專利名稱：低失真揚(yáng)聲器驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電聲學(xué)領(lǐng)域，是一種揚(yáng)聲器的驅(qū)動裝置。
在音響技術(shù)發(fā)展的歷史過程中，人們曾只注重于改善放大器的性能指標(biāo)，而忽視了失真最嚴(yán)重的一個(gè)環(huán)節(jié)---揚(yáng)聲器。近幾年，人們認(rèn)識到這點(diǎn)以后，對改善揚(yáng)聲器的性能進(jìn)行了不懈的努力，也取得了較大的成果。但由于電動揚(yáng)聲器固有的構(gòu)造特征，不可能再從制造工藝上取得較有效的減小失真的方法。于是人們便開始轉(zhuǎn)向另一種用特殊電路來減小揚(yáng)聲器失真的方法。
1992年《無線電與電視》雜志中曾介紹了一種用負(fù)反饋來減少揚(yáng)聲器失真的方法(日本愛華公司的一項(xiàng)專利技術(shù))，其構(gòu)成如圖4所示。它采用一個(gè)高質(zhì)量傳聲器來檢測揚(yáng)聲器的聲波輸出信號(亦即揚(yáng)聲器的運(yùn)動狀態(tài))，然后將檢測出的信號經(jīng)放大后負(fù)反饋至功率放大器的輸入端，以達(dá)到減少揚(yáng)聲器失真的目的。其效果明顯，但還存在以下問題。
1.由于揚(yáng)聲器與傳聲器之間有一定距離，使聲波的傳送造成一定的時(shí)延，從而產(chǎn)生相移失真，特別是在高頻部分，相移失真十分嚴(yán)重；2.由于加入了一個(gè)傳聲器，使系統(tǒng)容易感應(yīng)外界的聲波干擾，易使信噪比惡化；3.引入的傳聲器仍具有固有失真；4.采用了傳聲器以后，音響系統(tǒng)的成本增加，線路變復(fù)雜；5.這種方法使得系統(tǒng)的性能在很大程度上依賴于傳聲器的質(zhì)量，而質(zhì)量足夠好的傳聲器本身就很不易生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于提出一種成本低廉、線路簡單、且能大大減小揚(yáng)聲器失真的揚(yáng)聲器驅(qū)動裝置。
本實(shí)用新型的基本方案是將揚(yáng)聲器等效為音圈內(nèi)阻、音圈電感和音圈在磁場中運(yùn)動所產(chǎn)生的感生電動勢三部分組成的串聯(lián)電路。其中，感生電動勢可完全反映音圈的運(yùn)動狀態(tài)。用合適的電路檢取出這個(gè)感生電動勢(等效于愛華公司的傳聲器的效果)，然后將之負(fù)反饋至主放大器即可大大降低揚(yáng)聲器的失真。
揚(yáng)聲器和取樣元件構(gòu)成交流變形電橋的一臂，取樣點(diǎn)的電壓為主放大器輸出電壓(正比于輸入電壓)與揚(yáng)聲器感生電動勢之和的一次函數(shù)；電橋的另一臂接在輸入端。選擇適當(dāng)?shù)脑?shù)值，使此交流變形電橋處于平衡狀態(tài)，再用一減法器求出兩取樣點(diǎn)的電壓差值，此差值即正比于揚(yáng)聲器等效電路中的感生電動勢；亦等同于愛華公司的傳聲器輸出的信號。將此信號負(fù)反饋至功率放大器的輸入端，即能大大降低揚(yáng)聲器固有的線性失真和非線性失真。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施方式的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型功率放大部分另一種實(shí)施方式的電路原理圖。
在圖1中，本實(shí)用新型由功率放大器及失真檢測回路構(gòu)成，音頻信號先輸入功率放大器，功率放大器的輸出信號先通過失真檢測回路，失真檢測回路能在全頻帶內(nèi)精確檢測出揚(yáng)聲器的失真信號，然后將此信號反饋到功率放大器的輸入端。
