專利名稱：一種開關式音頻功放機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電聲放音領域，特別涉及用于音響的開關式音頻功放機。
本實用新型包括音頻放大電路、開關式功率放大電路，其特征在于還包括用于產生方波并將音頻正弦波疊加到該方波上的音頻占空比調制電路，這些電路按音頻放大電路、音頻占空比調制電路、開關式功率放大電路順序連接，其中音頻占空比調制電路的工作頻率為30-100KHZ，所述的音頻放大電路輸出的音頻信號端接音頻占空比調制電路的輸入端，經音頻占空比調制電路輸出的脈沖方波信號為隨音頻信號電壓幅度大小的變化而使占空比對應變化的脈沖方波，該信號的輸出端接開關式功率放大電路的輸入P2端，開關式功率放大電路的輸出端經電容C5接揚聲器。
音頻占空比調制電路由多諧振蕩器和電阻(R5、R6)、電容(C1-C2)構成，其音頻信號輸出接振蕩器輸入(1、2)端又分別接電容(C1、C2)的對應端，電容(C1、C2)的另端分別接多諧振蕩器電阻(R2、R3)的A、B點，A點和B點對接電阻(R5-R6)一端，其電阻(R5-R6)另端接電源正極，其P2端接開關式功率放大電路輸入端。
音頻占空比調制電路還可由產生方波電路和分壓電阻(R7-R8)構成，其方波電路由鋸齒波發(fā)生器，電壓比較器A1構成；串接的分壓電阻(R7-R8)其電阻R7另端接電源正極，分壓電阻R8另端接電源負極；分壓電阻(R7-R8)之間接比較器A1輸入7腳，音頻信號輸入2端經電容C1接比較器A1腳7，其比較器輸出1腳接開關式功率放大電路輸入P2端，其比較器1腳接電阻R14的一端，R14的另端接電源正極。
音頻占空比調制電路工作頻率為32KHZ-80KHZ。
音頻占空比調制電路工作頻率為35KHZ-36KHZ。
本實用新型與現有的音響功率放大機工作過程不同?，F有的功放機放大的是正弦波音頻電信號。而本實用新型是把正弦波音頻電信號先調制成頻率不變電壓幅度不變，占空比變化的脈沖方波，這種經音頻占空比調制電路調制后輸出的方波電信號與音頻正弦波電信號的頻率高低變化、電壓幅度大小變化而對應變化的脈沖方波，是一種含有全音頻信號的脈沖方波。再經功率放大電路輸出后具有了正脈沖和負脈沖變化的方波信號，這種方波信號帶動揚聲器發(fā)出的聲音里包含了全音頻信號的聲音和超聲波信號。由于人耳聽不到超聲波聲音，就只能聽到全音頻信號的聲音了。
本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果由于本實用新型占空比變化的正負脈沖方波信號，在任意音頻頻率的正弦波的波峰波谷的上升與下降變化中，都包含有正負脈沖方波的電壓幅度的正負變化。由這些正負交變的電磁力對揚聲器的振動系統產生一種推拉力的作用，使揚聲器振動系統的機械振動能夠正確地緊密地跟隨音頻正弦波信號的波形軌跡。這種跟隨音頻信號的機械振動就產生出了與原音頻信號很真實的聲音。所以這種脈沖方波電信號使揚聲器的瞬態(tài)失真、互調失真和諧波失真降到了最小的程度。使揚聲器的瞬態(tài)頻率響應特性提高了許多倍，這是本實用新型的有效效果之一。
效果之二是本實用新型放大的電信號是一種脈沖方波信號，其放大過程工作在開關狀態(tài)，受非線形元器件的影響甚小，因此，在放大過程中幾乎為零失真。
效果之三是本實用新型的線路原理較簡單，制作成本造價較低，與本實用新型連接的音箱可以使用較低檔的普通音箱，其放音效果完全可以達到高檔音響的高保真效果。
圖2為

圖1音頻占空比調制電路和開關放大電路原理圖。
圖3為圖2的另一種音頻占空比調制電路原理圖。
看圖2，音頻占空比調制電路，由三極管VT2、VT3電阻R1-R4、電容C3、C4組成的多諧振蕩器，再加電容C1、C2，電阻R5、R6構成，其音頻信號的輸入接音頻占空比調制電路的輸入1、2端又分別接電容C1、C2的對應端，電容C1、C2的另端分別接多諧振蕩器的電阻R2、R3的A、B點，A點和B點對接電阻R5、R6一端，其電阻R5、R6的另端接電源正極。
看圖3，另種音頻占空比調制電路，可由產生脈沖方波信號的電路和分壓電阻R7、R8構成。其脈沖方波信號電路由鋸齒波發(fā)生器、電壓比較器A1構成，其鋸齒波發(fā)生器由電壓比較器B1、電阻R9-R13、電容C6、二極管D組成，所述的分壓電阻R7、R8之間電壓比較器A1輸入7腳，鋸齒波發(fā)生器輸出的鋸齒波電壓信號接電壓比較器A1輸入6腳，音頻信號經電容C1接電阻R7、R8之間并接電壓比較器A1輸入7腳，其輸出1腳接上拉電阻R14，上拉電阻R14另端接電源正極，電壓比較器A1輸入1腳接開關功率放大電路輸入P2端。
