高低音調(diào)節(jié)電路

1、所謂音調(diào)控制就是人為地改變信號(hào)里高、低頻成分的比重，以滿足聽者的愛好、渲染某種氣氛、達(dá)到某種效果、或補(bǔ)償揚(yáng)聲器系統(tǒng)及放音場(chǎng)所的音響不足。這個(gè)控制過程其實(shí)并沒有改變節(jié)目里各種聲音的音調(diào)（頻率），所謂“音調(diào)控制”只是個(gè)習(xí)慣叫法，實(shí)際上是“高、低音控制”或“音色調(diào)節(jié)”。高保真擴(kuò)音機(jī)大都裝有音調(diào)控制器。然而，從保證信號(hào)傳送質(zhì)量來考慮，音調(diào)控制倒不是必須的。 一個(gè)良好的音調(diào)控制電路，要有足夠的高、低音調(diào)節(jié)范圍，但又同時(shí)要求高、低音從最強(qiáng)到最弱的整個(gè)調(diào)節(jié)過程里，中音信號(hào)（通常指1000赫）不發(fā)生明顯的幅度變化，以保證音量大致不變。 所謂提升或衰減高、低音，都是相對(duì)于中音而言的。先把中音作一個(gè)固定衰減（或加

2、深負(fù)反饋）然后讓高音或低音衰減小一些（或負(fù)反饋輕一些），就算是得到提升。因此，為了彌補(bǔ)音調(diào)控制電路的增益損失，常需增加一到兩級(jí)放大電路。 音調(diào)控制電路大致可分為兩大類：衰減式和負(fù)反饋式。衰減式音調(diào)控制電路的調(diào)節(jié)范圍可以做得較寬，但因中音電平要作很大衷減，并且在調(diào)節(jié)過程中整個(gè)電路的阻抗也在變。所以噪聲和失真大一些。負(fù)反饋式音調(diào)控制電路的噪聲和失真較小，但調(diào)節(jié)范圍受最大負(fù)反饋量的限制，所以實(shí)際的電路常和輸入衷減聯(lián)合使用，成為衰減負(fù)反饋混合式。 1 衰減式音調(diào)控制電路。典型電路如圖： 衰減式音調(diào)控制典型電路高音、低音分開調(diào)節(jié)：C1、C2、W1構(gòu)成高音調(diào)節(jié)器，R1、R2、C3、C4、W2構(gòu)成低音調(diào)節(jié)器

3、。W1旋到A點(diǎn)時(shí)高音提升，旋到B點(diǎn)時(shí)高音衰減。W2旋到C點(diǎn)時(shí)低音提升，旋到D點(diǎn)時(shí)低音衰減。組成音調(diào)電路的元件值必須滿足下列關(guān)系： （1） R1R2； （2） W1和W2的阻值遠(yuǎn)大于R1、R2； （3） 與有關(guān)電阻相比，C1、C2的容抗在高頻時(shí)足夠小，在中、低頻時(shí)足夠大；而C3、C4的容抗則在高、中頻時(shí)足夠小，在低頻時(shí)足夠大。C1、C2能讓高頻信號(hào)通過，但不讓中、低頻信號(hào)通過；而C3、C4則讓高、中頻信號(hào)都通過，但不讓低頻信號(hào)通過。 只有滿足上述條件，衰減式音調(diào)控制電路才有足夠的調(diào)節(jié)范圍，并且W1、W2分別只對(duì)高音、低音起調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)時(shí)中音的增益基本不變，其值約等于R2/R1。 R1與R2的比

4、值越大，高、低音的調(diào)節(jié)范圍就越寬，但此時(shí)中音的衰減也越大。改變R1或R2后，如要保持原來的控制特性，有關(guān)電容器的容量也要作相應(yīng)改變，為了避免高、低音調(diào)節(jié)時(shí)互相牽制，有的衰減式音調(diào)電路還加進(jìn)了隔離電阻。作衰減式音調(diào)調(diào)節(jié)的電位器宜用指數(shù)型（Z型），此時(shí)，頻響平直的位置大致在電位器的機(jī)械中點(diǎn)。 以下是一個(gè)實(shí)際的電路圖，其中R1=6.8K、R2=3.3K、R3=5.6K、C1=2200P、C2=0.022、C3=0.01、C4=0.22、W1=W2=50K，R3是一個(gè)隔離電阻。 音調(diào)控制實(shí)際應(yīng)用電睡2 衰減-負(fù)反饋式音調(diào)控制電路W1作高音控制，W2作低音控制。W1旋到A點(diǎn)時(shí)高音提升，旋到B點(diǎn)時(shí)高音衰減