在圖2中，虛線框中為揚(yáng)聲器的動態(tài)等效電路，R0為其音圈的直流電阻，L0為音圈電感，Us為音圈在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的感生電動勢，該感生電動勢反映音圈的運(yùn)動狀態(tài)。本實(shí)用新型由運(yùn)算放大器IC3、R8和R9構(gòu)成功率放大器，電阻R、電感L和運(yùn)算放大器IC1、IC2以及外圍元件構(gòu)成失其檢測回路。其中，IC1、IC2和R1、R2、R3、R5、R6、R7、R10構(gòu)成同相串聯(lián)差動放大器；由圖有UE＝(1+R6/R5)UD-(R6/R5)×(1+R2/R3)UAA點(diǎn)和地構(gòu)成交流變形電橋的一臂，取樣點(diǎn)為F；C點(diǎn)和地構(gòu)成電橋的另一臂，取樣點(diǎn)為D。
當(dāng)R0/R＝L0/L時(shí)，D點(diǎn)的取樣電壓正比于功率放大器輸出電壓與揚(yáng)聲器感生電動勢之和。適當(dāng)選取R2、R3、R5、R6的值，即可在E點(diǎn)得到完全正比于揚(yáng)聲器音圈感生電動勢的電壓UE。將此電壓作為反饋信號輸入功率放大器即可大大降低揚(yáng)聲器的失真。
在圖3中，為了消除圖2中IC3的固有失真，在構(gòu)成功率放大電路的IC3、R8、R9中增加運(yùn)算放大器IC4和外圍電阻R10、R11、R12、R13、R14、R15組成零失真放大器。其工作原理是這樣的IC3輸出的是有一定失真的信號，此信號反向輸入IC4等構(gòu)成的減法器，與正向輸入的原始信號UB相減，輸出的即為IC3的失真信號，再將此信號作為預(yù)失真信號輸入IC3，即可消除IC3的固有失真。
權(quán)利要求1.一種低失真的揚(yáng)聲器驅(qū)動裝置，它由功率放大器構(gòu)成，其特征在于它還具有失真檢測回路，失真檢測回路在全頻帶內(nèi)精確地檢測喇叭的運(yùn)動狀態(tài)，并將檢測信號負(fù)反饋至功率放大器，功率放大器的輸出信號再輸入揚(yáng)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述的失真檢測回路，由運(yùn)算放大器IC1、IC2及取樣電阻R、取樣電感L和外圍元件構(gòu)成，取樣電阻R、取樣電感L與揚(yáng)聲器串聯(lián)，且R0/R＝L0/L，L0和R0分別為揚(yáng)聲器音圈的直流電阻和電感，檢測回路由F、D兩端獲取檢測信號并負(fù)反饋至功率放大器IC3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述的功率放大器由運(yùn)算放大器IC3、IC4及外圍元件構(gòu)成，運(yùn)算放大器IC3輸出的信號反向輸入運(yùn)算放大器IC4，原始信號UB正向輸入運(yùn)算放大器IC4，IC4的輸出信號輸入IC3的正向輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種低失真的揚(yáng)聲器驅(qū)動裝置，其特征在于它具有獨(dú)特的失真檢測回路，能在全頻帶內(nèi)精確檢測揚(yáng)聲器的運(yùn)動狀態(tài)，并將反映此狀態(tài)的電壓負(fù)反饋到功率放大器，從而大大降低揚(yáng)聲器重放聲音的失真，它克服了目前音響設(shè)備中由傳感器檢測揚(yáng)聲器運(yùn)動狀態(tài)以減少失真的方法所存在的許多問題，特別適用于各種音響設(shè)備。
文檔編號H04R3/04GK2249477SQ9521610
公開日1997年3月12日 申請日期1995年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月22日
發(fā)明者宋朝盛 申請人:宋朝盛