1237喇叭保护电路图
VT1和VT2为L声道功率输出管（即功放对管），它们中点输出的音频电流经继电器接点送至扬声器（音箱）。VT3、R3、R4、R1、R2组成过流保护电路。R1和R2为检测电阻，用来检测功率输出管的输出电流，这两个电阻的阻值非常小，仅为0.25Ω／5W。功率放大电路正常工作时，R1或R2的电压较小，不足以使VT3导通。
当功率输出级出现过流（如音量过大或输出端短路）时，功率输出管的发射极电流明显增大，使R1或R2两端电压升高，经R3、R4分压后，使VT3导通，其集电极电压下降，从而使VT6也导通，VT6集电极输出高电平，经R11、R12输送到CPU的PRO端口，CPU检测到这一高电平后，立即从MUTE（静音）端口输出高电平，使VT7饱和，C5迅速放电至0V，VT8与VT9组成的复合管截止，继电器释放，断开音箱，从而有效地保护了扬声器和功放管。
R5、R6、C2及C3组成低通滤波器，当功率放大电路工作正常时，左、右声道输出端的直流电压均为0V，C2、C3上直流电压也是0V，VT4、VT5截止，不影响电路的工作情况。一旦功率放大电路出现故障而导致中点的直流电压偏离0V时，C2、C3两端便出现正或负的直流电压，VT4或VT5导通，VT6也跟着导通，其集电极输出高电平，送到CPU的PRO（保护）端口，CPU立即从MUTE（静音）端口输出高电平，使电路进入保护状态。
集成式多功能型保护电路常以集成块μPC1237为核心构成，μPCI237是日电公司推出的扬声器专用保护集成块，它内含过载检测、直流检测、触发器、锁存／自动复位开关、关机检测、电源接通静音、继电器驱动等电路。该集成块的工作电压范围为25V～60V，它可以直接利用功率放大器的正电源。当功率输出级出现过流、中点电压偏离0V时，它都能立即做出反映，释放继电器，断开扬声器与功率放大电路的连接，使扬声器得到保护。
如图所示为采用μPC1237芯片的保护电路，图中仅画出左声道电原理国，右声道结构与之相同，该电路具有扬声器输出保护、功率输出级过载保护、交流电开路检测保护、开关机静噪保护等多种保护功能。
1237喇叭保护电路图（三）
图4是集成式多功能型保护电路原理图，接通电源后，+45V电压经R16向8脚供电，在8脚建立3.4V的电压，该电压经R15对7脚外部的C5充电，经过t=R15&TImes;C5&TImes;In（3.4-2.06）／3.4=2.056（s）后，7脚电压达到2.06V，此时继电器驱动电路工作，继电器吸合，这样就避免了开机瞬间的浪涌电流对扬声器的冲击。
VT1和VT2为R声道功放对管。
R声道的过流检测电路由R1、R2、R3、R4、VT3等元件组成。正常工作时，R1或R2上的电压较低，不足以使VT3导通。当功率输出级出现过流时，R1或R2两端的电压会升高，并使VT3导通，进而使VT4也导通，VT4集电极输出高电平送至μPCI237的1脚，使1脚电压超过0.67V，μPC1237进入保护状态，继电器释放，音箱脱离电路。
各声道功率输出级中点送来的直流电压从2脚输入，当各声道工作正常时，2脚直流电压为0V，保护电路不动作。当任何一个声道出现故障而导致中点电压偏离0V。时，2脚电压就会高于0.62V或低于-0.17V，μPCI237进入保护状态，继电器释放，音箱脱离电路。
当保护电路动作后，继电器驱动电路停止工作，6脚变为高电位（接近继电器供电电压），VD6导通，VT6也导通，并输出低电平送至CPU的检测端，CPU检测到这一低电平后，立即进行静音控制，输出静音（MUTE）电压，经VD4、R14使VT5导通，进而使VT4也导通，输出高电平到1脚，使电路锁定在保护状态。
由于功放机的主电源滤波电容容量很大，其上电压又较高，故关机后，放电比较缓慢，导致继电器未能快速释放，从而使扬声器会受到关机电流的冲击。为了避免这种现象，在μPC1237内部设了关机检测电路。当关机后，4脚电压立即下跌，使关机检测电路工作，μPC1237快速释放继电器。
1237喇叭保护电路图（四）
UPC1237喇叭保护线路（带LM12耳放线路）电路如下图所示：
1237喇叭保护电路图（五）
uPC1237扬声器保护电路图
uPC1237由单电源供电，工作电压范围为25v～60v，通常直接利用功放的正电源+Vcc作为电源。继电器线圈电压为直流24v，因⑥脚继电器驱动端极限电流为80mA，在继电器得电吸合时，⑥脚电压约为0v，如果Vcc平均电压》24v，必须串入降压限流电阻R12，使继电器和集成电路都不致过流发热损坏，R12的阻值、功耗与Vcc平均电压的对应关系见表1。发烧友可根据自己功放的vcc平均电压值查表1确定R12。
uPC1237⑦脚是电源接通延时端，由R7、c3参数确定开机静音时间，即通电后，待功放电路达到平衡稳定时，延时电路再让继电器触点接通扬声器。这样可以彻底消除开机通电冲击噪声，增大c3或R7可延长开机静音时间。
uPC1237⑧脚是电源端，最高极限值为8v。当Vcc不同时，R8的阻值相应不同，可查表1确定。
uPC1237④脚是交流断电检测端，用于功放关机静音。当功放电源开关关断时，变压器次级交流电压立即消失，c2小容量电容经④脚内阻快速放电，④脚电压迅速下降，内部电路控制继电器动作，将功放输出端与扬声器断开，防止断电后过渡过程中功放输出端零电平在失去平衡时对扬声器的电流冲击（即关机冲击噪声）。④脚最高极限电压为10v，当被监测的功放电源变压器次级绕组AC电压值不同时，分压限流电阻R6的取值相应不同，过大过小均会使扬声器保护电路不能正常工作，Ac交流电压与R6阻值对应关系见表2。
uPC1237②脚是功放输出端直流偏移检测端，功放输出端直流偏移电压过大，会使扬声器音圈中流过的直流电流过大，音圈动态范围变小，声音失真，同时音圈因过热很易损坏。为保护扬声器，由②脚监测功放输出端直流电平，一旦功放输出端正或负偏移电压超过设定的阈值时，uPC1237内部电路使继电器释放，将扬声器从功放输出端断开，达到保护扬声器的目的。如图电路功放输出端正偏移阈值为1．24v，负偏移阚值为-1．04v。
