一种使用分立元件的耳放电路

摘要

本实用新型提供一种使用分立元件的耳放电路，包括电源控制电路、播放器前端、分立式耳机放大电路、静音控制电路，分立式耳机放大电路与播放器前端之间连接有音量控制电路，分立式耳机放大电路输出一功率输出信号经过静音控制电路输出至耳机输出端；分立式耳机放大电路为三级放大电路结构，其包括用于提供第一放大信号的差分输出入级、用于提供第二放大信号的主电压放大级、用于提供第三放大信号的功率放大输出级，在差分输出入级与功率放大输出级之间连接有电压负反馈电路。本实用新型可以根据产品需求灵活调整电路工作状态获得所需性能及音色听感，音质有了更加明显的提升。

说明书

技术领域

本实用新型涉及便携式音乐播放器技术领域，具体涉及一种使用分立元件的耳放电路。

背景技术

目前，高保真CD播放机、音乐播放器、数字音频解码器等HIFI类音源产品在设计时，多以高级运放IC搭建音频输出电路，虽然可以将常规技术指标发挥得很好，但成本较高，电流驱动力相对不足，主观听感泛音少，较干涩，“数码味”较浓；也有采用分立元件搭建音频输出电路的，优点是成本较低，但由于在电路架构、元件选型、参数选择等方面比高级运放IC复杂很多，很难同时保证各个指标都满足要求。

现有的分立式放大电路不够灵活，不能根据产品需求灵活调整电路工作状态获得所需性能及音色听感。并且，在电源切换和增益切换时会引起的瞬时爆音。

因此，设计出一种基于分立元件的耳机放大电路，使产品的综合声音输出指标达到行业领先水平，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供的一种使用分立元件的耳放电路，其主要解决了电路架构、元件选型、参数选择等复杂问题和电路不能灵活配置的问题，可以根据产品需求灵活调整电路工作状态获得所需性能及音色听感，音质有了更加明显的提升。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种使用分立元件的耳放电路，其包括：电源控制电路、播放器前端、分立式耳机放大电路、静音控制电路，所述电源控制电路的输入端接入电源，所述电源控制电路的第一输出端在MCU电路控制下输出第一可控电源给所述分立式耳机放大电路，所述电源控制电路的第二输出端在MCU电路控制下输出第二可控电源给所述播放器前端，所述分立式耳机放大电路与所述播放器前端之间连接有音量控制电路，所述分立式耳机放大电路输出一功率输出信号经过所述静音控制电路输出至耳机输出端；所述分立式耳机放大电路为三级放大电路结构，其包括用于提供第一放大信号的差分输出入级、用于提供第二放大信号的主电压放大级、用于提供第三放大信号的功率放大输出级，所述差分输出入级与所述主电压放大级连接，所述主电压放大级与所述功率放大输出级连接，在所述差分输出入级与所述功率放大输出级之间连接有电压负反馈电路。

进一步的方案是，所述播放器前端用于将音乐播放信号进行解码后输出模拟线路音频信号至所述音量控制电路，所述音量控制电路输出前级音频信号至所述分立式耳机放大电路进行功率放大，从而形成一功率输出信号。

更进一步的方案是，所述电路还包括一用户界面，配置为显示菜单系统和接收输入，所述用户界面与所述播放器前端连接。

更进一步的方案是，所述电源控制电路包括DC/DC转换芯片，所述DC/DC转换芯片的正压电源输出脚VPOS与FBP脚之间跨接有第一电阻，所述DC/DC转换芯片的负压电源输出脚VNEG与FBN脚之间跨接有第二电阻。

更进一步的方案是，所述差分输出入级包括第一恒流源、第一场效应管以及第二场效应管，所述第一场效应管的栅极接入所述前级音频信号，所述第一场效应管的源极与所述第一恒流源连接，所述第二场效应管的栅极连接至所述电压负反馈电路，所述第二场效应管的源极与所述第一恒流源连接，所述第一场效应管、第二场效应管的漏极还连接有第一功率型双三极管。

更进一步的方案是，所述主电压放大级包括第一三极管、偏置电路以及第二恒流源，所述第一三极管的基极连接至所述第一场效应管的漏极，所述第一三极管的集电极与所述偏置电路连接，所述偏置电路与所述第二恒流源连接。

更进一步的方案是，所述功率放大输出级包括第二三极管、第三三极管，所述第二三极管和第三三极管均为孪生结构的功率型双三极管，所述第二三极管与所述第三三极管为并联输出。

