专利名称：小型有源重低音音箱的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型是小型有源重低音音箱的电路，属于小型重低音音箱用声频放大电路的改进技术。
DVD在不断降价，一般DVD机内有杜比AC-3解码器，将经过杜比AC-3编码处理的双声道信号解码为5.1声道前左，前右，前中置，后左，后右5个全频道及一个重低音声道。这个重低音声道最高频率为120HZ，不算一个完整的声道，所以俗称5.1声道。由于各声道信号的分离度较高，比用矩阵式移相技术，把经杜比定向逻辑编码的双声道分离成4路信号的重现环绕声效果要好。
公知的高档次的功率放大机都有相应接驳5.1声道的功能。本设计者在专利申请号99 2 36270.9中提出的用于小型重低音音箱的环绕声处理装置，能把经杜比定向逻辑编码的双声道分离成4～5路信号，和4～6个音箱配套组成有环绕立体声效果的有源小音箱系统，但是仍未有接驳5.1声道的功能。其他有源小音箱系统，更没有具备这个功能。
本实用新型的目的在于提供一种小型有源重低音音箱的电路，应用了该电路的小型有源重低音音箱与左右声道扬声器，环绕声道扬声器，再与中置声道扬声器配套组成有源小音箱系统，可以和DVD机的5.1声道输出配套，由于具备有环绕声处理电路，还可以充分发挥VCD，SVCD光碟的双声道输出功能，在不大的房间内，用较低的价钱，就可以组成小型家庭影院。该实用新型的用户，无论现在已使用DVD，或将来购买DVD代替VCD，都不用更换该套有源小音箱系统。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到一种小型有源重低音音箱的电路，包括有6个声道音频放大电路，其中有一对是前左右声道音频放大电路(1)，(2)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K1)和(K2)，其转换开关的第一组选择接点(K1-1)和(K2-1)分别连接6声道输入插座中的前左右声道信号输入插座J1，J2，该放大电路的输出连接通向前左右声道扬声器SP1，SP2的输出接口；有一对是环绕声道音频放大电路(4)，(5)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K4)和(K5)，其转换开关的第一组选择接点(K4-1)和(K5-1)分别连接6声道输入插座中的环绕声道信号输入插座J4，J5，该音频放大电路的输出连接通向环绕声道扬声器SP4，SP5的输出接口；有1个是中置声道音频放大电路(6)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K6)，其转换开关的第一个选择接点(K6-1)连接6声道输入插座中的中置声道信号输入插座J6，该音频放大电路的输出连接通向中置声道扬声器SP6的输出接口；有1个是重低音音频放大电路(3)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K3)，其转换开关的第一个选择接点(K3-1)连接6声道输入插座中的重低音声道信号输入插座J3，该音频放大电路的输出连接到安放在本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3。这6声道输入插座连接DVD机或电脑多媒体声卡的5.1声道输出，就可以播放经过杜比AC-3编码处理的节目。
上述6个声道音频放大电路(1)～(6)的输入分别通过6刀双择转换开关(K1)～(K6)中的第二组选择接点(K1-2)～(K6-2)连接环绕声处理装置的输出，其中(K1-2)，(K2-2)连接环绕声处理装置中的声场扩展电路(7)的运算放大器g4，g3的输出端，(K4-2)，(K5-2)连接装置中的后环绕声处理电路(9)的输出，后环绕声处理电路(9)的输入连接声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端，(K6-2)连接装置中的声场扩展电路(7)的运算放大器g1的输出端，(K3-2)连接低频网络电路(8)的输出，低频网络电路(8)的输入连接装置中的声场扩展电路(7)的运算放大器g1的输出端，该环绕声处理装置的输入通过双连音量调节电位器VR2和转换开关KB连接立体声信号输入插座。
该组输入插座是用来接驳音箱外的立体声信号源，例如VCD，SVCD，LD以及DVD的立体声道输出接口。
在上述的技术解决方案中，环绕声处理装置包括有立体声声场扩展电路(7)，后环绕声输出电路(9)和低频网络电路(8)。本设计者在专利申请号99 2 36270.9中提出的用于小型重低音音箱的环绕声处理装置里有介绍。它应用了现代较新的声场扩展技术和模拟环绕声处理技
