音响用辅助电路
音响辅助电路--保护电路
一、扬声器保护电路(1)
图1是采用集成运放制作的扬声器保护电路，具有开机防浪涌电流冲击保护、功放输出中点电压偏移(正或负)保护功能。双运放LM358构成两个电压比较器，电源电压(+12V)经R4、R5分压后，为两个比较器提供+1V的基准电压。所不同的是，Icl-1的基准电压接人其正输入端③，检测大于+lV的电压；ICl-2的基准电压接入其负输入端⑥，检测小于+lV的电压。功放L、R声道输出分别经R1、R2隔离，Cl、C2滤除交流成份后，加至VDl-VD4组成的检测桥。如功放输出(L或R)偏离中点、出现正的直流电压时，则检测桥输出正电压加至电压比较器Icl—1的负输入端②，因检测桥硅二极管产生0．7V的管压降，因此当功放中点直流电压大于+1．7V时，ICl—l的②脚电压大于+lV，①脚变为“0”，使VTl失去基流而截止，继电器K1释放，切断扬声器。+12V经
R3加至检测桥负端，与R2分压产生+2．4V电压加至电压比较器ICl—2的正输入端⑤，如功放中点电位负向偏离，则ICl～2的⑤脚电压随之下降，当功放中点电压小于-1．7v时。Icl—2的⑤脚电压小于+1V，⑦脚变为“0”，VTl截止，Kl释放，切断扬声器。R6、R7、C3组成开机延时电路，刚接通电源时，因C3两端电压不能突变，VT1截止；随着C3的充电，1-2s后，vTl导通，继电器Kl才吸合接通扬声器，从而避开了浪涌电流的冲击。ICl也可选用TL082等其它型号的双运放。继电器K1选用12V小型电磁继电器，其工作电流小于80mA。
二、扬声器保护电路(2)
图2是采用开关集成电路的扬声器保护电路，具有电路结构简单、反应灵敏迅速的特点。TWH8778是高速开关集成电路，内部设有过压、过流、过热保护电路，工作稳定可靠；控制极触发电流极小，为50～100uA，触发电压约1．6v；输出驱动电流可达lA。图2电路中，开机防浪涌电流冲击保护由延时电路R3、C3完成。刚开机时，ICl因控制极⑤脚无触发电压而截止，2～3s后，C3上电压充至1．6V时，才触发ICl导通，继电器Kl吸合接通扬声器，避开了开机冲击。功放的L、R输出端分别经电阻Rl、R2隔离后混合，Cl、C2滤除其交流成分。当功放中点直流电位偏离中点：(1)出现正直流电压时，该正电压～VDl～VTlbe结～VD4～地，形成电流，VTl导通，使ICl失去触发电压而截止，继电器K1释放，切断扬声器；(2)出现负直流电压时，地～VD3～VT1be结～VD2～负电压，形成电流，也使VT1导通，ICl截止，K1释放，切断扬声器；从而实现功放输出中点直流电位偏移保护功能。VDI～VD4、vTlbe结压降决定了该电路的保护阀值，当功放中点直流电位偏移电压的绝对值大于1．4V时，保护电路动作。该保护电路可适用+(6～24)v电源电压，只需注意根据电源电压选取相应的继电器即可。
三、扬声器保护电路(3)
图3是采用555时基电路的扬声器保护电路。555时基电路是一种模数结合的多用途集成电路，双极型时基电路驱动电流可达200mA(CMOS时基电路不适合本电路应用)，可直接驱动直流电磁继电器，很适合制作扬声器保护电路。图3左半边功放中点电位偏移检测电路部分，与上例基本相同。当检测到大于±1．4v的绝对值的偏移直流电压时，VTl导通，使ICl主复位端④脚为“0”，强制ICl复位，③脚输出变为“0”，继电器K1失电释放，切断扬声器免受损坏。C3、R4为开机保护延时电路，开机瞬间，+12V电源经C3加至Icl的②⑥脚，使③脚输出为“0”；随着C3的充电，约2s后，②⑥脚电压降至告1/3 Vcc以下，ICl触发，③脚输出为“1”，K1吸合接通扬声器。该电路电源电压适用范围+(5～18)V。
