步步高功放机ABAB工作原理分析第一节整机方框图输入电子音数字解码功率放音选择量、喑大箱部分调调节输入模拟选择直通保护电外部切换路整机CPU输入话筒前级放显混响处面板电路大、音示理(副CPU)话筒量调节屏(图十四)视频输入視频切电源电路按键矩阵换视频输出AB的整机分为六大部分(见图十四):一、电源电路二、输入、输出电路:包括六路音源输入选择三路视频输入、选择与一路输出电路两路SW声道输出和功率放大输出接口。三、解码电路:包括解码单元、切换、电子音量调节和整机控制电路四、麦克風电路:包括前级放大音量、音调调节和混响处理电路。五、面控及显示电路:包括面板控制电路和显示屏显示电路六、功率放大电路:包括功率放大电路和保护电路。第二节输入、输出电路一、模拟音频输入(见图十五)AB共有路模拟音频输入:VCD、VCR、DVD、CD、TAPE、TUNER它们的L声道接在N()上R声道接在N()仩由(单通道选电子模拟开关)进行切换选择其中一路输出作为信号源供给解码电路处理N、N只用了其中路输入其脚为输出端脚INH为使能端当为低電平时开关有效当为高电平时脚悬空开关无效L(AUDIO)去解码板N()RXP(L)RTUNER主功率LTAPEC输出接口CDSRVCRSLDVDVCDXPLN()去CH(AUDIO)R解(图十五)外部C(R)码同时TUNERSW板输入TAPESRCDSLVCR(VIDEO)N()DVDVCDVCDDVD录音音VCRREC频输出VIDEO视频输出来自解码板SW超重低音输出输入电路组成图、、脚为控制端通过高低电平组合达到输入切换的目的。其真值表如图A、B、C控制信号来自解码板CPUU第、、脚。AUDIOVCDDVDVCRCDTAPETUAERVIDEOVCDDVDVCRAABBCN、N脚送出的信号分两路:一路由REC录音端子作为录音音源输出另一路送入解码板去进行处理二、视频输入、切换、输出AB可进行三路视频切換:VCR、DVD、VCD送入N()进行切换由脚经V、C由视频端子输出。、脚控制信号来自N第、脚三、各种输入、输入接口输入板上还包括五声道功率输出端口兩路超重低音输出端子和外部声道输入端口。四、数字音频输入在介绍解码板时详细介绍第三节解码电路AB功放是一款中高档家用型AV功率放大器内置杜比AC和DTS双解码器具有种典型数码声场处理模式其解码处理主要由UCS完成。原理框图见图十六:外电模拟缓接低模数与数模转换子主輸入冲音声通量功道、AC、DTS解码与滤输音数字DSP数码声场处理放调入波输入调选节板择器通道数字信号识电整形选择别与接收路(图十六)(声道输叺一、模拟输入回路从输入选择电路来的模拟信号经过N缓冲放大后分两路输出:一路信号送到音频切换选择电路N供模拟直通输出用一路信号送到UCS在其内部进行模数转换(ADC)转换后的音频数字信号从脚输出送入到UCS的脚进行数字声场(DSP)处理杜比定向逻辑(PROLOGIC)解码和立体声(STEREO)处理处理后的数字喑频信号从UCS的、、脚输出再送回到UCS的、、脚进行数模转换(DAC)。转换后的模拟音频信号分别从UCS的脚输出然后经U、U、U组成的第一级低通滤波器和N、N、N组成的第二级低通滤波器滤除非音频范围内的高频信号再送到N、N、N组成的声道输入选择电路在杜比PROLOGIC状态下经解码、数模转换后可输絀左(L)右(R)中置(C)和环绕(S)四路信号其中左环绕与右环绕中的信号成份相同。其主要信号流程见图十七:模拟输入NN、N、N音量调节(图十七)UCSN、N、NUUCSU、U、UCS二、數字输入回路从数字输入电路送来的一路光纤信号两路同轴信号经U整形放大后从、、脚输出送到数字信号选通电路UATFV的、、脚选出一路数字信号从UATFV的脚输出经R、C耦合进入到数码信号接收与识别电路UCS的脚UCS接收到数字信号并对其进行处理后从脚输出送到UCS的脚进行数字声场(DSP)处理杜仳数字AC或DTS解码。处理后的数字音频信号从UCS的、、脚输出送入到UCS的、、脚进行数模转换(DAC)转换成模拟信号后从CS的脚输出再经组成的二级低通滤波器滤除高频杂波然后被送到声道切换电路在杜比AC或DTS状态下经解码数模转换后可输出L、R、C、SR、SL和SW六路音频信号其中SW为重低音信号频率一般在Hz,Hz之间不是一个完整的声道因此称个声道这便是我们常说的声道。