1、高品质有源音箱2.0 有源音箱从外形看二个音箱体积完全一致，内部扬声器系统也完全一致，其中一只称之 主箱，另一只称只为副箱，主音箱内部嵌入了电源、前置和功率放大系统，副音箱内只有扬声器系统，使用主音箱送来的音频功率信号推动扬声器。2.1 有源音箱则是两个完全对称的高音音箱和一个内置功放系统的重低音箱。一、 电路工作原理1.前置音调放大电路的工作原理 图 1 为集成运放音调控制电路（包括有 MP3 电源电路和放大电路）。图 1 前置放大电路SW 是一个两档两位的自锁转换开关，用于切换外接音源信号和内置 MP3 读卡器信号，（由于内置的 MP3 读卡器输出的信号通常都比 DVD 机输出的信号弱，因
2、而加一级放大再输入到前置放大级）。输入信号首先经过主音量电位器 RP1 调节，后经 1R3 耦合到运算放大器进行第一次放大，放大后的信号输出至反馈型音调电路进行音调处理（本电路采用 RC 衰减反馈式音调电路）。电 路中 1RP2 是低音控制电位器，1RP3 是高音控 制电位器，当 1RP2、1RP3 的滑动点均位于上端时，低音受 1R1 和 1R5 的一次衰减，高音因 1R3 支路的负反馈受到一次衰减，而中音则同时受到 1R1、1R5和负反馈的两种衰减，形成了高低音的提升。当 1RP1 有滑动点由上向下逐渐移动时，低音则受到逐渐增大的 1RP1 的阻抗的进一步衰减，同时低音负反馈也将逐渐起作
3、用并一步步增大。当 1RP1 的滑动点移至最下端时，低音受到最大的衰减，且反馈达到最深，而中、高音则仍维持原有的衰减量和反馈量不变，这就形成了低音的最大衰减。当 1RP2 的 滑动点由上而下逐渐移动时，高音受到逐渐增 大的 1RP2 的阻值的衰减，同时又受到 C6 支路的逐渐增大的负反馈作用。当 1RP2 移至最下端时，高音受到最大衰减，且负反馈达到最深，这就形成了高音的最大衰减。经音调处理后的信号由 1C11 输出。2.卡拉 OK 电路的工作原理图 2 是卡拉 OK 电路的原理 图。话筒信号经运算放大器放大后由 2RP1 进行话筒音量调节。经音量控制后的信号输入到由 PT2399 和外围元件
4、组成旳卡拉 OK 音效处理电路进行混响处理，经处理后的信号再经一级运算放大器进行放大，最后输出信号分成两路，分别输出到反馈型音调控制电路中的运算放大器的反相输入端与音乐信号混合。 3.电源电路图 3 是电源电路原理图。功放电路和前置放大电路使用对称电源。变压器输出的交流电压经桥式整流、电容滤波后输出功放工作主电压。由 3Q1 组成的单管串联型稳压电源电路输出+12V 前置工作电压，由 3Q2 组成的单管串联型稳压电源电路输出- 12V 前置工作电压。图 3 电源电路 图 2 卡拉 OK 电路4.功率放大电路本功放采用 OCL 放大电路，用运算放大器取代了传统的差动放大电路输入级。这种电路的优点
5、是无零点漂移，工作稳定，开机无冲击，输出功率可以做到很大。电路中 4Q1 组成温度补偿电路，4Q2 和 4Q3 是复合管的推动管，4R18和 4C6 是反馈网络。电容 4C2 用来抑制高频噪声干扰，4C6 和 4C7 是滞后补偿电容，用来防止高频自激，电阻 4R19 和电容 4C8 组成一容性负载，以抵消扬声器的部分感性负载，防止信号突然变化时出现较高的瞬间电压。功放做更大功率输出时，选用耐压更高的运算放大器，直接用功放电压供电。二、PCB 印制线路板图 5 是功放 PCB 图，图 6 是前置音调 PCB 图，图 7 是话筒 PCB 图。功放板在 PCB 制图时 功放管尽量用复合元件，以满足不
6、同功率时功放管的选择，这里PCB 是 TO-220 和 TO-3P 两个封装设计， 适用于 TIP41、TIP42 对管和 2SA1941、2SC5198 对管。对于小功率三极管，在设计电路之前应确定型号, 根据三极管的脚位排列顺序设计线路板，避免三极管在安装时三个电极交叉，体积较大的元件要确定外形尺寸，避免在安装时因为体积过大而无法与别的元件同时安装。散热器固定在 PCB 板上，并能可靠接地且与电源绝缘。图 4 功率放大电路三、主要元器件参数1.三极管（见表 1 ) 表 1 几种三极管的参数型号 封装 VCBO VCEO VEBO IC IB PC Tj2N5401 TO-92 -160V
