【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 12 頁(yè) 共 33 頁(yè) 現(xiàn)在要直接利用這個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)作為音調(diào)控制單元，即構(gòu)成不帶放大器的所謂 “無(wú)源 ”音調(diào)控制，首先必須把它的插入損失降低到合理的程度上。然而插入時(shí)損失與音調(diào)控制范圍有關(guān)。插入損失大，控制范圍也大，但對(duì)信號(hào)衰減也大，可能使整個(gè)系統(tǒng)增益不足而無(wú)法實(shí)際應(yīng)用；插入損失取得小，控制范圍也 小，有時(shí)可能滿足不了提升量的要求，實(shí)際使用效果也不好。大量的使用經(jīng)驗(yàn)表明，音調(diào)控制的最大提升量一般不宜超過(guò) 6dB。因?yàn)?，音調(diào)控制的提升量過(guò)大，正如大家知道的，它帶來(lái)的負(fù)面影響就變得明顯起來(lái)，以致可能得不償失。換句話說(shuō)，如果實(shí)際要求提升量大于 10dB，那么 6dB 的提升量由音調(diào)控制單元提供是允許的，另外的 4dB 提升量應(yīng)該通過(guò)尋找產(chǎn)生它的源頭上去解決才好。因此本文的音調(diào)電路的控制范圍設(shè)定在 177。 6dB 范圍內(nèi)，此時(shí)它的插入損失為 6dB，這相當(dāng)于使用這個(gè)音調(diào)的系統(tǒng)，增益將減小一半 ( 倍 )，這一衰減量對(duì)大多數(shù)放大器 來(lái)說(shuō)是可以接受的。 也就是說(shuō)，不必另外再采用放大器來(lái)彌補(bǔ)音調(diào)電路帶來(lái)的損失。 另外，由于控制范圍不大，控制電位器可以使用阻值呈線性變化規(guī)律的線性電位器，使電位器的旋轉(zhuǎn)角度與控制量保持良好的線性關(guān)系，因而控制比較精細(xì)準(zhǔn)確，而且當(dāng)電位器處于機(jī)械中心位置時(shí)，控制曲線能夠保持良好的平直響應(yīng)。上述這些優(yōu)點(diǎn)都是控制范圍取得大時(shí)不易達(dá)到的性能要求。 為了使音調(diào)的提升和衰減與電位器的旋轉(zhuǎn)方向保持正確的關(guān)系，要注意電位器兩端的接線端子勿接反。一般的使用習(xí)慣是電位器向右旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于提升。反之則為衰減。因此在這里簡(jiǎn)單說(shuō)一 下音調(diào)電路提升和衰減的基本原理。當(dāng)高音控制 VR1 的中心臂移向圖示位置上端時(shí) (相應(yīng)于中心臂與上端之間阻值最小， VR2 相同 )，高音提升達(dá)最大，因?yàn)橥ㄟ^(guò)C1 的高音全部送到輸出端。反之，當(dāng) VR1 中心臂處于最下端時(shí)高音衰減最大。因?yàn)橥ㄟ^(guò)C VR1 的高音經(jīng) C2 衰減到地。當(dāng)?shù)鸵艨刂?VR2 的中心臂處于上端時(shí)，因 C R2 的阻抗隨頻率的降低而上升，因而來(lái)自 R1 的所有頻率中低音獲得最大提升。反之，當(dāng)中心臂位于下端時(shí)，因 R C3 的阻抗隨頻率的降低而增大，致使輸出端的低音衰減最大。弄清楚這些關(guān)系，就不會(huì)把提升或衰減的接線端位置 搞錯(cuò)了。 圖 3 和圖 4 是本文介紹的實(shí)際音調(diào)電路的原理圖及其控制特性。與圖 1 相比，圖 3 多了兩個(gè)切換開(kāi)關(guān) SW1 和 SW2 以及相關(guān)的 RC 元件。 R R5 組成衰減量為 6dB( 倍 )的分壓器。它用 SW1 加以切換，供不需要音調(diào)控制時(shí)作為音調(diào)電路的 “直通 ”電路。它更主要的用途是，在使用音調(diào)電路時(shí)，通過(guò)瞬間切換來(lái)比較音調(diào)控制前后的聲音效果，以判別控制量是否有效和適當(dāng)。從圖 4 控制特性 (實(shí)線 )看，高、低音的最大提升量均未超過(guò) 6dB。高、低音的衰減量則偏大些，但這沒(méi)有什么關(guān)系。