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它 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。
我参考了一个低门限的保护电路 ESP 一个项目:
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。这个电路非常合适 DIY,当然要想保护电路本身不出现故障,也可以到我家店铺买一件成品或者 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)不能通过,但音频信号的参考点 Vref 它不在地板的高度,而应设置在窗口的中央高度。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
根据电阻分压的原理,可以设置一串电阻和可调电阻 Vref-H 和 Vref-L。
一般情况下,会 Vref 直接输入信号 GND 可以,但有时候 BTL 输出中没有 Vref,此时,最左侧的两个等值电阻可以获得 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。
无论二极管是否提供恒定的可调范围 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,我会把它设置在里面 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 的频率为 0.3Hz,对于大多数耳机来说,滤波频率是 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 电容器可以是薄膜电容器或电解电容器,使用点解电容器时,可以是极性或非极性电容器,影响不大。
四、窗口比较器
上图显示了标准的使用 LM393 单通道窗口比较器双比较器,Vin 接入 DC_Offset,当输入直流超过门限时,Vout 可以理解为低电平 NO,在门限范围内 YES。
10k 为了提高电阻 YES 输出电压。
五、故障检测显示
这是一个简单的晶体管 LED 对比器输出开关电路 YES 时,LED 常量,如果 LED 如果不亮,则表示通道输出直流超过设定范围。在实验过程中,可以很容易地判断该通道出现故障。
六)双通道与门控制
由于采用双通道信号继电器,需要两个窗口比较器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,只有两个通道同时输出继电器 YES 继电器只能吸合。
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,电阻值应在无限输出时调整到最大,通电后调整组织,直至继电器吸入并测量 10欧姆电阻的两端电压,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
实际使用完整的电路 LM339 四通道比较器,它与 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,则不需要连接保护板电源 GND 还地干扰可以避免。
感谢 Rod Elliott!
正弦声学 耳机放大器输出保护电路 耳放专用高精度可调阈值保护板