四、扬声器保护电路(4)
图4是采用专用集成电路uPC1237设计的扬声器保护电路，具有开机防浪涌电流冲击、功放输出端中点直流电位偏移保护、关机防冲击保护等功能。uPC1237是扬声器保护专用集成电路，内部包括开机延时、中点电位检测、过负荷检测、交流电源检测、双稳态触发器、继电器驱动等电路，仅需增加少量阻容等元件，即可构成保护功能完备、外围电路简洁的扬声器保护电路。(一)功放输出中点电位偏移保护：ICl的②脚分别通过Rl、R2检测功放左、右声道输出端的直流电位，当输出端偏移中点出现正或负的直流电压时，都会使内部双稳态触发器翻转，驱动级截止，继电器K1释放而切断扬声器。(二)开机保护：R3、R4、C3组成开机延时电路，刚开机瞬间，因C3上电压不能突变，ICl⑦脚电位为0，内部电路截止，继电器Kl不吸合；随着C3的充电，2～3s后，⑦脚电压升至足够高，内部电路导通，K1吸合接通扬声器。(三)关机保护：电源变压器次级绕组交流电压经VDl半波整流、R5限流降压、c4滤波后，在ICl 4脚产生+(6～8)v直流电压，由于C4(仅4．7uF)远小于主电路的滤波电容(2000～20000uF)，关机时，主电路的滤波电容尚未放完电，④脚即先失电而使内部电路截止，实现关机防冲击保护功能。该保护电路采用单电源，电源电压范围+(25-60)v，最大继电器驱动电流80mA，允许功耗32mW。
五、扬声器保护电路(5)
图5是采用专用集成电路TA7317组成的扬声器保护电路，具有开、关机防冲击保护、功放输出中点电位偏移保护、电源电压异常保护等功能，其工作原理与上例大同小异，主要区别在于：(一)ICl的②、③脚分别检测左、右声道的输出中点电位；(二)交流电源检测端①脚正常时为负值；(三)使用双电源供电，电源电压范围±(25～50)v；(四)继电器驱动电流可达130mA，允许功耗500mW。
六、电子音源切换电路
图6为采用TDA1029构成的电子开关式音源切换电路，可用于立体声音响设备中，作为音源切换开关。传统的方法采用波段开关来进行音源的切换，走线较长，虽采用屏蔽线，也难免受到干扰。采用电子音源切换电路，集成块可直接安装在印制电路板上，消除了波段开关切换的弊端，控制线可以很长，且不必用屏蔽线，利于面板设计。TDA1029内部包含有两组相同的电子开关，每组均为4选l，两组同步动作，由单刀开关S-1控制，具有开关隔离度好、插入损耗小、切换音源便利的特点，非常适合制作立体声音响系统的音源切换电路。该音源切换电路电源电压范围：+(6-25)v；最大允许输入信号：6V；失真：小于0．01％；通道隔离度：大于70dB；信噪比：大于120dB。发光二极管VDl-VD4分别为4个音源输入的工作指示。R9为VD限流电阻，其阻值应根据电路的电源电压来确定，R9=(Vcc—Vvd)／Ivd，式中：Vcc为电源电压；Vvd为发光二极管压降，为1．8～2V；Ivd为发光二极管电流，一般取6～10mA。
七、继电器音源切换电路
图7是专用集成电路控制、继电器执行的音源切换电路。从信号传输的角度看，继电器触点是理想的直通转换形式，避免了电子开关转换信号所带来的附加失真、附加噪声和音染。继电器靠近信号传输线安装，而控制继电器的直流控制线可以任意延长，绝无干扰之虑，便于印板和面板的设计安装。继电器由专用集成电路TC9135控制。TC9135具有6路触发功能：当控制按键SBl～SB6中任一键按下时，与之相对应的输出端导通、继电器吸合，而其它各输出端均关闭(不论原来是否导通)，从而实现”六选一“音源切换。如果同时有两个或两个以上按键被按下，则所有6路输出端全部关闭，防止了误操作造成混乱。电容Cl的作用，是实现开机自动接通第一路音源信号，可将最常用的音源安排在第一路。该电路电源电压范围+(3～16)V，应根据所用电源电压选取继电器和发光二极管限流电阻R7(参阅上例)。