低音的衰減量偏大些，這對(duì)小房間中使用大音箱且 房間的聲學(xué)條件不佳引起低音轟鳴時(shí)也許是有用的。不過(guò)，圖 3 中還添加了SW2 和 R C5，它可減小低音的控制范圍如圖 4 中虛線所示。如果覺(jué)得不需要?jiǎng)t可省去 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 上述元件也無(wú)妨。另外，當(dāng)高、低音控制中心臂均處于中心位置時(shí)，控制曲線呈一水平線，響應(yīng)十分平直。 制作調(diào)試 圖 3 電路很簡(jiǎn)單，制作時(shí)可以采用兩種方案。如果只 是想試一試音調(diào)電路在自己現(xiàn)有系統(tǒng)中的作用究竟如何，那么可以采用臨時(shí)搭接的方案，即用一塊適當(dāng)長(zhǎng)度的板 (印刷板 )，把電位器安裝好后，把所有元件直接搭接在兩只電位器的接線端子之間即可。下面主要介紹作為一個(gè)音調(diào)單元的安裝方案，它也可以供臨時(shí)試用覺(jué)得需要這個(gè)音調(diào)電路時(shí)采 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 33 頁(yè) 用的正規(guī)安裝方案。 圖 5 就是它的實(shí)際安裝簡(jiǎn)圖，圖中只畫出一個(gè)聲道的接線。它采用一塊雙列接線板，一邊各為一個(gè)聲道的元件。音調(diào)控制電位器應(yīng)采用線性電位器，這一點(diǎn)必須注意。機(jī)殼應(yīng)采用鐵板或鋁板等導(dǎo)電良好的材料加工制作，大小不拘，只要安裝得下即可。不過(guò)，對(duì)于喜歡動(dòng)手制作的發(fā)燒友，不妨把機(jī)殼搞得大一些，以便日后需要時(shí)，也可以裝入一些其他放大電路，即制作成有源形式的音調(diào)電路等。如果機(jī)殼是由幾塊平板拼接而成的話，應(yīng) 保證它們之間在電氣上可靠相連，從而形成一個(gè)封閉的電磁屏障。所有接線包括輸入、輸出引線均不必采用屏蔽線。唯一要注意的是左、右聲道的地線不應(yīng)相連，并且只有一個(gè)聲道的地線接地；另一聲道的接地是通過(guò)與其相連的輸入、輸出饋線的屏蔽層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其情況如圖 6 所示。機(jī)殼中 “一點(diǎn) ”接地的接地點(diǎn)安排在圖 5 右邊接線架的中間固定螺絲處，故該處務(wù)必仔細(xì)清除污垢，確保電氣上可靠地接觸良好。 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 33 頁(yè) 連接使用 如前所述，由于是無(wú)源音調(diào)程式，并有 6dB 的增益損失，因此要求它前面的信號(hào)源輸出阻抗要低些，一般不應(yīng)大于 500Ω。與它后面相連的放大器的輸入阻抗應(yīng)大干 200kΩ。根據(jù)這一要求，目前絕大多數(shù) CD 唱機(jī)均可與本音調(diào)電路相接，因?yàn)樗鼈兊妮敵鲎杩苟?00 Ω。順便提一下，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些電子管 CD 唱機(jī)，一般來(lái)說(shuō)這種唱機(jī)的輸出阻抗比較大，是否能與本機(jī)匹配，應(yīng)查一下它們的輸出阻抗才能判別。如果功放的輸入阻抗 200k Ω，那么本音調(diào)便可直接接在 CD 唱機(jī)與功放之間組成一個(gè)十分簡(jiǎn)潔而又有一定音調(diào)控制的放音系統(tǒng)。不過(guò)，作為功放的 輸入阻抗 (除電子管功放外 )，一般都 200kΩ。常見(jiàn)的是 100kΩ、 50kΩ，檔次高的功放的輸入阻抗更低一些，大致在 10～ 20kΩ范圍內(nèi)。因此本音調(diào)電路與功放相連時(shí)要進(jìn)行必要的阻抗匹配。 圖 7 是進(jìn)行這種阻抗匹配的簡(jiǎn)圖。圖中 VR 是功放本身的音量電位器，它的阻值可近 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 33 頁(yè) 似看作功放的輸入阻抗。 Rx 就是阻抗匹配電阻。