基于組件式模塊化設計高保真音響電路的制作與檢修

孫 為

(江蘇省宿豫中等專業學校 江蘇 宿遷 223800)

0 引言

組件式模塊高保真功放電路設計綜合學科，涵蓋模擬電路、信號處理乃至材料學科以及聲學等，包含三個基本的部分：一是音源，是聲音播放的信號源，能將電波信號轉化為弱點信號播出，但是由于弱點信號是毫伏級的電壓，必須采用功放電路推動音源的播放；二是功率放大器，能夠將信號源設備的音頻信號以理想的方式進行功放等；三是音響，該設備能夠將轉化后的電信號轉換成音頻信號，傳入人的耳朵當中。高保真功放電路以及揚聲器保護電路在整個功放電路中占據重要地位，應用十分廣泛，但是由于該工作電路在高電壓和大電流的環境下，這就大大提高了故障的出現率，通常地，主要是采用多管直接耦合的方式[1-3]，只要其中一個元件損壞，就會造成聲音失真的情況，嚴重時會造成高保真功放電路內部出現大面積的損害。同時，由于電路部位比較復雜，變化多樣，造成難以檢修，為此，為有效提高現階段高保真功放電路和揚聲器保護電路的認識，作此分析和研究，以便同行參考。

1 功放電路

拋磚引玉，首先認識一個簡單的功放電路以及輸入特性曲線圖(見圖1)，可以發現該放大器的輸出工作的狀態在零偏置狀態下，工作的電流為0，但是可以通過其輸入特性曲線來看，該電路產生一定的交叉失真不可避免，同時由于晶體管的各個特性不盡相同，加大失真的后果[2-4]。為有效提高組件式模塊化設計的高保真功放電路和揚聲器保護電路的認識，對A8150SM功放電路(見圖2)做針對性的分析和研究。

圖1 功放電路以及輸入特性曲線圖

圖2 A8150SM功放電路

A8150SM功放電路主要是由輸入級模塊、中間級模塊、推動級模塊以及輸出級模塊構成，主要包含有十個三極管(Q501-Q510)，其中，詳細介紹如下所示：

1.1 輸入級模塊

其中，01和03主要構成輸入口，其功能主要是為了抑制零點漂移[6]，盡可能降低因為漂移的原因造成噪聲現象的產生。一般地，高保真功放電路要求電路具有20赫茲至20千赫茲的相應頻率，同時采用直接耦合的方式降低零點漂移，為了克服零點漂移，電路通常采用差分放大器來完成。Q501內部具有兩個相同的NPN管，構成差動電路；在構造一個恒流源電路，能夠有效抑制零點漂移，因為恒流的靜態阻值小且動態差距大，而Q503和D503(和2)就完美抑制了零點漂移。

1.2 中間級模塊

中間級模塊主要是由Q502、Q504、Q505以及Q506構成，實現對音頻信號的電壓的放大。該部位主要是利用恒流源的作用[7]，將電壓進行有效的放大。在Q506在AB兩點之間形成大的直流電壓，利用電流電壓之間關系，計算UAB的大小，發現兩點之間的電壓在2.1V到3.1V之間波動，在進行維修時，可以將直流電壓調至2.5時，能夠使得電路處于導通的狀態。由上述可以得到：AB之間能夠形成良好的靜態電壓，能夠保證AB兩點的信號保持一致，提高電路的對稱性。

1.3 推動級模塊

其中，Q507(和08)構成推動級，實現對于電流信號的放大，兩者之間可以形成良好的對稱互補，使得信號在整個周期內能夠實現對電流的放大，但是，通常在其兩端的基級和集電極之間接入防震電容，盡可能降低因高頻產生的電路震蕩。

1.4 輸出級模塊

輸出級主要是由Q509(和10)構成。主要作用是實現對信號的功率放大，兩者是對稱放大器，保證信號在整個周期實現對于數據的放大。通常地，會在射極接入負反饋電阻，改善整個電路的放大特性。一般地，輸入和輸出級之間都會設有反饋電路，能夠將C點直流電壓信息及時反饋到輸入級，整體上改善放大器的特性。當C點電壓升高時，會造成D點的電壓上升，T2導通，T1減弱，A點電壓降低，隨之C的電壓降低，能夠保證電壓保持恒定狀態(0V)[2]。

2 揚聲器保護電路

該保護電路主要是由TA7317P構成，具有多重功能：零點偏移以及過流保護等[8-9]。

圖3 揚聲器保護電路圖

(1)TA7317P是組件式模塊化設計的高保真電路中揚聲器保護電路的核心部件，是由日本東芝公司推出的，主要有九個引腳：引腳1主要是對電流的檢測，當電流超過0.75時，電路的保護電路會動作；引腳2和3主要是對電壓的檢測，檢測輸出級的中電電壓；5為負端引腳；6引腳為繼電器的驅動輸入端，在正常情況下，6引腳電流為正值，繼電器處于吸合狀態，反之，保護電路工作時，引腳電流為0A時，繼電器釋放；引腳7為外部時間常數電路；引腳8為開機延時端子，該部位決定開機的延時時間；引腳9為爭端供電端。

(2)揚聲器電路保護分析

其中主要包含有開機延時保護、關機保護、偏零保護以及過流保護。在連通電源時，電路當中電流比較大，此時，很容易損害揚聲器，因此應該接入外部延時保護揚聲器，通常采用震蕩電路完成，該系統主要是Q701來完成。在電路關閉時，電壓下降比較快，導致R701旁邊的1引腳瞬間上升，這樣會啟動保護電路，避免沖擊電流對揚聲器造成損害。偏零保護電路是維持C點電壓保持在0V，當由于因為故障原因造成該點電壓出現偏離時，保護電路動作，運行燈會熄滅，此時繼電器就會釋放，保護揚聲器。過電流保護電路主要是由于Q541、Q542以及Q701構成，當正常狀態時，保護電路不動作，運行燈亮，反之電路出現異常情況時，中繼電器動作，運行燈熄滅，此時就能夠保護電路不被外界原因造成損害。

3 故障檢修

在對組件式模塊化設計的高保真功放電路故障情況檢修時，此時應該斷開音箱的連接，使得電路處于空載的狀態下進行，當開機狀態下，聽不到繼電器吸合時，同時運行燈不亮時，應該及時分析原因：首先繼電器不吸合時考慮保護電路處于工作狀態，應該檢測Q701的9和5引腳的狀態，當狀態均正常，檢測8引腳，如果電路處于電壓比較低的狀態時，考慮電路不導通，1和2引腳正常，可以得知，C701出現漏電情況，及時更換即可排除。或者，當保險管處于正常情況下，Q7019和5引腳的狀態正常時，8引腳處于偏低狀態，則表征內部驅動不導通，檢測1和2引腳，電壓處于異常情況，則考慮電路處于偏零保護狀態，檢測C點時，發現C點位置電壓偏移則考慮該電路出現故障，檢查電阻情況，及時更換即可排除異常等。

4 結語

綜上所述，組件式高保真功放電路部位比較復雜，變化多樣，造成難以檢修，為此，為有效提高對高保真功放電路和揚聲器保護電路的認識。本次通過對組件式模塊高保真功放電路以及進行經常出現的問題剖析解讀，加深對高保真功放電路的理解和認識，能夠為后期研究者提供一定的參考。