高保真音响电路与家庭影院音响系统

第一章 高保真音响电路基础 1
1.1 对高保真音响的技术要求 1
1.2 功率放大电路 9
1.2.1 功率放大电路的分类 9
一、按输出管工作状态分类 9
1. 甲类功率放大电路 9
2. 乙类功率放大电路 14
二、按电路的结构形式分类 16
1. OTL型功率放大电路 17
2. OCL型功率放大电路 23
3. DC型功率放大电路 29
4. CL型功率放大电路 34
5. ALA型功率放大电路 35
6. BTL型功率放大电路 36
7. 集成功率放大电路 41
1.2.2 功率放大电路的基本设计方法 44
1.3 前置放大电路 50
1.3.1 前置放大器的功能 50
1.3.2 对前置放大器的技术要求 51
1.3.3 唱片输入均衡电路 51
1.3.4 磁头输入均衡电路 56
1.3.5 话筒和线路输入放大电路 58
1.4 音调控制与音色处理电路 58
1.4.1 音调控制电路 58
一、衰减型RC音调控制电路 59
二、反馈型音调控制电路 66
三、衰减-反馈型音调控制电路 72
1.4.2 响度控制电路 75
一、人耳的听觉特性与等响度曲线 75
二、等响度音量控制的原理 76
三、等响度控制电路 77
1.4.3 多频段频率均衡电路 80
一、多频段频率均衡器的功能 80
二、多频段频率均衡器的工作原理 81
三、多频段频率均衡器的组成 83
1.4.4 降噪电路 87
一、静态降噪电路 87
二、动态降噪电路 89
三、杜比降噪电路 93
1.4.5 音色处理电路 95
一、电子混响电路 95
二、立体声和和环绕立体声 99
三、音响效果激励器 102

第二章 功率放大电路实例 107
2.1 OTL功率放大电路 107
2.1.1 优质50W OTL功放电路 107
2.1.2 用场效应管作输出的功放电路 108
2.1.3 用达林顿管作输出的纯乙类功放电路 109
2.1.4 低失真甲类OTL功放电路 111
2.2 OCL功率放大电路 112
2.2.1 结构最简的OCL功放电路 112
2.2.2 两级差放的OCL功放电路 114
2.2.3 全对称OCL功放电路 117
2.2.4 不用差分输入的OCL功放电路 119
2.2.5 优秀的国产精品功放XA8500 121
2.2.6 40W超级功放电路 123
2.2.7 东鹏P300功率放大电路 124
2.2.8 LHG-A757功放电路 126
2.2.9 新甲类功率放大电路 127
2.2.10 湖山AMP2X100J-01型功放电路 130
2.2.11 超级功放王D-200W模块内电路 131
2.2.12 场效应管全对称OCL功放电路 134
2.2.13 以场效应管作输出的功放电路 135
2.2.14 60W高保真功放电路 136
2.2.15 全对称高保真VMOS功放电路 137
2.2.16 三级差放的MOS管功放电路 139
2.2.17 60W场效应管功放电路 141
2.2.18 V MOS管优质功放电路 142
2.3 DC(直流)功率放大电路 144
2.3.1 电路简洁的直流功放电路 144
2.3.2 150W甲乙类直流功放电路 145
2.3.3 100W纯甲类功放电路 147
2.3.4 25W直流功放电路 148
2.3.5 采用三肯管的100W功放电路 150
2.3.6 绅士AM50纯甲类功放电路 152
2.3.7 50W超甲类功放电路 154
2.3.8 Hi-end后级功放电路 156
2.3.9 纯甲类直流功放电路 159
2.3.10 用菱形差动电路作输入级的功放电路 162
2.4 CL及ALA功放电路 164
2.4.1 全对称互补的超甲类CL功放电路 164
2.4.2 纯乙类CL功率放大电路 166
2.4.3 全线性无反馈功率放大电路 167
2.4.4 F-9300双超线性功放电路 173
2.5 BTL功放电路 176
2.5.1 桥式推挽功放电路 176
2.5.2 直流桥式功放电路 176
2.5.3 用菱形差动电路倒相的桥式功放电路 177
2.5.4 用HA1392组成的BTL功放电路 180
2.5.5 用LM1875组成的BTL放电路 183
2.6 集成功率放大电路 183
2.6.1 LM系列集成功放电路 183
一、通用低压功放电路LM386 183
二、LM中大功率集成功放电路 185
1. LM1875的特性及应用电路 187
2. LM1876的特性及应用电路 189
3. LM2876的特性及应用电路 189
4. LM3875的特性及应用电路 191
5. LM3875T/LM3876T的特性及应用电路 194
6. 新一代高性能功放电路LM3886 196
2.6.2 TDA系列集成功放电路 197
一、TDA2030/2030A、TDA2040/2040A 197
1. TDA2030/2030A的特性及应用电路 198
2. TDA2040/2040A的特性及应用电路 198
二、TDA15系列功放电路 202
1. TDA1514A的特性及应用电路 202
2. TDA1516/1518的特性及应用电路 205
3. TDA1519的特性及应用电路 207
4. TDA1521的特性及应用电路 207
5. TDA7294的特性及应用电路 208
2.6.3 HA系列集成功放电路 210
一、HA1392的特性及应用电路 210
二、HA1397的特性及应用电路 211
2.6.4 STK系列厚膜集成功放电路 213
一、STK465的特性及应用电路 214
二、STK4100/4200的特性及应用电路 219
三、STK4036X1~STK4048X1的特性及应用电路 227
四、STK3048和STK6153组成的功放电路 230
五、采用STK0100的100W功放电路 231
2.6.5 其它高性能集成功放电路 238
一、LM12集成运放电路的应用于 238
二、SHM1100Ⅱ大功率混合集成电路 241
三、SHM1120及其应用电路 242
四、SHM1150Ⅱ组成的功放电路 244
五、TM2001A组成的功放电路 244
六、TMOS150功率模块的应用 248
2.7 由集成电路推动的功放电路 250
2.7.1 由NE5532/NE5534推动的功放电路 251
一、采用浮动电源的功放电路 252
二、输出功率达70W的功放电路 252
三、简洁的30W功放电路 253
四、性能优良的120W功放电路 255
五、音色纯正的80W功放电路 256
六、80W甲乙类功放电路 257
七、BGW150功放电路 257
2.7.2 由μPC125H推动的功放电路 257
一、具有保护功能的50W功放电路 257
二、动态偏置的高保真功放电路 262
2.7.3 由μPC1342V推动的功放电路 265
一、由μPC1342V推动的功放电路 265
二、简洁的100W功放电路 266
三、带故障指示的直流功放电路 269
2.7.4 由AP500推动的功放电路 269