通常 VR 總是 220kΩ，為了滿足輸入阻抗 i220kΩ的要求，一般 Rx 應(yīng)滿足下式要求： Rx≥220kΩVR (1) 不過(guò)，當(dāng)用上法實(shí)現(xiàn)阻抗匹配后，由于 Rx 是串入功放的輸入回路中，這必將引起額外的信號(hào)損失。這一損失和音調(diào)電路本身的損失就是使用音調(diào)電路的總損失。顯然，引入的總損失不能過(guò)大，否則，整個(gè)系統(tǒng)的增益就顯得不足，有聲音開(kāi)不響 的現(xiàn)象。 Rx 和音調(diào)插入損失 (本機(jī)為 )加在一起的總損失可用下式計(jì)算：L=VR/(Rx+VR) (2)(用 dB 表示時(shí)則為 2021gL) 例如，功放的 vR= (1)取 Rx=120kΩ。用式 (2)計(jì)算總損失L=[100/(120+100)] =1/(即 13dB)。 由此可見(jiàn)，后級(jí)輸入阻抗 (音量電位器阻值 )越小，那么插入損失越大。因此在制作這個(gè)音調(diào)電路之前，必須根據(jù)現(xiàn)有功放的輸入阻抗計(jì)算一下總插入損失，然后再檢查一下這一損失對(duì)實(shí)際聽(tīng)音有多大影響。如果不進(jìn)行這樣 的事先檢查，有可能制作好的音調(diào)控制不能滿足使用要求，從而造成不必要的浪費(fèi)。附表是阻抗匹配的兩個(gè)實(shí)例，可供參考。需要指出，這樣匹配后的音量電位器是開(kāi)得較大的，通常會(huì)達(dá)到 13～ 15 點(diǎn) (以時(shí)鐘的時(shí)針指示音量刻度 )。這與普通的音量指示位置 (常在 10～ 12 點(diǎn) )相比，看起來(lái)有點(diǎn)不習(xí)慣。不過(guò)，只要最大聽(tīng)音音量能滿足自己的要求就沒(méi)有什么關(guān)系。如果看起來(lái)覺(jué)得不習(xí)慣，式 (1)中的 220kΩ也可改為 100kΩ，即對(duì)后級(jí)的輸入阻抗要求可以降低到 100kΩ。這樣對(duì)圖 4 控制特性曲線的影響最大不超過(guò) 1dB，完全可以滿足要求。 上面說(shuō)過(guò)，這個(gè)音調(diào)電路與電子管 CD 唱機(jī)配合使用時(shí)必須注意 CD 唱機(jī)的輸出阻抗。不過(guò)，它與電子管后級(jí)功放匹配一般沒(méi)有什么問(wèn)題。同樣，這個(gè)音調(diào)電路也完全可以用來(lái)與耳機(jī)放大器 一起工作，改善耳機(jī)放音的音色。 最后，應(yīng)該指出，無(wú)源音調(diào)的控制范圍不大，不要期望能獲得 “驚人 ”的改善。尤其是頻響有問(wèn)題的系統(tǒng)，一般不會(huì)有明顯的改善。相對(duì)而言，越是在頻響上沒(méi)有問(wèn)題的系統(tǒng)，使用這個(gè)音調(diào)的效果可能更好些。 功率放大器 功率放大器的作用是給音響放大器的負(fù)載 RL（揚(yáng)聲器）提供一定的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望輸出的功率盡可能的大，輸出信號(hào)的非線形失真盡可能小，效率盡可能高。 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 功率放大器的常見(jiàn)電路形式有單電源供電的 OTL 電路和正負(fù)雙電源供電的 OTL 電路。有集成運(yùn)放和晶體管組成 的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器芯片。 集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器 由集成運(yùn)放與晶體管組成的 OCL 功率放大器電路如下圖 所示，其中運(yùn)算放大器 A組成驅(qū)動(dòng)級(jí)，晶體管 VT1 至 VT4 組成復(fù)合式互補(bǔ)對(duì)稱電路。 圖 集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器 (1) 電路工作原理簡(jiǎn)述 三極管 VT VT2為相同類型的 NPN管，所組成的復(fù)合管仍 為NPN型。 