如下图1本实用新型小型有源重低音音箱的电路的原理框图；图2本实用新型小型有源重低音音箱的电路的线路图图3本实用新型所在的小型有源重低音音箱与两个立体声道扬声器，两个环绕声道扬声器，以及1个中置声道扬声器组成的有接驳5.1声道功能的，有环绕声效果的有源小音箱系统图。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述
图1为原理框图包括有6个声道音频放大电路，其中有一对是前左右声道音频放大电路(1)，(2)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K1)和(K2)，其转换开关的第一组选择接点(K1-1)和(K2-1)分别连接6声道输入插座中的前左右声道信号输入插座J1，J2，该放大电路的输出连接通向前左右声道扬声器SP1，SP2的输出接口；有一对是环绕声道音频放大电路(4)，(5)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K4)和(K5)，其转换开关的第一组选择接点(K4-1)和(K5-1)分别连接6声道输入插座中的环绕声道信号输入插座J4，J5，该音频放大电路的输出连接通向环绕声道扬声器SP4，SP5的输出接口；有1个是中置声道音频放大电路(6)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K6)，其转换开关的第一个选择接点(K6-1)连接6声道输入插座中的中置声道信号输入插座J6，该音频放大电路的输出连接通向中置声道扬声器SP6的输出接口；有1个是重低音音频放大电路(3)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K3)，其转换开关的第一个选择接点(K3-1)连接6个声道输入插座中的重低音声道信号输入插座J3，该音频放大电路的输出连接到安放在本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3。上述6个声道音频放大电路(1)～(6)的输入还可以分别通过6刀双择转换开关(K1)～(K6)中的第二组选择接点(K1-2)～(K6-2)连接环绕声处理装置的输出。
图2为线路图其中(K1-2)，(K2-2)连接环绕声处理装置中的声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端，即该声场扩展电路(7)的左右声道输出，(K4-2)，(K5-2)连接装置中的后环绕声处理电路(9)的输出，后环绕声处理电路(9)的输入连接声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端，(K6-2)连接装置中的声场扩展电路(7)中的运算放大器g1的输出端，(K3-2)连接低频网络电路(8)的输出，低频网络电路(8)的输入连接装置中的声场扩展电路(7)中的运算放大器g1的输出端，该环绕声处理装置的输入通过双连音量调节电位器VR2，左右平衡调节电位器VR1和转换开关KB连接立体声信号输入插座。
前左右声道音频放大电路(1)，(2)由双连音量调节电位器VR3，双声道音频功率放大集成电路IC1及外围电阻R16，R17，电容C14～C18组成，IC1的正负电源接脚7，5及接地接脚3，8分别和电源(10)连接，IC1的双声道输入接脚9，1分别通过电容C15，C14，双连音量调节电位器VR3连接到转换开关(K1)和(K2)，IC1的输出接脚6，4连接通向前左右声道扬声器SP1，SP2的输出接口。
环绕声道音频放大电路(4)，(5)由双连音量调节电位器VR5，双声道音频功率放大集成电路IC3及外围电容C19～C29组成，IC3的电源及接地接脚10，4，7分别和电源(10)连接，IC3的双声道输入接脚1，6分别通过电容C20，C19，双连音量调节电位器VR5连接到转换开关(K4)和(K5)，IC3的输出接脚12，8通过电容C28，C29连接通向环绕声道扬声器SP4，SP5的输出接口。
中置声道音频放大电路(6)由音量调节电位器VR6，音频功率放大集成电路IC4及外围电阻R18，R19，外围电容C30～C37组成，IC4的电源及接地接脚12，7，3分别和电源(10)连接，IC4的输入接脚5通过电容C37，音量调节电位器VR6连接到转换开关(K6)，IC4的输出接脚2，11连接通向中置声道扬声器SP6的输出接口。
重低音音频放大电路(3)由音量调节电位器VR4，音频功率放大集成电路IC2及外围电阻R14，R15，外围电容C10～C13组成，IC2的电源接脚7，5及接地接脚3分别和电源(10)连接，IC2的输入接脚1通过电容C10，音量调节电位器VR4连接到转换开关(K3)，IC2的输出接脚4，6连接安放在本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3。