5、。W2旋到C點(diǎn)時(shí)低音提升，旋到D點(diǎn)時(shí)低音衰減。為了使電路獲得滿意性能，下面條件必須具備： <1> 信號(hào)源的內(nèi)阻（即前一級(jí)的輸出阻抗）不大。 <2> 用來實(shí)現(xiàn)音調(diào)控制的放大電路本身有足夠高的開環(huán)增益。 <3> C1、C2的容量要適當(dāng)，其容抗跟有關(guān)電阻相比，在低頻時(shí)足夠大，在中、高頻時(shí)又足夠小； 而C3的選擇卻要使它的容抗在低、中頻時(shí)足夠大，在高頻時(shí)足夠小。粗略地說，就是C1、C2能讓中、高頻信號(hào)順利通過而不讓低頻信號(hào)通過；C3則讓高頻信號(hào)順利通過而不讓中、低頻信號(hào)通過。 <4> W1、W2的阻值均遠(yuǎn)大于R1、R2、R3、R4。 當(dāng)R1=R2時(shí)，該音

6、調(diào)電路的中音頻電壓增益約等于1。 作衰減-負(fù)反饋式音調(diào)調(diào)節(jié)的電位器宜用阻值變化曲線為直線型（X型）的電位器。此時(shí)，頻響平直的位置大約在電位器的機(jī)械中點(diǎn)。 音調(diào)控制電路如 圖2-37（a）所示.是用RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的高、低音音調(diào)控制電路.電路的控制特性如圖2-37（b）所示. 圖2-37(a）所示電路實(shí)際就是由雙轉(zhuǎn)折頻率的RC網(wǎng)絡(luò)組合而成的。其中，Rwi用于高音控制，當(dāng)其動(dòng)臂上移時(shí)，高音輸出增加，反之則減??；RW2用于低音控制，也是動(dòng)臂上移時(shí)低音輸出增加，反之減小。 當(dāng)保持如圖2-37(a）所示中給出的RC元件數(shù)據(jù)的比例關(guān)系時(shí)，電路的控制特性則基本是對(duì)稱的，實(shí)際情況近似于圖中的實(shí)折線。調(diào)整各電位器時(shí)

7、，控制特性則如虛線所示。在控制特性曲線王，最大提升、衰減時(shí)各相應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率及對(duì)應(yīng)的傳輸系數(shù)與以前所述曲線相同。這里說的提升和衰減，仍然相對(duì)于中音頻而言。所謂提升，就是比中音頻的衰減要小一些。所謂衰減，就是比中音頻的衰減還要大一些。 根據(jù)如圖2-37(b)所示中給出的近似關(guān)系式，很容易求出如圖2-37(a)所示中的各RC元件數(shù)據(jù)。這時(shí)，應(yīng)先給出下級(jí)電路的輸人阻抗，即這個(gè)音調(diào)控制電路的負(fù)載阻抗RLa另外，還要給定電路的最大提升、衰減量，即相應(yīng)頻率時(shí)的相對(duì)傳輸系數(shù)。例如，在最大低音提升頻率f'3時(shí)的提升量Ad為 最大高音提升量為由于在大多數(shù)情況下都使控制特性保持對(duì)稱，因此最大衰減量近似為上面兩

8、式的倒數(shù)。這里應(yīng)當(dāng)說明，高音時(shí)的衰減實(shí)際上是很大的。從如圖2-37(a）所示的電路可知，當(dāng)Rwi的動(dòng)臂滑到C2上端時(shí)，高音頻信號(hào)受到C2的很大衰減。在圖2-37(b)中沒有標(biāo)出轉(zhuǎn)折頻率.'2就是這個(gè)原因。 下面結(jié)合實(shí)際數(shù)例看一下電路元件的近似求解過程。 假設(shè)Ad=士20 dB（10倍），Ag一20 dB, R L一50 kn,取中音頻率f21 kHz, f ,2 kHz,幾6 kHz，九500 Hz，幾80 Hz，為保證Ad，首先應(yīng)取 代人已知數(shù)據(jù)，可得取R25 k，則由如圖2-37(b)所示的近似公式得可知當(dāng)時(shí)近似有代人已知的數(shù)據(jù)，即可以求得 另外，由A，和如圖2-37(b)所示中給