第三章 前置放大电路 276
3.1 分立元件的前置放大电路 276
3.1.1 纯甲类前置放大电路 276
3.1.2 中联F-9500A前置放大器 278
3.1.3 多功能前置放大电路 282
3.1.4 有音响控制的前置放大电路 286
3.2 集成电路前置放大电路 286
3.2.1 优质低噪声前置放大器 286
3.2.2 高精度唱机输入均衡电路 287
3.2.3 高音质前置放大器 288
3.2.4 多功能高保真前置放大器 290
3.2.5 带降噪电路的前置放大器 292
3.2.6 采用OP37的前置放大器 296
3.2.7 优质录放音前置放大器 296
3.2.8 采用TDA1602A的高档录放音电路 300
3.2.9 采用电子切换开关的前置放大器 306
3.3 多路输入前置放大电路 308
3.3.1 有四路输入的前置放大器 309
3.3.2 多路话筒输入放大器 311
3.3.3 8路AV输入混音台 312

第四章 音量及音调控制电路 320
4.1 音量及音调控制电路 320
4.1.1 晶体管音调控制电路 320
4.1.2 集成运放音调控制电路 322
4.1.3 晶体管衰减-反馈式音调电路 324
4.1.4 音调选择器电路 326
4.2 数字式音量电位器 328
4.2.1 数字电路组成的电位器 328
4.2.2 集成化数字电位器 331
4.2.3 HAD250A数字音量音调模块 333
4.3 音量音调控制集成电路 335
4.3.1 直流音量音调平衡控制IC-LM1035/36 336
4.3.2 具有立体声扩展功能的LM1040N 340
4.3.3 直流音量音调平衡控制IC TDA1524 342
4.3.4 直流音量音调平衡控制IC TA7630P 343
4.4 多频段图示均衡电路 344
4.4.1 由晶体管组成的均衡器电路 344
4.4.2 由集成运放组成的多频段均衡器 345
4.4.3 集成专用均衡器电路 348
一、TA7796的扩展应用 348
二、用LA3600组成的均衡器 350
三、用M5277组成的均衡器 353
四、七段厚膜集成均衡器STK6327A 354
五、参量式均衡器 356
4.5 电平显示与频谱分析电路 358
4.5.1 电平显示驱动电路 358
一、单路显示驱动电路 359
二、双路显示驱动电路 364
4.5.2 实时频谱显示电路 366
4.5.3 动态扫描式频谱显示器 371
4.5.4 有记忆功能的频谱显示器 376

