我一直坚持,好的耳机放大器不应该输出直流烧耳机单元,但这只是成品阶段。在实验阶段,没有人知道是否会出现故障,因为我在做实验的时候烧了很多炮灰耳机。虽然是炮灰,但后来烧不起来。这时,我意识到我必须做一个保护电路来保护 RMB。
市场上的许多耳机放大器都配备了保护电路,我通常没有,有很多客户非常担心,事实上,市场上绝大多数的保护电路都是无效的,因为触发电压是0.6V 左右,门限太高,扬声器没问题,但对耳机还是很危险的。
为了制作低门限保护电路,我参考了 ESP 项目:
https://sound-au.com/project175.htm本项目采用窗口比较器控制继电器。在本项目的基础上,我增加了门限恒压控制和故障显示功能。让我们用粗糙的手绘电路向您解释。这个电路非常适合 DIY,当然,如果你想保护电路本身免受故障,你也可以去我的商店购买成品或 PCB 板。
1)简单理解窗口比较器

一般来说,你可以把窗口比较器比作窗户,电压超过窗框的上边缘(Vref-H)和低于窗台(Vref-L)但音频信号的参考点 Vref 不在地板高度,而应设置在窗口的中心高度。当输出信号失衡导致直流偏移时,可能高于或低于 Vref,即 Offset V 和 Offset V-,如果门限电压会损坏耳机,所以我们需要做的是控制继电器断开输出连接,一旦直流电压超过门限。
二、设置窗口门限

可根据电阻分压原理设置一串电阻和可调电阻 Vref-H 和 Vref-L。
通常, Vref 直接输入信号直接输入GND 可以,但有时 BTL 输出中没有 Vref, 1/2VCC 作为参考电压,门限的实际参考部分是:二极管和3.3k 电阻和 5k 可调电阻。
无论 VCC 或大或小,门限参考调整范围始终在 ±0.7V在大多数情况下,我会设置在 60mV。
三、输入滤波器
由于保护电路检测到直流电压,信号输入仅通过低通滤波保留直流部分。

根据上述设置,DC_Offset 频率为0.3Hz,对于大多数耳机,过滤频率为 20Hz 以下没有问题,但市场上很多设备的响应频率都达到了 5Hz(虽然根本听不到),但尽量向下压缩,避免输出设备给出低频信号时误触。
4.7uF 电容可以是薄膜电容或电解电容。使用点解电容时,可以是极性或非极性电容,影响不大。
四、窗口比较器

上图显示了一个标准的使用 LM单通道窗口比较器393 双比较器,Vin 接入 DC_Offset,当输入直流超过门限时,Vout 为低电平,可理解为 NO, 在门限范围内YES。
10k 电阻是拉高 YES 输出电压。
五、故障检测显示

作为 ,这是一个简单的晶体管LED 开关电路,比较器输出 YES 时,LED如果 LED 不亮,说明通道输出直流超出设定范围,在实验中判断通道故障非常方便。
六、双通道和门控制

由于双通道信号继电器,需要两个窗口比较器分别检测每个通道的直流偏移,但只有一个继电器控制。此时,需要一个门逻辑电路来控制继电器。根据上图,无论哪个通道输出为 NO,继电器将关闭,只有两个通道同时输出 YES 只有继电器才能吸合。
如果只有一个通道故障,继电器将关闭,两个通道的输出将停止,但只有故障通道才会熄灭故障显示灯。
参与门逻辑的二极管建议使用开关二极管,反应会比较敏感。
1K 可调电阻可用于控制继电器通过的电流。实际使用时,应在无限输出时最大限度地调整电阻值,通电后调整组织,直至继电器吸合,测量 10欧姆电阻两端的电压,然后用欧姆定律简单计算继电器的电流,应与继电器标称的工作电流一致。
七、完整电路

完整的电路实际使用 LM339 四通道比较器与 LM393 功能性能一致,大部分原件采用贴片元件制造,整体模块尺寸控制相对较小(4cm x 5cm),双通道的集成可用于三维声两个通道,也可用于平衡单个信号通道的冷热输出。
唯一需要注意的是,当使用与放大器相同的电源时,如果信号输入输出连接到信号,则不需要连接 GND 可避免还地干扰。


感谢 Rod Elliott!