功放机原理及检修

AV功放原理与维修讲座(1)

第一讲 概 述

编者按 为了帮助广大电子爱好者了解、掌握AV功放的电路结构、工作原理和维修特点，本刊特约有关作者编写了“AV功放原理与维修”的讲座，拟就AV功放的前置处理电路、卡拉OK电路、杜比定向逻辑解码器、DSP和SRS声场处理电路、荧光屏显示与驱动电路、频谱均衡控制与显示电路、电源电路、遥控与微电脑控制电路、功率放大电路的原理与AV功放维修方面的问题与大家交流。欢迎广大读者关注并参与探讨。

AV功放，又称AV放大器，在家庭影院中，起着接驳AV器材、切换视听节目、调节声场模式、控制各声道音量、音调等功能，是音频、视频（AV）组合电路的控制中心。

AV功放是在高保真（Hi－Fi）功放的基础上发展起来的。在高保真功放的前置电路中增设视频选择、处理和声场处理电路，再配以相应声道的功率放大电路，就构成了基本的AV功放。它与高保真功放有许多相似之处：(1)发烧理念相同。AV功放与高保真功放在设计上都要求简洁至上、布线考究，以避免信号在处理的过程中产生不必要的失真或降低整机信噪比等多项指标。其实，高档的AV功放中一般都设计了专门的Hi－Fi放大通道，使AV功放既能用来组建家庭影院又兼顾了对纯音乐的高保真播放。(2)部分电路相同。高保真功放中采用过的前置处理电路中的音量控制、音调控制、等响度控制等电路同样适用于AV功放。(3)电源要求相同。AV和Hi－Fi 功放的电源均要求输出功率有足够的余量、纹波系数要尽量小，以满足大动态、低噪声的播放要求。(4)机体结构相似。AV功放常常仿照高保真放大器的模式，制作成前/后级分体式结构，在前级完成预处理的各项工作，后级着重完成功率放大等功能，以求达到很高的指标要求。当然，大多数是做成合并机，在一台机器里面同时完成信号选择，处理控制和功率放大等全部工作。 由于AV功放是视听中心，是结合视与听的音响电路，所以，与高保真功放又有较大的差别。除电路形式外，更有工作特性等本质上的区别。我们知道，Hi－Fi功放只要求对信号实现高保真放大，所以输出功率不一定很大，但要求信噪比很高，一般可超过100dB，频率响应甚至超过20Hz～20kHz(±0.5dB)，对谐波失真度的要求很严格，起码小于0.01％，动态范围也要大，并对音色、音场定位、解晰力等各方面都有很高的要求。而AV功放的工作重点是配合视觉效果营造出理想的听音环境，创造逼真的方位感、临场感和震憾感。一般而言，人们在观看电影碟片时，多把注意力集中在故事情节、视觉效果及语言对白方面，而对背景音乐的细微部分并不十分留意。因此，AV功放的设计侧重点更在乎于表现对白的清晰度和视听环境的大动态“爆棚”效果，还原或模拟出声画合一的声场定位，制造出“静如鬼寂，动若雷鸣”的声场氛围。这样，不但要求AV功放频率范围尽量宽广、失真度小、信噪比高、瞬态特性好，音质、音色优美动听等等，而且更注重声压级：即在低失真度的前提下，保证足够大的输出功率，高档AV功放前置主声道的额定功率一般在80W以上，以满足电影院107dB声压级的要求。

为了实现上述影院效果，通常的AV 功放一般由音/视频输入选择、前置处理、声场解码处理、功率放大和电源等五部分电路组成。其电路原理方框如附图所示。为方便操作，现在的AV功放在此基础上又增加了微电脑（CPU）处理、遥控功能和显示部分。随着卡拉OK活动的日益普及，国产的AV功放普遍都增设卡拉OK电路；为适应不同层次的消费群体，有的AV功放还增加了均衡调节电路或收音调谐等电路，如湖山AVK300、奇声AV－3000、先驱M990等AV功放。

附图中，输入选择电路用来对信号源的音/视频进行同步选择，现在常见的家用视频信号源有DVD、LD、VCD、SVCD影碟机和录像机等，并对视频信号进行增强隔离等处理后输出，当然也可选择输入CD、MD、录音磁带、调谐等纯音乐信号源。

声场解码处理电路则对输入选择电路过来的音频信号进行环绕声场解码或模拟声场处理。该部分电路是AV放大器的核心，电路非常复杂，工作任务也极为繁杂，需对压缩的信号进行解压缩，或对编码的信号进行解码，或对普通立体声进行模拟或数字处理，从而还原或产生出具有环绕感、临场感的声场效果。常见的声场处理电路有杜比定向逻辑环绕解码器、杜比数字（AC－3）解码器、DSP处理器、SRS处理器，及其它THX、DTS、CS－5.1等数字或模拟的声场处理电路。