7、-150V -5V -600mA -100mA 625mW 1502N5551 TO-92 160 180 6V 600mA 100mA 625mW 150TIP42(PNP) TO-220 -40V -40V -5V -6A -2A 65W 150TIP41(NPN) T0-220 40V 40V 5V 6A 2A 65 W 1502SA1941(PNP) T0-3P -140V -140V -5V -10A -1A 100W 1502SC5198(NPN) T0-3P 140V 140V 5 V 10A 1A 100W 1502.集成电路：电路用双运算放大器 4558 做小信号放大，数字环
8、绕混响音效处理集成电路采用 PT2399。外形图和引脚图如图 8 所示。图 8 集成电路实物功能、排列3.变压器：规格是 66*32，表 2 是变压器的基本参数。(如不用 MP3 读卡器可不用单 9V 绕组）表 2 变压器的参数绕组 空载电压 负载电压 负载电流ACV ACV初级 0220V21V 18V 1. 5A0V次级 21V 18V 1. 5A9V 7.5V 0.35A0V注：变压器初级与外壳的绝缘电阻：500VDC7M。4.散热器 ： 这里用的散热器的规格是 133*18mm (宽度 * 厚度），长度是根据功率大小需要确定这里用 50mm。散热器外形与孔位加工如图 9。图 9 散热器
9、外形与孔位加工图四、元器件安装在 PCB 板焊接前先对元器件进行一次全面检测，确保所使用的元件品质性能正常。手工焊接技巧：焊接前用有机片做一块大小、形状和 PCB 板一样大小的有机板。元器件的安装从低到高，从小到大（先安装体积小元器件，后安装体积大的元器件）。跳线的安装：将所有跳线插好，盖上有机片，用夹子夹上（这样在焊接时所有元件也不会掉,而且元器件平整)。电阻全部插好，盖上有机片，用夹子夹上，再反过来焊接（1/4W 电较多，焊接时可以先从右边开始焊），将方便焊接的引脚全部焊好后将长的元件引脚剪掉，再焊接另外的部分，直到全部焊好。按这样的方法从低往高依次焊接。焊接 时，焊点一定要饱满，焊点与焊
10、点之间不能有连锡，元件安装一定要平整，能贴着的元件一定要紧密贴着线路板，这样可避免在外力触碰时损坏 PCB 的铜箔走线。电容安装方法同上。电位器安装，所有电位器一定要插到底，这样就可以使全部电位器的调节轴在一条直线上，电位器焊好后，所有电位器的外壳接地，目的是尽可能地减少外界干扰，印制线路板在 PCB 设计时专门做了电位器接地焊盘。用锉刀或刀片在电位器的金属外壳上刮去适当大小的氧化层（可在电位器焊接前也可以焊接后），焊上焊锡，将五个电位器的外壳用一条镀锡线焊好，最后焊到印制线路的接地焊盘上。散热器安装，安装前将固定功放管旳螺丝孔位加工好，各孔的水平间距为印制板各功放管的排列的间距，垂直间距按选
11、用功放管的引脚长度 适当选取，要求功放管固定在散热上后，管脚可以焊接到印制线路板上。用不同的螺丝固定功放管则加工的螺丝孔径也不同，如果用直径为 3mm 的自攻螺丝固定功放管，加工出来的孔径要小于 3mm，可用 2.5mm 的钻头，如果是用直径为 3mm 的螺丝固定功放管，加工出来的孔径要大于或等于 3mm，可用 3mm 以上的钻头。安装功放管时在功放管散热片和散热器之间涂上导热硅脂垫上绝缘云母片。五、电路调试 1.功放板的调试功放电路工作在大电压大电流，一旦有错极易造成元器件的损坏，因而调试功放板借助保护装置来进行，确保元器件的安全，保护装置可按图 10 的示意图制作。将电源板与功放板连接好，