第五章 降噪电路与音色处理电路 380
5.1 降噪电路 380
5.1.1 杜比B降噪电路CXA1100系列及其应用 380
5.1.2 杜比B降噪电路HA11226及其应用 381
5.1.3 杜比BC降噪集成电路HA12058及其应用 384
5.1.4 杜比BC降噪集成电路HA12091及其应用 387
5.1.5 飞利浦杜比BC降噪电路TEA0665N 390
5.1.6 用LM1894制作的高性能动态降噪器 392
5.2 音色处理电路 393
5.2.1 音频动态扩展器与听感激励器NE571 393
5.2.2 音质增强处理电路-BBE处理器 399
一、BA3884处理器及其应用 399
二、M2150AD处理器及其应用 401
三、XR1071处理器及其应用 403
5.2.3 多音效处理电路 405
一、μPC1891A的原理与应用 405
二、μPC1892的原理与应用 409
三、环绕声处理电路TA8173AP 412
5.2.4 数字延时电路M50系列及其应用 413
一、M50195及其应用 413
二、单片多功能数字延IC M50197 415
三、单片多抽头数字延时IC M50194AP 417
5.2.5 数字延时电路M65系列及应用 419
一、M65831及其应用 420
二、一体化数字延时电路M65839 421
三、新型数字延时电路M65844AP 422
5.2.6 音场效果处理器MS381 424

第六章 音箱的设计与制作调试 427
6.1 声音的基本特性 427
6.1.1 声音的产生和传播 427
6.1.2 声音的反射和绕射 427
6.1.3 声音的主要物理量及常用电声学名词 428
6.2 扬声器的技术参数及测试方法 429
6.2.1 扬声器的种类 429
6.2.2 扬声器的主要技术参数和测量方法 430
一、扬声器的主要技术参数 430
二、扬声器主要参数的测量方法 432
6.3 音箱的设计与调试 434
6.3.1 密闭式音箱的设计与调试 435
一、声电类比法设计密闭式音箱 435
1. 扬声器的选择 435
2. 给定音箱谐振频率的设计方法 435
3. 设箱体谐振频率为扬声器谐振频率n倍的设计方法 436
4. 给定音箱Qtc值的设计方法 436
二、利用Thiele/Small参数设计密闭式音箱 437
三、设计实例 438
四、密闭式音箱的调试 439
6.3.2 倒相式音箱的设计与调试 439
一、扬声器的选择 440
二、倒相式音箱的设计方法 441
1. 按照平坦的B4期望响应设计的方法 441
2. 非平坦响应的设计方法 442
3. 倒相管的设计计算 443
三、倒相式音箱的调试 444
1. 箱体损耗QL值的调整 445
2. 箱体容积的调整 445
3. 倒相管的调整 450
6.4 组合场声器系统的设计 452
6.4.1 对各频段扬声器的要求 452
6.4.2 分频器的设计制作 454
一、无源功率分频器的设计 454
二、确定分频频率和分频器衰减斜率 457
三、衰减器及阻抗补偿网络的设计 459
四、分频器的元器件选择和制作 460
五、电子分频器 461
6.4.3 扬声器在箱体上的安装方式与排列方式 463
6.4.4 箱体的制作工艺 466
6.4.5 音箱的整体调试 470
6.4.6 音箱设计举例 472
6.5 重低音音箱的设计制作 475
6.5.1 ASW带通式音箱简介 476
6.5.2 ASW带通式音箱的设计 476
6.5.3 设计举例 479

第七章 电源电路 480
7.1 桥式整流电路 480
4.1.1 桥式整流电路的工作原理 480
4.1.2 整流电源的滤波特性 485
7.2 晶体管稳压电源电路 488
7.3 集成稳压电源电路 491
7.3.1 集成稳压器的分类及特性 491
一、三端固定输出正稳压器 492
二、三端固定输出负稳压器 493
三、三端可调输出正稳压器 494
四、三端可调输出负稳压器 494
7.3.2 三端集成稳压器的工作原理 494
7.3.3 集成稳压器的主要技术参数 496
7.3.4 三端集成稳压器的应用 497
一、典型应用电路 497
二、改变输出电压极性的应用 497
三、提高输出电压的应用 498
四、扩展输出电流的应用 499
7.3.5 三端集成可调稳压器的应用 500
7.3.6 伺服式稳压电源 503
7.4 开关式稳压电源电路 506
7.4.1 开关式稳压电路的工作原理 506
7.4.2 中联F-2250型功放开关稳压电源 510
7.4.3 DNC-X50E音响专用开关电源 512