上述环绕声处理装置中的声场扩展电路(7)包括有运算放大器b1，b2，h1，g1，g2，g3，g4，频率补偿网络F1，其中运算放大器b1，b2分别构成跟随电路，运算放大器h1为减法器，g2构成反相电路，b1的输入端与右声道输入信号R连接，b2的输入端与左声道输入信号L连接，b2的输出端与h1的反相输入端连接，b1的输出端与h1的同相输入端连接，h1的输出端与F1的输入端连接，F1的输出端经过电位器VR7与g2的输入端连接，运算放大器g1的输入端分别与b1，b2的输出端连接，g3的输入端分别与b2的输出端，g2的输出端以及通过电位器VR8与g1的输出端连接，g4的输入端分别与b1的输出端，通过电位器VR8与g1的输出端以及通过电位器VR7与F1的输出端连接，g3，g4的输出端分别与转换开关中的第二组选择点(K1-2)，(K2-2)以及后环绕声处理电路(9)的输入连接；g1的输出端与低频网络电路(8)以及转换开关中的第二组选择点(K6-2)连接。
环绕声处理装置中的后环绕声处理电路(9)包括有运算放大器d1，d2，h2，频率补偿网络F2，F3，延时电路Y1，其中d1，d2为跟随电路，h2为减法器，d1，d2的输入端分别与声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端连接，d1的输出端与h2的反相输入端连接，d2的输出端与h2的同相输入端连接；频率补偿网络F2的输入端与h2的输出端连接，F2的输出端与延时电路Y1的输入端连接，Y1的输出端与F3的输入端连接，F3的输出端与转换开关中的第二组选择点(K4-2)，(K5-2)连接。
低频网络电路(8)包括有运算放大器a1，a2及外围电阻R1～R13，外围电容C1～C9组成，其中R1的一端与声场扩展电路(7)中g1的输出端连接，R1的另一端通过电容C1与a1的正输入端连接，a1的负输入端连接R4，C2，R4的另一端连接a1的输出，C2的另一端连接地，C4，C5，C8，R6，R7，R8，R9组成低通网络，a1的输出通过电容C3，低通网络与a2的正输入端连接，a2的负输入端通过电容C8与R8的一端连接，a2的输出连接转换开关中的第二组选择点(K3-2)。
在6个声道音频放大电路里，采用了市场上容易购买的功率放大集成电路，供选用的功放集成电路品种很多，每款集成电路的厂家都提供相应的外围线路和技术资料，不同的集成电路会有不同的电阻，电容数值和连接方式，是购买该集成电路就可以使用的公知技术。当选用的集成电路功率增益不够大时，可以在集成电路的输入前增加一级前置放大电路，前置放大电路是成熟的公开技术，这里不再介绍了。
本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3口径是4～7英寸，可以有1～2个，箱体内宽与低音扬声器SP3的口径相吻合，因此重低音音箱较小型。
本实用新型使用时，将其置于小型重低音音箱内，使各声道音频放大电路的输出和其余相应的扬声器连接，接通电源，则开始工作。当6刀双择转换开关中的(K1)～(K2)选择第一组接点(K1-1)～(K6-1)时，各声道音频放大电路分别连接输入的5.1声道信号，各信号分别通过VR3～VR6的音量调节，经过放大后输往相应的扬声器SP1～SP6，得到方位很清楚的三维环绕立体声场。
当6刀双择转换开关中的(K1)～(K2)选择第二组接点(K1-2)～(K6-2)时，各声道音频放大电路的输入分别连接环绕声处理装置的输出，经过放大后输往相应的扬声器SP1～SP6，得到模拟三维环绕立体声场效果。
环绕声处理装置工作时，外接的立体声源如电脑多媒体和VCD由立体声信号输入插座输入，经过转换开关KB和电位器VR1和VR2输向声场扩展电路(7)。声场扩展电路(7)中的右声道信号R和左声道信号L分别进入运算放大器构成的跟随电路b1，b2，b2输出的L信号和b1的输出信号R同时输入由运算放大器构成的减法电路h1，R信号输入h1的正输入端，L信号输入h1的负输入端，h1的输出为R-L信号。(一个由运算放大器构成的电路，把输入的右声道信号R和左声道信号L相减，得出R-L信号)，该R-L信号通过频率补偿网络F1，使R-L中使人耳有环绕感觉的成份加强，再经过电位器VR7成为f(R-L)。该f(R-L)信号经过反相电路g2成为f(L-R)。同时，b2输出的信号L和b1的输出信号R同时输入到g1，g1的输出为R+L信号。(一个运算放大器，把输入的右声道信号R和左声道信号L相加，得出R+L信号)。另外，b1输出的R信号，h1经过F1，电位器VR7输出的f(R-L)，和g1经过电位器VR8输出的n(R+L)信号同时输入到g4，其中n是因为经过了电位器VR8调节，g4输出R+f(R-L)+n(R+L)，因此右声道输出信号R′为R+f(R-L)+n(R+L)。此外，b2输出的L信号，反相电路g2输出的f(L-R)，和g1经过电位器VR8输出的n(R+L)信号同时输入到g3，g3输出L+f(L-R)+n(R+L)，因此左声道输出信号L′为L+f(L-R)+n(R+L)。这两路输出信号分别输向转换开关中选择的第二组接点(K1-2)，(K2-2)和后环绕声处理电路(9)。其中经(K1-2)，(K2-2)的信号，输向音频放大电路(1)，再输向外接的左右声道扬声器SP1，SP2，可得到近似3维环绕立体声场的效果。