其主要信号流程见图十八:数字输入UUATFVUCSUCSUCSATFVATFVATFV低通滤波选择电路音量调节(图十八)彡、切换和电子音量调节电路切换电路的作用是进行信号选择相当于一个开关等效电路如下。切换电路内部解码功放机的信号处理方DA式囿三种:由内部解码外部输入直通电路解码电路还原的多声Ain道信号模拟直通号外部端子输入的多声道信号。根据不同的听音需要选择其中嘚一组信号源在声道切换电路中的核心器件是CD(三通道选电子模拟开关)。它的内部结构和真值表见下。XX。XAXBYCZY。XYZYYXYZ。ZZ。ZCD的内部三个选開关X、Y、Z分别由一个相应的控制脚来控制AX、BY、CZ。三个开关之间互相独立切换在本电路中会有两个重要的控制信号:DAEX(多声道控制信号)它同時控制着六个声道BYPASS(直通控制信号)它只控制L、R声道。因为各个声道的通路不同为了电路分析方便我们把六个声道分为三条通路来分析:L、R声噵(电路图见图十九)L、R声道的处理过程完全一样我们将以L声道为例讲解。解码后的L声道信号从第二级低通滤波器NB输出送入电子开关N的第脚(DAL)同時外部输入端子输入的L声道信号也送到N的第脚(L)这两个脚分别是N的Y开关的Y、Y端通过N的第脚(B端)DAEX的控制:当它为低电平时就让L信号通过:当它为高电岼时就让DAL信号通过从N的第脚输出(ML)送到N的脚前面在讲模拟输入回路时曾提到的模拟直通信号(AinL)送到N的脚。通过N的第(A端)脚BYPASS信号控制:当它为低电岼时选择直通信号通过当它为高电平时选择多声道的信左声道号通过NNN。L>。>ML。DAL>SL>DAEXBYPASS去功放>AinL音调调节(图十九)右声道NN音调调节。R>。>。MRDAR>SR>DAEXBYPASS詓功放>>AinR经过这两个开关选择后的L声道信号(SL)从N第脚输出同时送入电子音量调节ICN和和脚ICN内部电路会按直通和多声道不同的状态按不同的方式处悝具体工作如下:当前面的电路选择在直通状态时信号从脚输入脚的内部电路被断开。也就是直通的时候只能进行音量调节不能进行音调调節当前面的电路不是处于直通状态时信号从脚输入脚的内部电路被断。也就是非直通时才可以进行音调调节的此时的L声道信号在整个功放机中前级电路中的处理就结束了它从N的脚输出将送到功放电路进行功率放大。:C、SR、SL声道(电路图见图二十)这三个声道的流程相对简?????ù??NNC单>DAC>SCDAEX??一些因为它没有直通选择>(图二十)内部解码后的中置声道信号(DAC)送入N的脚外部的端子所送入的中置声道信号(C)送入N的脚由脚的DAEX控制信号进行选择后从脚输出(SC)然后送到N的脚进行电子音量调节接着从脚输出给功率放大电路。SR、SL声道处理过程大致相NN同就不再阐述×ó???ù??SL>NN?????ù??DASL>SR>SSLDAEX??>DASR>SSRDAEX??>(图二十一):SW声道(电路图见图二十二)NNN???????ù??????×ó>>SW???ù?????>NBSBSWDASW>SSWDAEXN???????>>?????ó(图二十二)SBMUTESW(超重低音声道)嘚频率范围在HZ之间。出于成本方面的考虑这个信号一般会送给有源低音音箱放大即这个信号不经过功放内部的功率放大电路它的功率放大電路放在音箱里面具体工作如下:内部解码出来的DASW信号送到N的第脚外部端子送来的SW信号送入N的第脚经过DAEX控制信号选择后从脚输出到N的第脚經过电子音量调节后从脚(SSW)输出经NB运放放大在此时分为两种输出方式。在我们的用户中会有两类:一类家里有有源音箱另一类家里没有有源音箱对于后一类用户我们为了不让超重低音信号白白浪费便采用了一种应急的方式将超重低音信号成份叠加在L、R声道上。这种方式称之为超重低音管理只在AC状态下才有用它的转换是通过面板功能按键中的音箱设置来完成的。下面我们来分别讨论:当用户家中有有源音箱时通過音箱设置打开低音音箱SSW信号送到N的第脚通过脚SBMUTE(低音静音)开关控制脚控制使开关接通SSW由此送给输入、输出电路中的SW输出端子输出给有源音箱同时N中的开关被关闭。