前置处理电路则用来对声场解码处理电路产生的各声道信号和Hi－Fi直通信号进行选择、控制等预处理。这部分电路包括前置放大和音量、音调、平衡、静音等控制电路以及音乐与卡拉OK信号的混和放大电路；对于带显示功能的AV功放，还在这部分电路中设置了音频取样电路，即对信号的幅度、频率等状态信息进行取样，供CPU（或逻辑电路）进行状态判断和显示驱动。在实际的AV功放中该部分电路变化多端，各有千秋，内容十分丰富。现在，高档AV功放中的前置处理电路已开始向数字化、智能化、集成化方向发展。

功率放大电路则对从前置处理电路送来的各声道信号进行功率放大，推动扬声器工作。其电路结构一般是根据声场处理电路的输出声道数来决定的，如声场处理电路是杜比AC－3 5.1解压缩电路或带有AC－3接口，则功率放大电路中必需有五路以上的功放电路（超重低音可用有源音箱）；如果只有SRS处理电路，则只需两路功率放大电路就够了。所以在各种AV功放中该部分电路的配置各具特色。不过，各放大器也不外乎两种模式：即由分离元件组成的OCL对称推挽功率放大器和集成（或厚膜）的中功率放大块。由于OCL功率放大器工作稳定，且很容易实现大功率输出，所以一般用于主声道和中置声道，而集成功率块则多用于环绕声道。

卡拉OK电路虽然是AV功放中附加的功能电路，但一般都是比较考究的。现在的AV功放中基本都采用了数码延时混响电路作为卡拉OK电路的核心，以获得许多不同延迟时间的反射声束，模拟出歌剧院、广场、溶洞等等的空间效果，使歌声变得丰满圆润、优美动听；有的AV功放为追求更完美的效果，还增加了谐波激励电路、跟唱功能电路，甚至还添上了升/降调处理电路，使AV功放的卡拉OK效果接近或达到专业水平，如奇声战神系列AVK－4000、天逸AD－6000。

红外遥控、微电脑处理电路、显示电路，主要用来对整机实施智能化控制和方便人机对话。该部分电路以微处理器为核心，可实现对输入选择电路、前置处理电路、声场处理电路、功率放大电路、电源和卡拉OK电路等进行控制，并驱动显示屏或指示灯进行状态显示。其工作原理与VCD、DVD 、录像机等AV家电中的微处理电路是一样的。

在电源电路中，为确保AV功放中各电路均处于最佳的工作状态，避免互相干扰、降低整机性能，一般是把各功能电路进行分开供电，数字电路与模拟电路隔离供电。在中、高档AV功放中还将左右主声道的功率放大器放在一起供电，其它各功率放大器另用一组电源进行单独供电，以兼顾播放纯音乐信号。为实现家庭影院中的震憾效果，电源电路中普遍采用了环形变压器（环牛）、超大容量电容滤波器，以求降低电源的内阻，提高效率。

在以后的各期讲座中，我们对上述各部分电路将进行详细的原理分析和维修引导，在这里不作赘述。

AV功放原理与维修讲座(2)

第二讲 输入选择与前置处理电路

张晓中

输入选择与前置处理电路属于AV功放机的前级部分，它前与音响信号源相连，后与功率放大部分相接。一般来说，面板上绝大多数的按键与旋钮操作功能的实现，都与此部分的电路有关，故此部分电路可称为“音响控制中心”。其比较典型的电路方框图如图1所示。

一、输入选择电路

AV功放的输入选择电路，主要是用于连接多路音响信号源，如TAPE、LD、CD、VCD、DVD等等，并实现多选一的操作。对于输入选择电路来说，它既能方便地实现控制多路音源信号输入切换，又能同步地控制视频信号输入切换。大多数普及型AV功放机只设置有多路音源输入信号切换功能。一般来说，输入选择电路按连接信号源的多少可分为四选一、五选一、六选一等等；而按连接控制方式则可分为以下几类：

1．机械式波段开关选择控制 这种控制方式最简单、经济，早期在普及型机中使用较多。但是，由于存在机械触点使用寿命短、易于老化而影响音质等因素，现在一般很少采用。目前有些波段开关经过特殊处理后，性能得到很大提高，但同时成本也提高了，因此仅在少部分高档机型中才用到。

2．继电器选择控制 这种控制方式可更好地控制输入分离度，整机的输入性能很好，但使用成本高，也仅在极少量的高档机中才用到。

3．数字式电子摸拟开关IC选择控制 这种控制方式因其电路简单又易于实现智能化控制，输入性能好，在AV功放中用得比较多。如CD4052、TC9164、M52471、