更进一步的方案是，所述第二三极管为第二功率型双三极管，所述第三三极管为第三功率型双三极管，所述第二功率型双三极管的两个三极管的基极连接至所述电压负反馈电路，所述第二功率型双三极管的两个三极管的发射极分别连接至节点A、B，所述第三功率型双三极管的两个三极管的基极连接至所述电压负反馈电路，所述第三功率型双三极管的两个三极管的发射极分别连接至节点A、B。

更进一步的方案是，所述电压负反馈电路包括第一开关、第二开关、第三电阻、第四电阻以及第五电阻，所述第一开关的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二开关的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端分别接所述电源控制电路，所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第一端连接至所述第二场效应管的栅极，所述第四电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接，所述第五电阻的第一端连接至所述功率放大输出级的功率输出端。

更进一步的方案是，所述第一开关、第二开关为模拟开关FSA2275。

由此可见，本实用新型提供一种使用分立元件的耳放电路，其耳机放大电路为三级放大电路结构，其中，由场效应管和第一恒流源组成差分输出入级，由三极管、偏置电路及第二恒流源组成主电压放大级，由两个功率型双三极管组成功率放大(电流放大)输出级，以提高电流输出驱动能力，由开关和电阻组成耳放电路的电压负反馈电路，用于反馈音频信号，使得输出的音频杂音少，音质好。因此，本实用新型可以根据产品需求灵活调整电路工作状态获得所需性能及音色听感，使得音质有了更加明显的提升。

进一步的，本实用新型采用场效应管等分立元件作为核心元件，利用场效应管输入阻抗高、噪声小、动态范围大的特点，既提高了电路的技术指标，使之符合相关国家标准和行业标准，又改善了主观听感，使音评价指标达到了HIFI类产品的要求。此外，由于采用常规分立元件进行电路设计，相对以高级运放IC搭建的电路，大幅降低了产品成本。

进一步的，本实用新型使用高性能模拟开关实现功率输出通道的静音控制，消除电源切换和增益切换时引起的瞬时爆音。

进一步的，电源控制、增益控制、音量控制及静音控制等功能全部由播放器前端的MCU控制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种使用分立元件的耳放电路实施例的原理图。

图2是本实用新型一种使用分立元件的耳放电路实施例中电源控制电路的原理图。

图3是本实用新型一种使用分立元件的耳放电路实施例中分立式耳机放大电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图3，本实用新型所涉及的一种使用分立元件的耳放电路，包括：电源控制电路2、播放器前端3、分立式耳机放大电路4、静音控制电路5，电源控制电路2的输入端接入电源1，电源控制电路2的第一输出端在MCU电路控制下输出第一可控电源给分立式耳机放大电路4，电源控制电路2的第二输出端在MCU电路控制下输出第二可控电源给播放器前端3，分立式耳机放大电路4与播放器前端3之间连接有音量控制电路6，分立式耳机放大电路4输出一功率输出信号经过静音控制电路5输出至耳机输出端7。

其中，播放器前端3用于将音乐播放信号进行解码后输出模拟线路音频信号至音量控制电路6，音量控制电路6输出前级音频信号至分立式耳机放大电路4进行功率放大，从而形成一功率输出信号。

具体的，本实施例的电源1可以是锂离子聚合物电池，由锂离子聚合物电池给电电源控制电路2供电，电源控制电路2在MCU控制下输出可控电源给分立式耳机放大电路4，播放器前端3负责将音乐播放解码并输出模拟线路音频信号给音量控制电路6(NJW1195A)，电平受控的前级音频信号被输出给分立式耳机放大电路进行功率放大，功率输出信号经静音控制电路(FSA2275)消除了切换瞬态杂音后驱动耳机发出声音，MCU通过用户界面UI接收用户指令，并控制其它电路协同实现播放器的所有功能。

可见，为了满足产品的便携性，本实施例使用了锂离子聚合物电池，支持通过USB通用接口对电池进行充电。

进一步的，本实施例使用高性能音量控制芯片(NJW1195A)来控制耳机音量，以获得更低的背景噪声和更好的音频指标。

在本实施例中，分立式耳机放大电路4为三级放大电路结构，其包括用于提供第一放大信号的差分输出入级、用于提供第二放大信号的主电压放大级、用于提供第三放大信号的功率放大输出级，差分输出入级与主电压放大级连接，主电压放大级与功率放大输出级连接，在差分输出入级与功率放大输出级之间连接有电压负反馈电路。