第八章 提高功放电路的性能 515
8.1 放大器的基本单元电路 515
8.1.1 单级放大电路的特性 515
8.1.2 射极输出器的特性 520
8.1.3 放大电路的基本组合形式 521
8.1.4 场效应管放大电路 523
8.2 提高放大器的电压增益 525
8.2.1 采用恒流源电路作负载 525
8.2.2 提高后级的输入阻抗 526
8.3 提高放大器的输入阻抗 526
8.3.1 采用负反馈提高放大器的输入阻抗 526
8.3.2 采用自举电路提高输入阻抗 527
8.3.3 用场效应管提高输入阻抗 529
8.4 改善放大器的频率特性 529
8.4.1 改善低频响应的方法 530
8.4.2 改善放大器的高频响应 531
8.5 降低放大器的噪声 532
8.5.1 影响放大器噪声的因素 532
8.5.2 低频电压放大级的低噪声电路设计 536
一、采用低噪声晶体管 536
二、采用直接耦合式输入电路 536
三、采用共射一共基电路 537
四、抑制电源波动的噪声干扰 538
8.6 降低放大器的失真 540
8.6.1 电压放大器的开环失真特性 540
一、失真度与工作频率的关系 540
二、对称式差劲动放大器的失真 540
8.6.2 低失真电压放大电路的选择 542
一、低失真小信号电压放大器 542
二、差动放大电路和对称互补式差动电路 543
三、菱形差动电路 543
四、互补推挽式电压放大电路 543

第九章 家庭影院音响系统 544
9.1 家庭影院Hi-Fi音响 544
9.1.1 家庭影院对音响系统的要求 545
一、AV系统与Hi-Fi系统的区别 545
二、从Hi-Fi发烧到AV发烧 546
9.1.2 几种常见的环绕声系统 549
一、杜比环绕声系统 549
二、杜比定向逻辑环绕声系统 549
三、THX系统 550
四、杜比数字环绕声(AC-3)系统 551
五、数字影剧院系统-DTS 551
六、动态数字环绕声系统-SDDS 552
9.2 杜比定向逻辑环绕声系统 554
9.2.1 杜比定向逻辑环绕声解码原理 554
9.2.2 杜比定向逻辑解码集成电路及其应用电路 555
一、杜比定向逻辑解码芯片-SSM2125/2126 559
二、三洋杜比定向逻辑解码芯片-LA2785 559
三、NJM2177A杜比定向逻辑环绕声解码器 566
四、三菱杜比定向逻辑解码芯片-M69032P 568
五、三菱芯片组件的杜比环绕声系统简介 571
六、雅马哈杜比定向逻辑处理芯片YSS215和YSS241 572
七、简单易制的杜比环绕声解码器 575
9.3 3D环绕声系统 579
9.3.1 SRS环绕声系统 579
一、SRS环绕声处理器-SRS5250S 580
二、SRS数字环绕声处理器-M62430FP 582
三、采用I2C总线控制的SRS处理器-SRSM62434 586
四、SRS处理芯片-YSS2178 588
9.3.2 ASR模拟环绕声处理芯片-YSS247 588
9.3.3 SPATIALIZER两声道环绕处理器 592
一、PZS739/740处理器 592
二、EMR4.0处理器 593
9.3.4 Qsound3D立体声环绕处理器 592
一、Qsound3D处理器简介 595
二、QX2010/2011及其应用 596
9.3.5 虚拟杜比环绕声系统 600
一、虚拟杜比环绕声的发展过程 600
二、虚拟杜比环绕声的基本原理 601
三、虚拟杜比环红声芯片QS7777PE及应用 601
9.4 家庭影院的超重低音系统 604
9.4.1 超重低音系统的作用 604
9.4.2 超重低音系统的组成 604
一、3D系统 605
二、超重低音的立体声重放 605
9.4.3 超重低音系统的实现 606
一、超重低音有源音箱电路 606
二、电子电路均衡型超重低音电路 608
三、有源低频失真修正电路 609
四、有源超低音补偿电路 611
五、双声道重低音电路 611
六、分频点可调的有源均衡型超低音电路 611
七、有源超低音音箱放大器电路 615
八、超重低音专用集成电路-MZ1812 615
九、超重低音专用芯片-M51134P 617
十、双声道重低音模块-TWH32 618
9.5 家庭视听室 621
9.5.1 建筑声学和房间的一般处理原则 621
一、房间几何尺寸对声音的影响 621
二、房间处理的一般原则 622
9.5.2 视听室的混响时间 623
一、赛宾的混响公式 623
二、艾润混响公式 623
三、温度和湿度对声能的影响 623
四、房间的平均吸音系数 624
五、视听室最佳混响时间 624
9.5.3 家庭视听室的吸音与隔音 625
一、吸音和吸音材料 625
二、家庭视听室的吸音处理 627
三、家庭视听室外的隔音处理 629
9.6 家用视听器材的组合配置 633
9.6.1 音箱选择要点 634
9.6.2 音箱的摆放 636
9.6.3 音箱与功放的配接 637
9.6.4 介绍一套高性价比的影音组合 638

主要参考文献 640