再看圖2，開關功率放大電路是把音頻占空比調制電路輸出的脈沖方波信號進行放大，增加功率輸出，驅動揚聲器發(fā)生的電路，該電路由三極管VT4-VT8、電阻R15、R16、電容器C5構成。其音頻占空比調制電路輸出端P2輸出的脈沖方波信號經電阻R15接三極管VT8的基極，三極管VT8的發(fā)射極接電源負極，三極管VT8的集電極接三極管VT4、VT6的基極與電阻R16的一端，電阻R16的另端接電源正極；其三極管VT4、VT5組成復合管放大脈沖方波的正半周電信號，三極管VT6、VT7組成復合管放大脈沖方波的負半周電信號；其三極管VT4的發(fā)射極接三極管VT5的基極，三極管VT5的發(fā)射極接三極管VT6的發(fā)射極與三極管VT7的集電極與電容器C5的一端；其三極管VT4、VT5的集電極接電源正極，三極管VT6的集電極接三極管VT7的基極，三極管VT6的發(fā)射極接三極管VT7的集電極與三極管VT5的發(fā)射極與電容C5的一端；三極管VT7的發(fā)射極接電源負極，其電容器C5的另端接揚聲器的一端，揚聲器的另端接電源負極。
本實用新型的工作過程是當音頻放大電路沒有音頻電信號輸入時，音頻占空比調制電路也沒有音頻電信號輸入。這時音頻占空比調制電路輸出頻率不便變、電壓幅度不變，占空比也不變的脈沖方波，經開關功率放大電路放大后輸出給揚聲器，這時揚聲器發(fā)出的聲音里，只有微弱的超聲波信號，沒有音頻信號的聲音。因為人耳對超聲波信號沒感覺，所以就聽不到任何聲音。
當音頻放大電路輸出有音頻電信號時，音頻占空比調制電路輸出頻率不變，電壓幅度不變，占空比變化的脈沖方波電信號。這種占空比變化即波形寬、窄變化并隨著音頻電壓幅度大小變化而相應變化的脈沖方波電信號，經開關功率放大電路放大成具有正、負脈沖方波的電信號，經揚聲器發(fā)出超聲波信號和音頻信號的聲音來，人耳聽不到超聲波信號，就只能聽到音頻信號的聲音了。這種使揚聲器發(fā)出音頻信號的原理是一串寬形脈沖電磁總能量大于一串窄形脈沖電磁總能量。這種大的電磁能量使揚聲器的振動系統產生了機械振動，便產生出聲音來。
權利要求1.一種開關式音頻功放機，包括音頻放大電路、開關式功率放大電路，其特征在于還包括用于產生方波并將音頻正弦波疊加到該方波上的音頻占空比調制電路，這些電路按音頻放大電路、音頻占空比調制電路、開關式功率放大電路順序連接，其中音頻占空比調制電路的工作頻率為30-100KHZ，所述的音頻放大電路輸出的音頻信號端接音頻占空比調制電路的輸入端，經音頻占空比調制電路輸出的脈沖方波信號為隨音頻信號電壓幅度大小的變化而使占空比對應變化的脈沖方波，該信號的輸出端接開關式功率放大電路的輸入P2端，開關式功率放大電路的輸出端經電容C5接揚聲器。
2.根據權利要求1所述的一種開關式音頻功放機，其特征在于所述的音頻占空比調制電路由多諧振蕩器和電阻(R5、R6)、電容(C1-C2)構成，其音頻信號輸出接振蕩器輸入(1、2)端又分別接電容(C1、C2)的對應端，電容(C1、C2)的另端分別接多諧振蕩器電阻(R2、R3)的A、B點，A點和B點對接電阻(R5-R6)一端，其電阻(R5-R6)另端接電源正極，其P2端接開關式功率放大電路輸入端。
3.根據權利要求1所述的一種開關式音頻功放機，其特征在于音頻占空比調制電路還可由產生方波電路和分壓電阻(R7-R8)構成，其方波電路由鋸齒波發(fā)生器，電壓比較器A1構成；串接的分壓電阻(R7-R8)其電阻R7另端接電源正極，分壓電阻R8另端接電源負極；分壓電阻(R7-R8)之間接比較器A1輸入7腳，音頻信號輸入2端經電容C1接比較器A1腳7，其比較器輸出1腳接開關式功率放大電路輸入P2端，其比較器1腳接電阻R14的一端，R14的另端接電源正極。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種開關式音頻功放機，其特征在于所述的音頻占空比調制電路工作頻率為32KHZ-80KHZ。
5.根據權利要求4所述的一種開關式音頻功放機，其特征在于所述的音頻占空比調制電路工作頻率為35KHZ-36KHZ。
專利摘要本實用新型公開了一種開關式音頻功放機，包括順序連接的音頻放大電路，用于產生方波并將音頻正弦波疊加到該方波上的音頻占空比調制電路、開關式功率放大電路。其中音頻占空比調制電路的工作頻率為30－100KHZ。本實用新型輸出的是一種經過音頻占空比調制電路調制后的含有音頻信號的正負脈沖電信號。該信號是一種占空比變化的正負脈沖方波電信號。這種電信號使揚聲器的振動系統能夠緊密地準確的跟蹤變化迅速的音頻電信號的軌跡，其瞬態(tài)頻率響應特性提高了許多倍，使放出的音樂節(jié)目聲音清晰、真實、悅耳。由本功放機和普通音箱等組成的音響設備，物美價廉，很容易受到人們的喜愛。
文檔編號H03F3/21GK2574299SQ02224398
公開日2003年9月17日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權日2002年7月5日
發(fā)明者郭建軍 申請人:郭建軍