以U1A為核心的電路，包括RR1、RR2、CR1，構(gòu)成前級緩沖電路；功率驅(qū)動電路以集成功率放大器U3B為核心，型號為LM4766(也包括其他同類集成功率放大器)；RR5與RR3構(gòu)成該電路的大環(huán)路電壓負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，RoR1的使用，構(gòu)成環(huán)內(nèi)電流串聯(lián)負(fù)反饋；以U2A為核心的電路，包括RR3、RR4、RR6、CR3、CR4、DR1、DR2，構(gòu)成有源直流伺服電路；以U4和U5為核心的電路，包括C1～C4、E1～E4、DP1、DP2、B1，構(gòu)成穩(wěn)壓電源電路。CON3連接變壓器次級線圈；音頻輸入信號連接電位器，電位器中心抽頭連接第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端，電位器另一端接地；第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電阻RR1和電容CR2；
第一集成運(yùn)算放大器輸出端與反相輸入端相連；第一集成運(yùn)算放大器接±12V電壓；第一集成運(yùn)算放大器輸出端通過電阻RR2連至第一集成功率放大器同相輸入端；第一集成功率放大器輸出端通過電阻RoR1與耳機(jī)插座CON2相連，插座另一端接地；RoR1起電流串聯(lián)負(fù)反饋，同時能限制輸出功率，保護(hù)耳機(jī)；第一集成功率放大器由±12V電壓供電；電阻RR5一端連接至耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)上，電阻RR5另一端連接第一集成功率放大器反相輸入端；第一集成功率放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR3；電阻RR5與RR3構(gòu)成U3B的大環(huán)路電壓負(fù)反饋網(wǎng)。
耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)通過電阻RR7連接第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電容CR3、二極管DR1、二極管DR2，其中，二極管DR1與二極管DR2不同極相連；第二集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻RR4連接在第一集成功率放大器反相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器輸出端通過電容CR4連接在第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端上；第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR6；第二集成運(yùn)算放大器接±12V電壓。
所述第一集成運(yùn)算放大器為AD712；所述第一集成功率放大器為LM4766；所述第二集成運(yùn)算放大器為NE5532；所述電位器為50～100KΩ；所述RR1為50KΩ；所述CR2為30pF；所述RR2為1KΩ；所述RoR1為50Ω；所述RR5為10KΩ；所述RR3為1kΩ；所述RR7為100KΩ；所述CR3為1μF；所述二極管DR1、二極管DR2為1N4148；所述RR4為10KΩ；所述CR4為0.22μF；所述RR6為10KΩ。
所述±12V電壓供電由穩(wěn)壓電源電路提供。
所述穩(wěn)壓電源電路，變壓器插座CON3的其中兩個不同繞組引腳連接整流器的交流輸入端，變壓器插座CON3的另外兩個不同繞組引腳接地；整流器的正輸出端連接在第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；整流器的負(fù)輸出端連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端與地之間跨接電容C1、電容E1，其中電容E1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端與地之間跨接電容C2、電容E2，其中電容E2正極接地；第一三端穩(wěn)壓器U4、第二三端穩(wěn)壓器U5各自的公共端接地；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP1，二極管DP1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP2，二極管DP2正極連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端與地之間跨接電容E3、電容C3，其中，電容E3正極接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸出端與地之間跨接電容E4、電容C4，其中，電容E4正極接地。所述第一三端穩(wěn)壓器U4輸出的+12V和所述第二三端穩(wěn)壓器輸出的-12V給所述第一集成運(yùn)算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成運(yùn)算放大器供電。
所述整流器為6A；所述第一三端穩(wěn)壓器U4型號為MC7812T；所述第二三端穩(wěn)壓器U5型號為MC7912T；所述電容C1為0.1μF，所述電容E1為4700μF；所述電容C2為0.1μF，所述電容E2為4700μF；所述二極管DP1、二極管DP2為FR107；所述電容C3為0.1μF，所述電容E3為4700μF；所述電容C4為0.1μF，所述電容E4為4700μF。
本發(fā)明的核心功率驅(qū)動電路基于中大功率集成音頻放大器，采用獨(dú)特的大環(huán)路電壓負(fù)反饋與環(huán)內(nèi)電流串聯(lián)負(fù)反饋相結(jié)合，并使用有源直流伺服電路的設(shè)計形式。既保證電路具有很高的集成度，同時又克服分立器件方案中的各種缺點(diǎn)。使電路確保具備高集成度、高可靠性、高性價比、便于批量生產(chǎn)，且具有很好的頻率響應(yīng)特性、高信噪比和低失真等指標(biāo)。在放大器靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定方面，使用有源直流伺服電路可以克服阻容反饋網(wǎng)絡(luò)不同頻點(diǎn)的相位差異與高頻頻率響應(yīng)曲線不夠平坦的缺點(diǎn)。滿足廣播、錄音、舞臺等場合監(jiān)聽，或高保真(Hi-Fi)音樂欣賞的要求，具有良好的推廣前景。