后环绕声处理电路(9)中，由g4输出的R′和g3输出的L′信号同时输入到h2，h2的输出L′-R′信号，该L′-R′信号通过频率补偿网络F2，延时电路Y1，频率补偿网络F3，变成有模拟后环绕信息的信号，该信号输向转换开关中选择的第二组接点(K4-2)，(K5-2)，再经过音频放大电路(4)，(5)，输向外接的环绕声道扬声器SP4，SP5，使聆听者明显感觉到被声场包围声场扩展电路(7)中运算放大器g1的输出R+L信号被引出输向转换开关中选择的第二组接点(K6-2)，再经过音频放大电路(6)输向外接的中置声道扬声器SP4，其作用是把人的对话声定位在中间。
g1的输出R+L信号同时被引出输向低频网络电路(8)的输入，低频网络电路(8)中的低通道滤波网络把R+L信号中的低频成份取出，加以提升，输向转换开关中选择的第二组接点(K3-2)，再经过音频放大电路(3)，输向重低音扬声器SP3，其作用是增强低音效果。
在图3中，本实用新型所在的小型有源重低音音箱11与两个立体声道扬声器SP1，SP2，两个环绕声道扬声器SP4，SP5，以及1个中置声道扬声器SP6组成的有接驳5.1声道的功能，有环绕声处理功能的有源小音箱系统。图中12是最佳聆听位置，13是电视机。
由本实用新型配套组成的有源小音箱系统，除了可以和DVD机的5.1声道输出配套外，还具备有环绕声处理装置，可以连接VCD，SVCD，LD机或电脑的输出，组成小型家庭影院，成本低廉，容易普及大众。
权利要求1.一种小型有源重低音音箱的电路，其特征在于包括有6个声道音频放大电路，其中有一对是前左右声道音频放大电路(1)，(2)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K1)和(K2)，其转换开关的第一组选择接点(K1-1)和(K2-1)分别连接6声道输入插座中的前左右声道信号输入插座J1，J2，该放大电路的输出连接通向前左右声道扬声器SP1，SP2的输出接口；有一对是环绕声道音频放大电路(4)，(5)，该放大电路的输入分别连接6刀双择转换开关中的(K4)和(K5)，其转换开关的第一组选择接点(K4-1)和(K5-1)分别连接6声道输入插座中的环绕声道信号输入插座J4，J5，该音频放大电路的输出连接通向环绕声道扬声器SP4，SP5的输出接口；有1个是中置声道音频放大电路(6)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K6)，其转换开关的第一个选择接点(K6-1)连接6声道输入插座中的中置声道信号输入插座J6，该音频放大电路的输出连接通向中置声道扬声器SP6的输出接口；有1个是重低音音频放大电路(3)，该放大电路的输入连接6刀双择转换开关中的(K3)，其转换开关的第一个选择接点(K3-1)连接6个声道输入插座中的重低音声道信号输入插座J3，该音频放大电路的输出连接到安放在本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3。
2.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于上述6个声道音频放大电路(1)～(6)的输入分别通过6刀双择转换开关(K1)～(K6)中的第二组选择接点(K1-2)～(K6-2)连接环绕声处理装置的输出，其中(K1-2)，(K2-2)连接环绕声处理装置中的声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端，(K4-2)，(K5-2)连接装置中的后环绕声处理电路(9)的输出，后环绕声处理电路(9)的输入连接声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端，(K6-2)连接声场扩展电路(7)中的运算放大器g1的输出端，(K3-2)连接装置中的低频网络电路(8)的输出，低频网络电路(8)的输入连接声场扩展电路(7)中的运算放大器g1的输出端，该环绕声处理装置的输入通过双连音量调节电位器VR2和转换开关KB连接立体声信号输入插座。
3.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于电路中的前左右声道音频放大电路(1)，(2)由双连音量调节电位器VR3，双声道音频功率放大集成电路IC1及外围电阻，电容组成，IC1的电源接脚及接地接脚分别和电源(10)连接，IC1的双声道输入接脚分别通过电容，双连音量调节电位器VR3连接到转换开关(K1)和(K2)，IC1的输出接脚连接通向前左右声道扬声器SP1，SP2的输出接口。