12、功放板不接负载，用保护装置的电源输出插座给电源供电，断开保护开关，接通电源，如果保护装置的灯泡不亮，说明电路不存在短路故障，可接通保护开关；如果灯泡亮，则说明电路存在短路故障，此时应对电路进行检查，排除故障。检查各元件是否有插错插反，电源输入插座及相关线路是否焊锡短路或铜箔短路，检查相关供电铜箔是否存在短路，功放管性能是否良好。检修完成后通电试机，电源保护灯泡不亮说明故障排除。图 10 保护装置制作作示意图（1）万用表调试：确认功放板正常后，不接负载，接通电源，用手触摸功放管散热器微温，用数字万用表直流电压 200mV 档测量输出中点电压，只要元器件安装正确，性能良好，中点电压很容易控制在合适
13、的范围内。测量 4R16 或 4R17 上两端电压降，正常值应当 在 1317mV 之间，这时输出级相应的静态电流应为4050mA。4Q2 - 4Q3 基极之间的电压应为 2V 左右。纯电阻负载调试：静态时的直流工作点调试由于未接负载，可能会出现与实际工作情况不符的现象，可将功放输出端接入 810 的电阻作负载，重复上述调整过程并使之符合各项要求。（2）示波器调试：有条件的话可以用示波器配合信号发生器进行调试。信号发生器的频率调到 1KHz，将信号接到前置放大电路的信号输入端，主音量调到最大位置。功放输出 端接上 810 的电阻作负载，示波器探头接到功放输出端，反复细微调节 4RP2，观察示波
14、器上的输出波形。示波器输出波形如图 11。如果波形出现切顶失真，就回调电位器，调到临界输出失真时放缓调整速度，直到波形圆润有峰顶，此时功放板处于最大输出不失真状态。2.前置板的调试(1)前置音调部分的调试：将前置音调板与一块正常的功放板连接好，接入音频信号，将主音量调到最大位置，先试听高低音调。如果是专业试音碟，可选择一首低音丰富的歌曲进行试听，先将低音电位器调到最小位置，再慢慢往上调， 听低音提升效果，直到电位器调到最大位置，细听输出的声音，如果在调节低音电位器的时候，声音低沉浑厚，反复上下调节时低音提升或衰减明显，说明低音电路正常。选择一首高音明显的曲目来试听高音，方法同低音试听一样，如果
15、在 调节高音电位器的时候，音质有改变，高音调到最大时输出清脆尖细有力，而且在反复上下调节时高音提升或衰减明显，说明高音电路正常。图 11 功放输出波形图(2)卡拉 0K 部分的调试：卡拉 0K 电路的调试重点在混响时间的调整。调节PT2399 的 6 脚接地电阻阻值可改变混响延时时间，一般以听到渐弱连续的 7 个回声为标准。在调试时，可以用一个可调电位器，将滑动中点与两个固定脚中的任意一个短路，一端接 PT2399 的 6 脚，一端接地，然后调整电位器，听到有7 个回声时停止调节，然后测量电位器此时的电阻值，再找一个相近阻值的电阻焊接上就可。安装好的成品板和外观图如图 12、13 所示。图 1
16、2 安装好的成品板前置音调 OK 板六、常见故障1.无输出：无输出时说明功放板工作不正常， 检查变压器的次级交流电压，桥椎整流输出电压，前置12V 工作电压，功放管的工作电压，如果各电压均正常，可手握镊子干扰功放板的信号输入端，如果有干扰信号输出，说明功放板工作正常，故障在前置板。可以由后往前逐级用镊子干扰，判断故障位置。2.单边输出：单边输出的话说明工作电压正常，将有输出的一边的音箱断开，只接无输出的一边， 用干扰法在功放输入端输入干扰信号，如果无干扰输出，说明故障在功放级，检查功放部分的各元件是否安装正确，有无虚焊脱落，相关铜箔有无断裂。如果有干扰输出，说明功放板工作正常，故障在前置级，可
17、逐级干扰，判断故障部位。3.音调失真：音调失真都是由元器件变值引起的，如果两个声道同时失真，那就是音调部分的元件同时用错了。重点检查音调部分的元件。4.OK 无输出：将话筒插入到话筒插座里，用干扰法从话筒信号通路的后级往前级输入干扰信号， 找出故障部位。常见的有 PT2399 性能不良，稳压二极管损坏，4558 不良。5.0K 自激： OK 自激大都是因 PT2399 的外围电容器件不良引起，可以代换法进行检修。6.无混响：只是无混响说明话筒信号通路正常，重点检查 PT2399 和外围电路元器件。7.混响时间短：先检查混响电位器是否正常，如果电位器正常，再检查PT2399 的 6 脚和所接电阻，是否有虚焊或断裂，如果均正常，可适当改大PT2399 的 6 脚所接电阻的电阻值。