VT VT4為不同類型的晶體管，所組成的復(fù)合管的導(dǎo)電極性由第一只管決定， 即為 PNP型。 R R RP2及二極 管 VD VD2所組成的支路是兩對(duì)復(fù)合管的基極偏置電 路，靜態(tài)時(shí)支路電流 Io可由下式計(jì)算 I=2Vcc2Ud/R4+R5+RP2 式中， VD為二極管的正向壓降。 為減小靜態(tài)功耗和克服交越失真，靜態(tài)時(shí) VT VT3應(yīng)工作在微導(dǎo)通狀態(tài)，即滿足下列關(guān)系 Uab=Ud1+Ud2=Ue1=Ue3 二極管 VD VD2與三極管 VT VT3應(yīng)為相同材料類型的半導(dǎo)體，如 VD VD2為硅二極管 2CPl0， VT VT3也應(yīng)為硅三極管， VT1為 3DG6則 VT3可為 3CG21。 RP2用于調(diào)整復(fù)合管的微導(dǎo)通狀態(tài)，其調(diào) 節(jié)范圍不能太大，一般采用幾百歐姆或 lkΩ電位器 (最好采用精密可調(diào)電位器 )。安裝電路時(shí)首先應(yīng)使 RP：的阻值為零，調(diào)整輸出級(jí)靜態(tài)工作電流或輸出波形的交越失真時(shí)再逐漸增大阻值。否則靜態(tài)時(shí)因 RP2的阻值較大而使復(fù)合管的電流過(guò) 大而損壞。 陜西國(guó)防學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 33 頁(yè) R R7用于減小復(fù)合管的穿透電流，提高電路的穩(wěn)定性，一般為幾十歐姆至幾百歐姆。R R9為直流負(fù)反饋電阻，可以改善功率放大器的性能，若阻值與額定功率選取合 適，可起過(guò)流保護(hù)功放管的作用，一般為幾歐姆。 R R11，稱為平衡電阻，使 VT l、 VT 3的輸出對(duì)稱，一般為幾十歐姆至 幾百歐姆。 Ri C3稱為消振網(wǎng)絡(luò)，可改善負(fù)載接揚(yáng)聲器時(shí)的高頻特性。因揚(yáng)聲器呈感性，易引起高頻自激，此容性網(wǎng)絡(luò)并人可使等效負(fù)載呈阻性。此 外，感性負(fù)載易產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)壓，有可能損壞 VT VT4。 Ri C3的取值視揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)而定，以效果最佳為好。一般 R12為幾十歐姆， C，為幾千皮法至幾百微法。 功率放大器在交流信號(hào)輸入時(shí)的工作過(guò)程如下：當(dāng)音頻信號(hào) DJ為正半周時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出端電位 uc上升， uD亦上升，結(jié)果 VT VT4截止， VTi、 VT2導(dǎo)通，負(fù)載 RL中只有反正向電流 IL，且隨 ui增加而增加。反之 ，當(dāng) ui為負(fù)半周時(shí)，負(fù)載 RL中只有反向電流 IL且隨 Ui的負(fù)向增加而增加。只有當(dāng) ui變化一周時(shí) ,負(fù)載 RL才可獲得一個(gè)完整的交流信號(hào)。 (2) 靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置 設(shè)電路參數(shù)全對(duì)稱。靜態(tài)時(shí)功率放大器的輸出端 O點(diǎn)對(duì)地 的電位應(yīng)為零，即 Uo＝ 0，常稱 0點(diǎn)為 “交流零點(diǎn) ”。電阻 R1接地，一方面決定了同相放大器 A的輸入電阻，另一方面保證了靜態(tài)時(shí)同相端電位為零，即 U+二 0。由于運(yùn)放 A的反 相端經(jīng) R RPI接交流零點(diǎn)，所以 U—： 0。故靜態(tài)時(shí)運(yùn)算放大器的輸出等于零。 R RPl構(gòu)成的負(fù)反饋支路能夠穩(wěn)定交流零點(diǎn)的電位為零，對(duì)交流 信號(hào)亦起負(fù)反饋?zhàn)饔?。調(diào)節(jié) RPl電位器可改變負(fù)反饋深度。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)主要由／