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新型音频功率放大器信号检测控制电路的设计

摘 要节能环保的理念思想越来越深入到我们生活的各方面，目前的音频功率放大器在开机后，不管在有音频输入或无音频输入的状态下，均保持通电状态，使音频功率放大器在无信号输入的情况下长期耗电，缩短了寿命，甚至可能发生电器火灾危险，特别是在发烧音响设备中的音频功率放大器一般都是采用甲类功放的工作方式，甲类功放的工作方式下的功率放大器耗电很厉害。甲类功放在没有信号输入时的静态耗电非常大，整机的发热量也非常大。目前市场上用于音频功率放大器信号检测控制电路的基本上才是采用NE555组成的施密特电路翻转，通过继电器控制音响设备的工作电源从而达到自动关机的目的，该方案具有一定的局限性，不能有效隔离外部干扰信号。本设计方案是应用单片微机的方式配合外围电路软硬件相结合，控制方式灵活对音频功率放大器的开关机都是采用小电流控制大电流的间接控制方式，稳定可靠成本更低廉。
【关键词】施密特电路 静态耗电 干扰信号 间接控制方式
1 控制方案的设计思路
在本控制方案中新型音频功率放大器信号检测控制电路（以下简称控制电路）主要是控制交流220V音频功率放大器的电源，接收输入到功放的信号源、接收音频功率放大器用户开关机信号，并对输入信号进行处理，如图1所示。
2 系统控制电路的设计
系统的控制电路由电源电路、信号采集电路、单片机信号处理三部分组成。
（1）电源电路采用传统的小功率变压器把220V的交流电转变成9V的交流电，然后经过桥式整流滤波电路变成直流12V的电压，该12V电压用于信号采集电路工作电源；12V的直流电源再通过低压差的HT7550稳压芯片输出稳定在5V电压提供给单片机芯片工作。其电路原理图如图2所示。
（2）信号采集电路是采用两级信号放大和光耦隔离的方式最大程度的减少功率放大器和控制核心芯片直接的干扰。如图3所示，P2为信号输入端，音频信号通过C15耦合到三极管Q2放大，放大后的信号由光电耦合器传递到Q3进行二次放大并把该信号输出到单片机的检测芯片引脚。
（3）单片机信号处理部分是对采集的音频信号进行分析判读的关键部分，芯片的工作电压是5V，S1是功放的开关机按键，LED1是功放接通电源的指示灯。KT是输出控制继电器的信号，而经过大后的音频信号输入到单片机的P00/INT0引脚，如图4所示。
3 系统软件设计
（1）在本项目中对输入的音频信号进行采样分析是关键所在，音频信号的频率范围是20HZ～20KHZ，一般情况下采样频率至少是被测频率的一倍以上。这就决定了我们采样的频率不得低于40KHZ。程序框架图5如下。
（2）单片机程序对输入的两种信号进行设别判断，当开关按键按下时单片机检测到该信号后直接开启功放的电源，并且同时启动定时器计数当时间超过3分钟仍然没有检测到音频信号的输入（无信号超时 ），那么单片机会发出关闭功放电源的指令；如果3分钟内有音频信号输入单片机将计数器清零。
4 结束语
该新型音频功率放大器信号检测控制电路研发成功并以应用在功放成品上实际使用效果良好。
参考文献
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[5]呂艳，张兴鲁，孙秋花，王学俊.基于Proteus的单片机原理及应用实验教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（32）.
作者简介
饶光洋（1981-），男，硕士学位。广东省南雄市人。电子工程师、高级技师。主要研究方向为自动化控制技术、单片机的应用技术。
作者单位
广东工程职业技术学院 广东省广州市 510520
电子技术与软件工程2017年12期
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