LC78211、TDA1029等集成电路。图2所示就是采用CD4052作音频输入

选择、用ROHM公司的BA7612N作视频输入选择、由单片CPU或数字触

发电路实现控制的输入选择电路原理图。CD4052为双四选一电子摸拟开

关，BA7612N为三选一电子摸拟开关（也可全部关断输入）；Lin1～Lin4

为多路左声道音频输入，Rin1～Rin4为多路右声道音频输入，单片CPU

或数字触发电路发出控制信号，经过AB控制线控制选择后，由Lout（左

声道）、Rout（右声道）输出音频信号；Vin1～Vin3为视频多路输入，

经过AB控制线控制选择后，由Vout输出视频信号或关断输出。显然，

该电路可实现四路音频输入切换及三路视频输入同步切换。

二、前置处理电路

前置处理电路的主要作用是：将输入的较弱的电信号进行电压放大，并对重放声音的音量、音调和立体声状态等进行调控。故它应包括输入放大、音调、音量、响度、平衡控制等电路，如图1所示。有时还加入一二种低通或高通滤波器电路。随着卡拉OK的流行，现在的AV功放一般还增加有一级卡拉OK信号与左右主声道信号的混合放大电路。

1.输入放大电路 输入放大电路主要起输入缓冲隔离和放大作用。图3为采用高性能双通道运算放大集成电路为中心的同相输入放大电路。该电路目前在普及型AV功放中用得比较多，其特点是：增益控制简单、噪声小、双通道一致性好、电路简洁，安装、调试方便；并且输入阻抗高、输出阻抗低，一般适合与衰减式音调控制网络或衰减式音量控制器配用。图中C1、C4为输入输出耦合电容，R1为同相端输入偏置电阻，其取值较大（一般为47～100kΩ），因IC1的同相端输入阻抗极高，因此电路输入阻抗近似等于R1。R3、C3为负反馈网络，R2为负反馈电阻，C2为隔直电容，电路的放大增益近似由R3、R2决定，约为1＋R3/R2，调整R2或R3即可改变电路增益。目前，有些普及机在该电路同相输入端前面加入电位器作音量控制用，将衰减式音量控制器与输入放大电路相结合；也有些普及机在上述基础上，将卡拉OK信号同时接入该电路的反向输入端，使得输入放大电路与混合放大电路直接合二为一；这样一来就可以达到简化电路的目的。此时，必须注意的是，电路的增益的计算并不全由R3、R2决定，一定要结合卡拉OK信号电路的输出阻抗计算才对。

2.音调控制电路 音调控制电路的作用主要是为了满足听音者自己的听音爱好，通过对声音某部分频率信号进行提升或者衰减，使整个的声场更加符合听音者对听觉的要求。一般音响系统中通常设有低音调节和高音调节两个旋钮，用来对音频信号中的低频成分和高频成分进行提升或衰减。比较高档的音响设备中多采用多频段频率均衡方式，以达到更细致地校正频响的效果。

高低音调节的音调电路，根据其在整机电路中的位置，可分为衰减式、负反馈式以及衰减负反馈混合式音调控制电路三种。这种电路一般使用高音、低音两个调节电位器；但在少数普及型机中，也有用一个电位器兼作高低音音调控制电路的。

图4所示为负反馈式高低音调节的音调控制电路。该电路调试方便、信噪比高，目前大多数的普及型功放都采用这种电路。图中C1、C2的容量大于C3，对于低音信号C1与C2可视为开路，而对于高音信号C3可视为短路。低音调节时，当W1滑臂到左端时，C1被短路，C2对低音信号容抗很大，可视为开路；低音信号经过R1、R3直接送入运放，输入量最大；而低音输出则经过R2、W1、R3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而低音提升最大；当W1滑臂到右端时，则刚好与上述情形相反，因而低音衰减最大。不论W1的滑臂怎样滑动，因为C1、C2对高音信号可视为是短路的，所以此时对高音信号无任何影响。高音调节时，当W2滑臂到左端时，因C3对高音信号可视为短路，高音信号经过R4、C3直接送入运放，输入量最大；而高音输出则经过R5、W2、C3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而高音提升最大；当W2滑臂到右端时，则刚好相反，因而高音衰减最大。不论W2的滑臂怎样滑动，因为C3对

中低音信号可视为是开路的，所以此时对中低音信号无任何影响。普及型功放一般都使用这种音调处理电路。使用时必须注意的是，为避免前级电路对音调调节的影响，接入的前级电路的输出阻抗必需尽可能地小，应与本级电路输入阻抗互相匹配。