圖1、本發(fā)明電路示意圖。
圖2、本發(fā)明穩(wěn)壓電路電路示意圖。
圖3、本發(fā)明頻率響應(yīng)測試結(jié)果示意圖。
圖4、一種本發(fā)明實(shí)物照片。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明。
圖1、本發(fā)明電路示意圖。一種音頻耳機(jī)放大器，所述音頻耳機(jī)放大器音頻輸入信號連接電位器，電位器中心抽頭連接第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端，電位器另一端接地；第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電阻RR1和電容CR2；第一集成運(yùn)算放大器輸出端與反相輸入端相連；第一集成運(yùn)算放大器接±12V電壓；第一集成運(yùn)算放大器輸出端通過電阻RR2連至第一集成功率放大器同相輸入端；第一集成功率放大器輸出端通過電阻RoR1與耳機(jī)插座CON2相連，插座另一端接地；第一集成功率放大器由±12V電壓供電；電阻RR5一端連接至耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)上，電阻RR5另一端連接第一集成功率放大器反相輸入端；第一集成功率放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR3；耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)通過電阻RR7連接第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電容CR3、二極管DR1、二極管DR2，其中，二極管DR1與二極管DR2不同極相連；第二集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻RR4連接在第一集成功率放大器反相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器輸出端通過電容CR4連接在第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端上；第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR6；第二集成運(yùn)算放大器接±12V電壓供電。所述±12V電壓供電由穩(wěn)壓電源電路提供。
所述第一集成運(yùn)算放大器為AD712；所述第一集成功率放大器為LM4766；所述第二集成運(yùn)算放大器為NE5532；所述電位器為50～100KΩ；所述RR1為50KΩ；所述CR2為30pF；所述RR2為1KΩ；所述RoR1為50Ω；所述RR5為10KΩ；所述RR3為1kΩ；所述RR7為100KΩ；所述CR3為1μF；所述二極管DR1、二極管DR2為1N4148；所述RR4為10KΩ；所述CR4為0.22μF；所述RR6為10KΩ。
圖2為本發(fā)明穩(wěn)壓電路電路示意圖。所述穩(wěn)壓電源電路，變壓器插座CON3的其中兩個不同繞組引腳連接整流器的交流輸入端，變壓器插座CON3的另外兩個不同繞組引腳接地；整流器的正輸出端連接在第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；整流器的負(fù)輸出端連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端與地之間跨接電容C1、電容E1，其中電容E1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端與地之間跨接電容C2、電容E2，其中電容E2正極接地；第一三端穩(wěn)壓器U4、第二三端穩(wěn)壓器U5各自的公共端接地；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP1，二極管DP1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP2，二極管DP2正極連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端與地之間跨接電容E3、電容C3，其中，電容E3正極接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸出端與地之間跨接電容E4、電容C4，其中，電容E4正極接地。
所述整流器為6A；所述第一三端穩(wěn)壓器U4型號為MC7812T；所述第二三端穩(wěn)壓器U5型號為MC7912T；所述電容C1為0.1μF，所述電容E1為4700μF；所述電容C2為0.1μF，所述電容E2為4700μF；所述二極管DP1、二極管DP2為FR107；所述電容C3為0.1μF，所述電容E3為4700μF；所述電容C4為0.1μF，所述電容E4為4700μF。所述第一三端穩(wěn)壓器U4輸出的+12V和所述第二三端穩(wěn)壓器輸出的-12V給所述第一集成運(yùn)算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成運(yùn)算放大器供電；圖3、本發(fā)明頻率響應(yīng)測試結(jié)果示意圖。從圖3中可以看出，該放大器的頻率響應(yīng)范圍可以達(dá)到10～100kHz(±1dB)。具有很好的頻率響應(yīng)范圍和很平坦的頻率特性曲線。
實(shí)物照片如圖4所示，圖4是該音頻耳機(jī)放大器樣機(jī)的實(shí)物照片。
權(quán)利要求