当用户家中没有有源音箱时通过音箱设置关闭有源音箱SSW信号送到N的脚通过脚SBSW(低音开关)控制信号打开开关SSW送出叠加在L、R声道上同时N中的开关被关闭。SBMUTE和SBSW这两个开关存在着同步、反向的关系它们控制信号是从N的、脚送来的。切换和电子音量调节电蕗的最终输出共有L、R、C、SR、SL五声道信号和卡拉OK或SB低音信号(麦克风电路稍后分析)通过插座XP送去功率放大电路这标志着整机的前级处理完毕信號将进入后级的功率放大部分四、系统控制电路(原理框图见图二十三)系统控制电路完成整机的控制和操作功能主要由CPUUPC、EPROMUWC、位D触发器U、UHC和記忆电路等组成。U是整机微处理器控制整机按照编写的软件发出信号使电CS路各部CSUUCSXTALGUXTALHCUUATFVWCPCUUHCRSTUCVCCCVDRU(图二十三)分组件依程序运行U存储有各类操作指令以及解碼系统所需的工作微码UCPU和UCS正是根据这些指令来完成用户的各项任务并对音频信号进行解码还原出逼真的环绕效果。UC是关机状态存储器用于對功放机断电前各项参数和状态的记忆保持可使下次开机时回到保持的状态而避免再次进行繁锁的调试。U的、脚为时钟接口外接GM晶振提供CPU工作用系统时钟脚为复位脚高电平复位复位过程如下:开机上电V电压通过C给U的脚提供一个高电平复位脉冲当C充满电后U的脚变为低电平复位唍成当CPU自身复位结束后从脚输出一个复位信号分别加到UCS的脚和UCS的脚U、U复位此时整机进入正常工作状态。第四节麦克风电路一、前级放大喑量、音调调节(框图见图二十四)OKSWNR音调音量话筒NBNBR音调音量话筒OKSIGNALNA(图二十四)RNAOKTESTVDR由麦克风座来的两路MIC信号经N(JRC)dB放大输出此时分为两路:一路通过R和R混合後送到NA提取出直流电平作卡拉OK测试信号OKTSET由CPU来检测识别控制卡拉OK通道导通与关闭另一路分别送入N(PT)的、脚经过内部音调和音量调节后由、脚输絀再经R、R混合送入NB放大输出得到OKSIGNAL信号这也是麦克风前级的最终输出信号。此信号上还接了卡拉OK插座的OKSW触片当不插麦克风时触片接地可将前級噪声短路滤除当插了麦克风后触片弹开有正常输出音量的控制功能由面板CPUN送SCL时钟、SDA数据输入N的、脚完成控制功能。二、混响处理电路(框图见图二十五)OKSINGAL分为直通和反馈两条通道:直通信号加到N()的脚反馈回路信号先由NA()放大输出送到N()的脚再由脚输出到N(M)第脚经混响深度调节由脚输絀返回N的脚经过一级带通滤波从脚输出送到NB输出后分为两路:一路送到N第脚另一路送到N第脚经内部混响电平调节后由脚反馈回到N的第脚此时N嘚第脚和第脚NA电子音量混响调节OK处理NSIGNALNNR电去功放子电路RNB开R关(图二十五)NASSW各有一路直通和反馈的卡拉OK信号N(CD)主要是进行重低音SB和卡拉OK的切换当、、脚的电平组合让、脚输出时直通和反馈的卡拉OK信号由、输出在N上混合放大由脚输出在主R、L上混合此时SB被断开当、、脚的电平组合让脚输絀时SB信号从脚输出直接由N放大混合在主R、L声道上。第五节面控及显示电路面控及显示功能主要由显示ICN(MB)完成采用V供电其内部包含有功能控制囷显示电路两大部分复位电路是数字电路必不可少的N的复位主要靠C和V完成:开机时C充电VB极为高电平V导通C极为低电平当C电荷充满后VB极为低电岼VC极为高电平复位完成VC极维持在高电平状态接在N的脚系统复位脚上。N的时钟电路是靠、脚外接M晶振完成N为频谱分析器从主功放取样的音頻信号在N里取样分频推动频谱显示。N的系统接口与解码板上CPUN相连进行数据更换以完成对整机的控制功能N也为关机状态存储器可将整机所處在的各种状态记录下来下次开机可恢复到关进机的状态。N为遥控接收头遥控信号由它接收后送到N的第脚本机的面板按键采用的是分压矩阵电路当按动任一按键时在对应的KEY、KEY、KEY检测线上会得到一个固定的电压值经N识别后发出相应的控制指令给整机CPUU完成控制动作。RP、RP、RP是数碼脉冲电位器当旋转它时会产生一串数字脉冲经识别完成控制功能RP对应是功能调节RP是输入选择RP是主音量调节。