9、出的Ao 表達(dá)式，可有 代人已知數(shù)據(jù)，可得 根據(jù)已選定的R2,為便于計(jì)算，選擇R1二51 ko由如圖2-37 (a）所示中的比例關(guān)系可得 同樣，由f,的近似式可得 由元件比例關(guān)系得出 關(guān)于Rwl. Rw2的阻值，首先可以考慮R w20為滿足要求，可以取 但是，還應(yīng)當(dāng)考慮到幾的要求，根據(jù)如圖2-37(b)所示中f冬的表達(dá)式，應(yīng)有 由此，根據(jù)已知的R1,R2很容易求出 因?yàn)樗肦v2的阻值也滿足式中的要求，再考慮如圖2-37(a)所示的要求，實(shí)際就可以選取 由于電路的控制特性基本對(duì)稱，就不再核算最大衰減量了。不過應(yīng)當(dāng)指出，上述算法雖然比較簡單，但在簡化過程中忽略了一些影響電路性能的次要因素，因此，

10、誤差要稍大些。 另外，由中音頻時(shí)的傳輸系數(shù)A。的表達(dá)式可得 也就是說，該音調(diào)控制電路對(duì)中音頻率的衰減約為一20 dB。為保證中音頻增益，當(dāng)使用這種音調(diào)控制電路時(shí)，應(yīng)增加一級(jí)低放。同時(shí)，音調(diào)控制電路前級(jí)的輸出阻抗應(yīng)當(dāng)較低，一般用射極輸出器即可滿足要求。下級(jí)放大器的輸人阻抗則應(yīng)當(dāng)較高，以利于保證低音控制范圍。 例1圖2-38(a)是應(yīng)用在結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管放大器之間的RC衰減式高、低音調(diào)控制電路。圖2-38(b）、(c)R(d)分別為電路的控制特性、輸出特性及失真特性。 圖2-38(a)中，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管VT1接成源極輸出器，因此具有較低的輸出阻抗VT2為共源極放大器，同時(shí)還使用了源極負(fù)反饋，這樣輸人阻抗

11、也很高。但由于使用負(fù)反饋，故使高音控制范圍有所減小。 由于vu的輸入阻抗高，故為提高低音控制范圍，Rw2用得較大，Rwi用得并沒有這樣大。高音控制范圍與R wi基本無關(guān)。但增大R w2對(duì)增加低音控制范圍是有效的。 在Rwi, Rw2動(dòng)臂之間加人的47 kn電阻主要是用于隔離。因?yàn)橐话惝?dāng)?shù)鸵籼嵘^大時(shí)，很容易對(duì)高音成分形成再調(diào)制而產(chǎn)生失真。串人隔離電阻后，便能減小失真的發(fā)生。另外，當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻較大時(shí)，串人隔離電阻對(duì)于增加高音控制范圍也是有利的。 圖2-38(b)給出了高、低音最大提升；最大衰減及平坦位置時(shí)電路的頻響曲線。 圖2-38(d)的失真特性表明，當(dāng)電路工作在最大輸出時(shí)，非線性失真是較大的。這是RC衰減式音調(diào)控制電路的不足之處。 例2圖2-39 (a)是一種比較典型的衰減式音調(diào)控制電路，圖2-39(b)是實(shí)際控制特性。 從圖2-39(a）中所示的電路元器件數(shù)據(jù)可以看出，為了擴(kuò)大電路的控制范圍，有關(guān)元器件的選擇與以前所述的有所不同。 電路中，VTl按共射極放大器工作，所以輸出阻抗較高，因此除了在電位器之間加人隔離電阻之外，R1的阻值也應(yīng)選得較大。由于適當(dāng)調(diào)整了有關(guān)元件的比例關(guān)系，低音的提升量增加了不少，調(diào)整R4