八、音频电平显示器
图8是一种音频电平显示器电路，采用两块LM324四运放集成电路，由8只发光二极管排列成条状光柱来显示音频电平的大小，电平越高，点亮的光柱越长。对于双声道的主体声音响系统来说，可按图制作两个电平显示器，分别显示左、右声道的音频电平。也可将左、右声道信号经隔离电阻混合后．用1个显示器来显示音频电平。图8电路中，两块LM324中的8个运放作为8个比较器使用。电阻R2～Rl0串联后接于正电源与地之间，形成阶梯基准电压，并与各比较器的正输入端相连。音频信号经C1、R1送至各比较器的负输入端，由于各比较器的正输入端接有从低到高递增的基准电压，因此发光二极管点亮的个数与音频信号电平成正比。R1、R11是输入分压电阻，改变R1、R11的比值，可改变输入灵敏度。R2-R10是基准电压形成电阻，改变R2，可改变各阶梯基准电压的大小。R3～R10取相同阻值时(见图8)，各阶梯基准电压呈线性递增；如欲制作非线性(如对数)电平显示器，则可按非线性(如对数)规律计算R3～R10的阻值，这时：R3～R10各电阻阻值不相同。R12～R19为发光二极管限流电阻，发光二极管电流一般取6～15mA。电源电压可取+(5～18)v，不同的电源电压对阶梯基准电压和发光二极管电流有影响，应根据确定的电源电压计算R2-R10和R12～R19的阻值。按图8所示数据，其显示音频电平范围为：0．24V(VD8点亮)～1．9V(VDl-VD8全部点亮)。
九、双声道电平显示器
图9为采用专用集成电路TA7666P设计的双声道电平显示器电路，它以两排、每排各5只发光二极管作条状显示，来指示左、右声道的电平。TA7666P是双声道五灯发光二极管驱动集成电路，内部包含两套完全相同的五灯发光二极管驱动电路(相当于两块TA7366P)，每套驱动电路中包括放大器、比较器、基准电压源、驱动器等单元电路。利用TA7666P设计制作的双声道电平显示器，具有电路简洁、调试方便、工作稳定、两声道一致性好的特点。图9电路中，TA7666P上、下部分分别为左、右声道电平指示电路。以左声道为例，音频信号自Lin端经c1、Rl输入Icl的第16脚，由内部运算放大器进行放大后，送五级比较器与基准电压相比较，比较结果通过驱动器使相应的发光二极管发光。电平越高，点亮的发光二极管越多。调节R1与R2的比值，可改变内部运放的电压增益。调试时，左、右声道音频信号分别接入Lin、Rin端，同步调节R1、R3的阻值大小，使在自己需要的最大电平时，两排发光二极管全部点亮即可。由于TA7666P中每一通道的五个比较器的基准电压是按对数规律排列的，因此该电平显示器的指示是对数刻度指示。如欲制作线性刻度指示的电平显示器，只需将ICl换成TA7667P，其余元件均相同。该电路电源电压范围+(6～12)V。
十、音频功率显示器
图10为音频功率显示器电路，它以10只发光二极管作步进台阶式条状显示，功率越大，点亮的发光二极管越多。该音频功率显示器可以安放在功放上，也可以安放在音箱上，能够直观地指示出音频功率的大小，并具有美观的视觉效果。该音频功率显示器的核心是LM3915对数型发光二极管驱动集成电路，具有10级-3dB的步进台阶，指示范围0～27dB