1.一種音頻耳機(jī)放大器，其特征在于，該音頻耳機(jī)放大器，音頻輸入信號連接電位器，電位器中心抽頭連接第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端，電位器另一端接地；第一集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電阻RR1和電容CR2；第一集成運(yùn)算放大器輸出端與反相輸入端相連；第一集成運(yùn)算放大器接±12V電壓；第一集成運(yùn)算放大器輸出端通過電阻RR2連至第一集成功率放大器同相輸入端；第一集成功率放大器輸出端通過電阻RoR1與耳機(jī)插座CON2相連，插座另一端接地；第一集成功率放大器由±12V電壓供電；電阻RR5一端連接至耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)上，電阻RR5另一端連接第一集成功率放大器反相輸入端；第一集成功率放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR3；耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)通過電阻RR7連接第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間跨接電容CR3、二極管DR1、二極管DR2，其中，二極管DR1與二極管DR2不同極相連；第二集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻RR4連接在第一集成功率放大器反相輸入端；第二集成運(yùn)算放大器輸出端通過電容CR4連接在第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端上；第二集成運(yùn)算放大器反相輸入端與地之間跨接電阻RR6；第二集成運(yùn)算放大器接±12V電壓供電；所述±12V電壓供電由穩(wěn)壓電源電路提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種音頻耳機(jī)放大器，其特征在于，所述第一集成運(yùn)算放大器為AD712；所述第一集成功率放大器為LM4766；所述第二集成運(yùn)算放大器為NE5532；所述電位器為50～100KΩ；所述RR1為50KΩ；所述CR2為30pF；所述RR2為1KΩ；所述RoR1為50Ω；所述RR5為10KΩ；所述RR3為1kΩ；所述RR7為100KΩ；所述CR3為1μF；所述二極管DR1、二極管DR2為1N4148；所述RR4為10KΩ；所述CR4為0.22μF；所述RR6為10KΩ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種音頻耳機(jī)放大器，其特征在于，所述穩(wěn)壓電源電路，變壓器插座CON3的其中兩個不同繞組引腳連接整流器的交流輸入端，變壓器插座CON3的另外兩個不同繞組引腳接地；整流器的正輸出端連接在第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；整流器的負(fù)輸出端連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端與地之間跨接電容C1、電容E1，其中電容E1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端與地之間跨接電容C2、電容E2，其中電容E2正極接地；第一三端穩(wěn)壓器U4、第二三端穩(wěn)壓器U5各自的公共端接地；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP1，二極管DP1正極連接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端和輸出端之間跨接二極管DP2，二極管DP2正極連接第二三端穩(wěn)壓器U5的輸入端；第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端與地之間跨接電容E3、電容C3，其中，電容E3正極接第一三端穩(wěn)壓器U4的輸出端；第二三端穩(wěn)壓器U5的輸出端與地之間跨接電容E4、電容C4，其中，電容E4正極接地；所述第一三端穩(wěn)壓器U4輸出的+12V和所述第二三端穩(wěn)壓器輸出的-12V給所述第一集成運(yùn)算放大器、所述第一集成功率放大器和所述第二集成運(yùn)算放大器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種音頻耳機(jī)放大器，其特征在于，所述穩(wěn)壓電源電路中，所述整流器為6A；所述第一三端穩(wěn)壓器U4型號為MC7812T；所述第二三端穩(wěn)壓器U5型號為MC7912T；所述電容C1為0.1μF，所述電容E1為4700μF；所述電容C2為0.1μF，所述電容E2為4700μF；所述二極管DP1、二極管DP2為FR107；所述電容C3為0.1μF，所述電容E3為4700μF；所述電容C4為0.1μF，所述電容E4為4700μF。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音頻耳機(jī)放大器，屬電子音響技術(shù)領(lǐng)域。含有前級緩沖電路，核心功率驅(qū)動電路，有源直流伺服電路。音頻輸入信號經(jīng)電位器、第一集成運(yùn)算放大器、電阻RR2、第一集成功率放大器LM4766、電阻RoR1與耳機(jī)插座相連；電阻RR5跨接在耳機(jī)插座與電阻RoR1的連接接點(diǎn)與LM4766反相輸入端之間；LM4766反相輸入端與地之間跨接電阻RR3；電阻RR7跨接在連接接點(diǎn)與第二集成運(yùn)算放大器NE5532同相輸入端之間；由穩(wěn)壓電源電路供電。本發(fā)明性價比高，集成度高、可靠性高，便于批量生產(chǎn)，頻率響應(yīng)特性好、信噪比高，滿足廣播、錄音、舞臺等場合監(jiān)聽，或高保真音樂欣賞的要求，具有良好的推廣前景。
文檔編號H04R3/00GK101014208SQ200710063508
公開日2007年8月8日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者林延暢, 王小斌, 王 義, 高原寧, 陳少敏 申請人:清華大學(xué)