在本实施例中，电路还包括一用户界面8，配置为显示菜单系统和接收输入，用户界面8与播放器前端3连接。可见，用户界面8为显示屏，在显示屏的用户界面8上放置功率模式切换按钮，或在产品上放置实体按键，可以方便用户操作。

如图2所示，电源控制电路2包括DC/DC转换芯片U1，DC/DC转换芯片U1的正压电源输出脚VPOS与FBP脚之间跨接有电阻R20、电阻R21、电阻R22，在电阻R21和电阻R22上分别连接有开关，DC/DC转换芯片U1的负压电源输出脚VNEG与FBN脚之间跨接有电阻R23、电阻R24、电阻R25，在电阻R24和电阻R25上分别连接有开关。其中，本实施例的开关为模拟开关FSA2275。可见，本实施例采用高效率高性能DC/DC电源芯片(如LT8582)给耳放电路提供电压可控的工作电源，使用高性能模拟开关(FSA2275)来切换DC/DC电路的电压设定电阻获得需要的输出电压。

如图3所示，差分输出入级包括恒流源I1、场效应管Q1以及场效应管Q2，场效应管Q1的栅极接入前级音频信号，场效应管Q1的源极与恒流源I1连接，场效应管Q2的栅极连接至电压负反馈电路，场效应管Q2的源极与恒流源I1连接，场效应管Q1、场效应管Q2的漏极还连接有第一功率型双三极管，如三极管Q3-A和三极管Q3-B。

在本实施例中，主电压放大级包括三极管Q5、偏置电路10以及恒流源I2，三极管Q5的基极连接至场效应管Q1的漏极，三极管Q5的集电极与偏置电路10连接，偏置电路10与恒流源I2连接。

在本实施例中，功率放大输出级包括第二三极管、第三三极管，第二三极管和第三三极管均为孪生结构的功率型双三极管，第二三极管与第三三极管为并联输出。

其中，第二三极管为第二功率型双三极管，如三极管Q7-A和三极管Q7-B，第三三极管为第三功率型双三极管，三极管Q9-A和三极管Q9-B，第二功率型双三极管的两个三极管的基极连接至电压负反馈电路，如三极管Q7-A和三极管Q7-B的基极连接到三极管Q5的集电极和偏置电路10之间，第二功率型双三极管的两个三极管的发射极分别连接至节点A、B，三极管Q7-A的发射极连接至节点A，三极管Q7-B的发射极连接至节点B，如第三功率型双三极管的两个三极管的基极连接至电压负反馈电路，如三极管Q9-A和三极管Q9-B的基极连接到偏置电路10和恒流源I2之间，第三功率型双三极管的两个三极管的发射极分别连接至节点A、B，如三极管Q9-A的发射极连接至节点A，三极管Q9-B的发射极连接至节点B。

在本实施例中，电压负反馈电路包括开关S1、开关S2、电阻R28、电阻R29以及电阻18，开关S1的第一端与电阻R28的第二端连接，开关S2的第一端与电阻R29的第二端连接，开关S1的第二端、开关S2的第二端分别接电源控制电路2，电阻R28的第一端、电阻R29的第一端连接至场效应管Q2的栅极，电阻R29的第一端与电阻18的第二端连接，电阻18的第一端连接至功率放大输出级的功率输出端。

由此可见，本实用新型提供一种使用分立元件的耳放电路，其耳机放大电路为三级放大电路结构，其中，由场效应管和恒流源I1组成差分输出入级，由三极管、偏置电路10及恒流源I2组成主电压放大级，由两个功率型双三极管组成功率放大(电流放大)输出级，以提高电流输出驱动能力，由开关和电阻组成耳放电路的电压负反馈电路，用于反馈音频信号，使得输出的音频杂音少，音质好。因此，本实用新型可以根据产品需求灵活调整电路工作状态获得所需性能及音色听感，使得音质有了更加明显的提升。

进一步的，本实用新型采用场效应管等分立元件作为核心元件，利用场效应管输入阻抗高、噪声小、动态范围大的特点，既提高了电路的技术指标，使之符合相关国家标准和行业标准，又改善了主观听感，使音评价指标达到了HIFI类产品的要求。此外，由于采用常规分立元件进行电路设计，相对以高级运放IC搭建的电路，大幅降低了产品成本。

进一步的，本实用新型使用高性能模拟开关实现功率输出通道的静音控制，消除电源1切换和增益切换时引起的瞬时爆音。

进一步的，电源控制、增益控制、音量控制及静音控制等功能全部由播放器前端的MCU控制。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。