uPC1237①脚是过流检测端。左、右声道过流检测L—E端、R—E端分别接分立元件功放左、右声道末级NPN放大管发射极电阻，射极电阻上电压会因输出电流增大而上升，当输出平均电流超过功放或扬声器的额定电流值时，射极电阻上的电压达到扬声器保护电路所设定的过流阈电压，T1、T3或其中之一导通，引起T2导通，Vcc电压经T2、R9、R11加至①脚，只要流人①脚电流超过110uA，内部过流保护电路将使继电器释放而断开扬声器，实现扬声器过流保护目的。图中L—E、R—E过流检测阀电压为0.67v。对集成电路功放，末级功放管射极电阻很少有接出，可考虑省去过流检测功能，只需把①脚接地即可。
uPC1237③脚是扬声器保护电路工作方式选择端。把③脚直接接地为自动复位工作方式，即在保护电路动作、继电器断开扬声器后，若功放电路恢复正常，继电器能自动恢复接通扬声器。把③脚经0．022uF电容接地为锁存工作方式，即继电器一旦动作断开扬声器，即使功放电路恢复正常，继电器仍继续保持断开状态，直到电源开关关断一次后再次接通为止。无论哪种工作方式，扬声器保护电路功能不变，图中及本文提到的uPC1237参数均为锁存工作方式。
代换IC技巧，让PCB电路设计更完美！（附7大PCB布局原则）
（EDA365陆妹整理）
在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候，下面就来分享一下代换IC时的技巧，帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。
一、直接代换
直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。
其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同，还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数（或主要特性曲线）、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
1、同一型号IC的代换
同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成PCB电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放ICLA4507，引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注（色点或凹坑）方向不同：没有后缀与后缀为“R”，的IC等，例如M5115P与M5115RP。
2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换
这种代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部PCB电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放ICLA1363和LA1365，后者比前者在IC第5脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。
一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及PCB电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数可以直接代换。但也少数特例，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC；数字是4558的，8脚的是运算放大器NJM4558，14脚的是CD4558数字PCB电路；故二者完全不能代换。所以一定还要看引脚功能。
有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命名的产品，还有为了提高某些参数指标而改进的产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380与uPC1380可以直接代换，AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。
二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围PCB电路，改变原引脚的排列或增减个别元件等，使之成为可代换的IC的方法。
代换原则：代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近；代换后不应影响原机性能。
1、不同封装IC的代换
相同类型的IC芯片，但封装外形不同，代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如，AFTPCB电路CA3064和CA3064E，前者为圆形封装，辐射状引脚：后者为双列直插塑料封装，两者内部特性完全一样，按引脚功能进行连接即可。双列ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同，引脚和散热片正好都相差180度。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装，9、10脚位于集成PCB电路的右边，相当于AN5620的散热片，二者其它脚排列一样，将9、10脚连起来接地即可使用。
2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换
代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别，只要在输出端加接倒相器后即可代换。