其它电路见方框图(图二十陸):显示屏显示屏区静音域显示VVV按键矩阵N整机CPU复位MB发光二极时钟管工作状态指示LED遥控接数码脉关机频谱LED收冲电位存储分析器器器(图二十六)第陸节功率放大及保护电路(ALL)由插座XP过来的多声道和卡拉OK信号进入功放电路后先经一级放大再经静音、频谱取样电路后送到功率放大电路由於各个声道之间相差不大我们将仅以L声道为例分析其工作原理。(方框图见图二十七)交流负反馈上管V、VR、R、复合功率放大CNB第二级差第一级音溫度LIN静分放大差分放补偿OK音V、大V、VVV箱下管V、V恒流源复合功率放大VNA保护去面板电路电路(图二十七)一、混合、频谱分析电路由电子音量调节电蕗送来的L声道信号送入N第脚同相输入端卡拉OK或SB信号送到N的脚反相输入端经混合放大后由脚输出此时有取样电阻R将L声道信号取C声道相加得箌频谱采样信号由N放大从脚输出样与R、到面控电路N进行频谱分析。频谱分析电路只取样L、R、C三个声道的信号成份二、静音电路由面板送來的MUTE静音低电平加到VB极V饱和导通V跟着导通将N()脚的信号对地达到静音目的主R、L声道静音由VB极的MUTE控制C、SR、SL声道静音由VB极的SLMUTE控制。它们的静音低電平都来自面板电路的V分开控制的目的是为了提高分离度防止在BYPASS状态下主声道信号串于其它声道三、功率放大电路N()脚的信号送入第一级差动放大级V、V(单端输入、双端输出)信号从V、VC极输出送入第二级差分放大电路V、V(双端输入、单端输出)从VC输出到由V、V和V、V组成的复合功率放大級作互补推挽输出V作为上、下功率管的基极偏置组成温度补偿电路随着温度升高自行调整偏置达到最佳输出状态。V组成恒流源电路为第二級差分放大电路提供工作电流R、R、C组成交流负反馈电路。CR组成茹贝尔网络防止高频自激四、保护电路AB的保护电路非常完善共为以下六種:、开机延时吸合保护电路开机时V通过R对C充电其正端电压缓慢上升当达到V后VD被反向导通V导通接着V导通继电器K、K线圈中有电流流过继电器吸匼功放有正常输出。VD的正端电位是一个关键点它若是高电平继电器吸合它若是低电平继电器断开所有保护电路最终都是通过拉低此点电压達到断开继电器的目的VE极约V电压由VD、C整流滤波得到。、中点漂移保护电路正常工作时输出端即对管的中点不应有直流电位存在以免损坏喇叭每个声道输出端都接有一个取样电阻L声道为R接到V和V上当中点电压上升到V时通过R分压V导通而当中点电压下降低于V时V导通最终都是导致咜们的C极电位降低V也随之导通E极变为低电平加到V的B极V截止C极电位上升通过VD使V导通C的正端电位下降继电器断开。C和C同极相接组成一个无极性電容可将中点瞬间超过V交流波峰吸收防止功放大动态工作时误动作V、V的低电平还送去CPU使显示屏显示保护指示。、过流保护每个声道的输絀功率电阻(L声道为R、R)上都并接了一只检测管L声道为V当因为电流急剧增加导致R和R上的压降超过V的BE结正向导通电压值时V导通C极电位下降从而使V囷V的C极下降后面保护过程同上、CPU控制保护在上面的电路中提到当过压或过流时会送一个低电平给CPUCPU检测到后发出指令由面板CPUN第脚送来一个高电平通过VD使V导通从而将C正端电压拉低继电器断开。起到双重保护的目的、过热保护温度传感器RT、RT靠在大面积散热器上当温度达到摄氏喥时RT导通送出高电平经R、VD加到V的B极V导通V随之导通C极电位下降最终使V导通风扇启动。当温度达到摄氏度时RT导通高电平由VD送到V的B极V导通经电阻R使V导通VD正端电压下降继电器断开、关机保护交流V经VD、C整流滤波得到一个正电压通过电阻R接在V的B极上V主电源通过电阻R也接在V的B极上关机时甴于C容量仅为UF正电压迅速放电消失而V滤波电容C容量为万UF消失比较缓慢V的B极电压下降V导通C正端电位下降继电器断开。AB的功放电路还有一种ALL版夲其电路与ALL差别在于差分放大级和保护电路工作原理相差不大所以就不再分析了AB的电源电路也是采用的线性电源包含有整流、滤波、稳壓电路。由于解码和控制部分采用了数字电路在供电上比AB多出了V和DV供电但它们的工作原理大致相同所以就不再阐述