图5所示为衰减式高低音调节的音调控制电路。电容C1、C2的容量大于电容C3、C4；对于高音信号C1与C2可视为短路，而对于低音信号则可视为开路；C3与C4对于高音信号可视为短路，而对于中低音信号则可视为开路，具体原理分析读者可自行参考图4的情况分析。

图6所示为衰减负反馈混合式高低音调节的音调控制电路。低音输入衰减网络由R1、R2、W1左臂、C1组成，低音负反馈网络由R6、R3、W1右臂、C2组成；高音输入衰减网络由R1、R4、W2左臂、C3组成，高音负反馈网络由R6、R5、W2右臂、C3组成；C1、C2、C3的作用与图2中的完全一样。电路原理分析读者亦可自行参考图4的情况分析。

目前，许多中高档AV功放电路中都采用了专用音调控制IC，如M62411FP、TDA7315、TDA7449等。图7所示的AV功放电路，使用了TDA7449，其内部含有高低音调节电路，它通过I2C总线由单板CPU输入控制数据来调节音调，高、低音调节范围均为±14dB，调节步进台阶为2dB每级；该电路外接元件少，控制简单、精确。

3.音量、响度补偿、平衡控制等电路 常用的音量控制方式是信号衰减式，由电位器来完成。通过调节信号的衰减量，改变扩音系统输出功率的大小，从而使扬声器重放出来的声音强弱得到调节，实现音量控制。现在AV功放中一般都使用步进式双联同轴电位器作主声道音量控制。为实现遥控，也有采用双联马达电位器的。在中高档机中则使用数字式电子音量控制的较多，通过可360度全方位旋转的脉冲电位器或按键与单片CPU来控制专用音量IC，达到控制音量的目的。

响度补偿控制，是为了弥补人耳在音量小时对声音的低频域及高频域的听觉灵敏度下降的缺陷，而自动改变放大器频响的一种电路。常用方法是将特定的阻容网络接入音量电位器的抽头中共同构成响度控制，调节音量时使高、低音的提升量自动变化。图8为普及型功放常采用的响度控制电路，当音量电位器关小且开关SW接通时，电位器W的上半部分与C1构成并联高音提升网络，而电位器下半部分电阻与C2、R并联构成中高频衰减网络，也就是低音提升网络。这样就起到了等响度补偿作用。当SW接到断开位置时，响度补偿则取消。

平衡控制电路是通过校正左右声道的增益差来调节左右声道的音量差别，达到校正声像偏移的目的。图9为普及型功放常采用的一种控制方式，仅使用一个线性电位器。当滑动臂位于中心位置时，两声道输出幅度相等（设定两输入幅度相等），每个声道的插入损耗均为3dB。当滑动臂滑向任一顶端时，一个声道的强度增加3dB左右，而另一个声道的强度则变得很小，甚至变为零，这样就实现了左右平衡控制。这种电路要求使用的电位器阻值较高，一般为47～100kΩ，阻值变化规律相对于中点具有对称性。在中高档AV功放中则大多采用电子平衡控制电路，如图7所示的TDA7449其内部含有电子平衡控制电路，通过单片CPU输入控制数据来调节左右平衡量，能在－80～0dB范围内以1dB每级的变化量调节左右声道的平衡变化。

AV功放原理与维修讲座(3)——第三讲 卡拉OK电路

杨成

早期的卡拉OK电路较为简单,主要由话筒放大电路和音乐信号混合电路组成。以后又增加了以BBD延时器件为核心的混响电路。90年代中期,随着音频数字信号处理技术的迅速发展,卡拉OK领域内的音频处理技术也得到了长足的进步,新一代的数码延时芯片的信噪比、失真度、频响和动态范围的指标均在BBD延时芯片之上,因此很快便在各类音响器材中得到了广泛的应用。如今,卡拉OK已成为AV功放等音响器材的必备功能。 图1是目前AV功放中常见的卡拉OK核心电路的原理。

【分类号】：TN722.75

【DOI】：cnki:ISSN:1003-0522.0.2000-04-008

【正文快照】：

早期的卡拉OK电路较为简单,主要由话筒放大电路和音乐信号混合电路组成。以后又增加了以BBD延时器件为核心的混响电路。90年代中期,随着音频数字信号处理技术的迅速发展,卡拉OK领域内的音频处理技术也得到了长足的进步,新一代的数码延时芯片的信噪比、失真度、频响和动态范围的指标均在BBD延时芯片之上,因此很快便在各类音响器材中得到了广泛的应用。如今,卡拉OK已成为AV功放等音响器材的必备功能。 图1是目前AV功放中常见的卡拉OK核心电路的原理①话筒放大电璐:很晌处理电路:应电路产生的高频噪音对地短路,可进一步提高信噪比。 …