3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换
这种代换需要改变外围PCB电路及引脚排列，因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
4、有些空脚不应擅自接地
内部等效PCB电路和应用PCB电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接。
5、组合代换
组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的PCB电路部分，重新组合成一块完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的PCB电路一定要有接口引出脚。
非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各引脚的功能、IC部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意。
（1）集成PCB电路引脚的编号顺序，切勿接错；
（2）为适应代换后的IC的特点，与其相连的外围PCB电路的元件要作相应的改变；
（3）电源电压要与代换后的工C相符，如果原PCB电路中电源电压高，应设法降压；电压低，要看代换IC能否工作；
（4）代换以后要测量IC的静态工作电流，如电流远大于正常值，则说明PCB电路可能产生自激，这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别，可调整反馈电阻阻值；
（5）代换后IC的输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配；检查其驱动能力；
（6）在改动时要充分利用原PCB电路板上的脚孔和引线，外接引线要求整齐，避免前后交叉，以便检查和防止PCB电路自激，特别是防止高频自激；
（7）在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表，降压电阻阻值由大到小观察集成PCB电路总电流的变化是否正常。
6、用分立元件代换IC
有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分，使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的工作原理。同时还应考虑：
（1）信号能否从工C中取出接至外围PCB电路的输入端：
（2）经外围PCB电路处理后的信号，能否连接到集成PCB电路内部的下一级去进行再处理（连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能）。如中放IC损坏，从典型应用PCB电路和内部PCB电路看，由伴音中放、鉴频以及晋频放大级成，可用信号输入法找出损坏部分，若是音频放大部分损坏，则可用分立元件代替。
附录：7大PCB布局原则
（1）元器件最好单面放置。如果需要双面放置元器件，在底层（BottomLayer）放置插针式元器件，元器件最好单面放置。
就有可能造成电路板不易安放，也不利于焊接，所以在底层（BottomLayer）最好只放置贴片元器件在底层，类似常见的计算机显卡PCB板上的元器件布置方法。单面放置时只需在电路板的一个面上做丝印层，便于降低成本。
（2）合理安排接口元器件的位置和方向。一般来说，作为电路板和外界（电源、信号线）连接的连接器元器件，通常布置在电路板的边缘，如串口和并口。
如果放置在电路板的中央，显然不利于接线，接器元器件，也有可能因为其他元器件的阻碍而无法连接。另外在放置接口时要注意接口的方向，使得连接线可以另外在放置接口时要注意接口的方向顺利地引出，远离电路板。
接口放置完毕后，应当利用接口元器件的String（字符串）清晰地标明接口的种类；对于电源类接口，应当标明电压等级，防止因接线错误导致电路板烧毁。
（3）高压元器件和低压元器件之间最好要有较宽的电气隔离带。
也就是说不要将电压等级相差很大）高压元器件和低压元器件之间最好要有较宽的电气隔离带。不要将电压等级相差很大的元器件摆放在一起，这样既有利于电气绝缘，对信号的隔离和抗干扰也有很大好处。
（4）电气连接关系密切的元器件最好放置在一起。这就是模块化的布局思想。
（5）对于易产生噪声的元器件，例如时钟发生器和晶振等高频器件，在放置的时候应当尽量把它们放置在时钟输入端。
大电流电路和开关电路也容易产生噪声，在布局的时候这些元器件或模块也应该远离逻辑控制电路和存储电路等高速信号电路，如果可能的话，尽量采用控制板结合功率板的方式，利用接口来连接，以提高电路板整体的抗干扰能力和工作可靠性。
（6）在电源和芯片周围尽量放置去耦电容和滤波电容。去耦电容和滤波电容的布置是改善电路板电源质量，提高抗干扰能力的一项重要措施。
在实际应用中，印制电路板的走线、引脚连线和接线都有在实际应用中可能带来较大的寄生电感，导致电源波形和信号波形中出现高频纹波和毛刺，而在电源和地之间放置可能带来较大的寄生电感，导致电源波形和信号波形中出现高频纹波和毛刺，一个0.1F的去耦电容的去耦电容可以有效地滤除这些高频纹波和毛刺。
如果电路板上使用的是贴片电容，应该将贴片电容紧靠元器件的电源引脚。对于电源转换芯片，或者电源输入端，最好是布置一个10F或者更大的电容，以进一步改善电源质量。
（7）元器件的编号应该紧靠元器件的边框布置，大小统一，方向整齐，不与元器件、过孔和焊盘重叠。
元器件或接插件的第1引脚表示方向；正负极的标志应该在PCB上明显标出，不允许被覆盖；电源变换元器件电源变换元器件（如DC/DC变换器，线性变换电源和开关电源）旁应该有足够的散热空间和安装空间，外围留有足够的焊接空间等。
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