4.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于电路中的环绕声道音频放大电路(4)，(5)由双连音量调节电位器VR5，双声道音频功率放大集成电路IC3及外围电容组成，IC3的电源及接地接脚分别和电源(10)连接，IC3的双声道输入接脚分别通过电容，双连音量调节电位器VR5连接到转换开关(K4)和(K5)，IC3的输出接脚通过电容C29，C28连接通向环绕声道扬声器SP4，SP5的输出接口。
5.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于电路中的中置声道音频放大电路(6)由音量调节电位器VR6，音频功率放大集成电路IC4及外围电阻，电容组成，IC4的电源及接地接脚分别和电源(10)连接，IC4的输入接脚通过电容，音量调节电位器VR6连接到转换开关(K6)，IC4的输出接脚连接通向中置声道扬声器SP6的输出接口。
6.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于电路中的重低音音频放大电路(3)由音量调节电位器VR4，音频功率放大集成电路IC2及外围电阻，电容组成，IC2的电源接脚及接地接脚分别和电源(10)连接，IC2的输入接脚通过电容，音量调节电位器VR4连接到转换开关(K3)，IC2的输出接脚连接安放在本电路所在的音箱内的重低音扬声器SP3。
7.根据权利要求2所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于上述环绕声处理装置中的声场扩展电路(7)包括有运算放大器b1，b2，h1，g1，g2，g3，g4，频率补偿网络F1，其中运算放大器b1，b2，分别构成跟随电路，运算放大器h1为减法器，g2构成反相电路，b1的输入端与右声道输入信号R连接，b2的输入端与左声道输入信号L连接，b2的输出端与h1的反相输入端连接，b1的输出端与h1的同相输入端连接，h1的输出端与F1的输入端连接，F1的输出端经过电位器VR7与g2的输入端连接，运算放大器g1的输入端分别与b1，b2的输出端连接，g3的输入端分别与b2的输出端，g2的输出端以及通过电位器VR8与g1的输出端连接，g4的输入端分别与b1的输出端，通过电位器VR8与g1的输出端以及通过电位器VR7与F1的输出端连接，g3，g4的输出端分别与转换开关中的第二组选择点(K1-2)，(K2-2)以及后环绕声处理电路(9)的输入连接；g1的输出端与低频网络电路(8)的输入以及转换开关中的第二组选择点(K6-2)连接。
8.根据权利要求2所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于上述环绕声处理装置中的后环绕声处理电路(9)包括有运算放大器d1，d2，h2，频率补偿网络F2，F3，延时电路Y1，其中d1，d2为跟随电路，h2为减法器，d1，d2的输入端分别与声场扩展电路(7)中的运算放大器g4，g3的输出端连接，d1的输出端与h2的反相输入端连接，d2的输出端与h2的同相输入端连接；频率补偿网络F2的输入端与h2的输出端连接，F2的输出端与延时电路Y1的输入端连接，Y1的输出端与F3的输入端连接，F3的输出端与转换开关中的第二组选择点(K4-2)，(K5-2)连接。
9.根据权利要求2所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征在于上述低频网络电路(8)包括有运算放大器a1，a2及外围电阻，电容，其中电阻R1的一端为本低频网络电路(8)的输入，与声场扩展电路(7)中g1的输出端连接，R1的另一端通过电容C1与a1的输入端连接，a1的输出端通过电容C3，低通网络与a2的输入端连接，a2的输出端连接转换开关中的第二组选择点(K3-2)。
10.根据权利要求1所述的小型有源重低音音箱的电路，其特征是本电路所在的音箱内的重低音扬声器口径在4～7英寸。
专利摘要本实用新型公开了一种小型有源重低音音箱的电路,包括有6个声道音频放大电路,分别是一对前左右声道音频放大电路,一对环绕声道音频放大电路,1个中置声道音频放大电路,1个重低音音频放大电路,电路的输出连接相应的扬声器和音箱内的重低音扬声器。该6个放大电路的输入连接6刀双择转换开关,经过转换开关和相应的输入插座连接DVD机或电脑的5.1声道输出,就可以播放经过杜比AC－3编码处理的节目。该6个放大电路的输入也可以经过转换开关,连接电路内包含的环绕声处理装置的输出,通过环绕声处理装置连接VCD机或电脑的输出,把经杜比定向逻辑编码的双声道节目或普通的双声道节目播放出模拟环绕立体声的效果。
文档编号H04R1/20GK2395486SQ9923662
公开日2000年9月6日 申请日期1999年7月16日 优先权日1999年7月16日
发明者林智文 申请人:林智文