深入了解音调电路的原理与应用

知识拓展

音调控制就是人为地改变信号里高、低频成分的比例，以满足听者的爱好、渲染某种气氛、达到某种效果或补偿扬声器系统及放音场所的音响不足。这个控制过程其实并没有改变节目里各种声音的音调（频率），“音调控制”只是个习惯叫法，实际上是“高、低音控制”或“音色调节”。高保真扩音机大都装有音调控制器。然而，从保证信号传送质量来考虑，音调控制倒不是必需的。一个良好的音调控制电路，要有足够的高、低音调节范围，但又同时要求高、低音从最强到最弱的整个调节过程里，中音信号（通常指1 000Hz）不发生明显的幅度变化，以保证音量大致不变。

而提升或衰减高、低音，都是相对于中音而言的。先把中音作一个固定衰减（或加深负反馈），然后让高音或低音衰减小一些（或负反馈轻一些），就算是得到提升。因此，为了弥补音调控制电路的增益损失，常需增加一到两级放大电路。

音调控制电路大致可分为两大类，即衰减式和负反馈式。衰减式音调控制电路的调节范围可以做得较宽，但因中音电平要作很大衰减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在变。所以噪声和失真大些。负反馈式音调控制电路的噪声和失真较小，但调节范围受最大负反馈量的限制，所以实际的电路常和输入衰减联合使用，成为衰减负反馈混合式。

1.衰减式音调控制电路

图4.18所示为一个典型的衰减式音调控制电路，图中高音、低音分开调节。它的控制特性如图4.19所示，由图4.19可见，音调控制器对低音频和高音频的增益进行提升和衰减。所以音调控制电路由低通滤波器和高通滤波器共同组成。组成音调电路的元件值必须满足以下关系。

（1）R1≥R2。

（2）电位器Rp1和Rp2的阻值远大于R1、R2。

（3）与有关电阻相比，C1、C2的容抗在高频时足够小，在中、低频时足够大；而C3、C4的容抗则在高、中频时足够小，在低频时足够大。C1、C2能让高频信号通过，但不让中、低频信号通过，即C1与C2对于高音信号可视为短路，而对于中、低音信号则视为开路；而C3、C4则让高、中频信号都通过，但不让低频信号通过，即C3与C4对于高、中音信号可视为短路，而对于低音信号则视为开路。

图4.18　衰减式音调控制电路

图4.19　衰减式音调控制电路控制特性

2.负反馈式音调控制电路

图4.20所示为一个典型的由运算放大器构成的负反馈式音调控制电路，这种电路调试方便、信噪比高，在一般收录机、音响放大器中应用较多。控制曲线如图4.21所示。

图4.20　反馈式音调控制电路

图4.21　负反馈式音调控制电路控制特性

1）信号在低频区

在低频区，因为C3很小，所以C3、R4支路可视为开路，反馈网络主要是上半部分电路起作用。

图4.22　低音提升等效电路

图4.23　低音衰减等效电路

当输入信号频率很低时，C1对低音信号容抗很大，可视为开路，低音信号经R1、Rp2、R3直接送入运放，输入量最小，而低音输出则经过R2、R3负反馈送入运放，负反馈量最大，可以得到低音最大衰减量，此时的增益（分析过程中因为运放为线性应用，由“虚短”和“虚断”可知R3的影响可忽略）为

按实际测试电路参数可得Au=0.118（约-18.6dB）。

2）信号在高频区

在高频区，因为C1和C2较大，对高频可视为短路，而C3较小，故C3、R4支路起作用，其等效电路可画成图4.24（a）所示形式。

图4.24　高频区等效电路

（a）高频区等效电路；（b）高频区等效变换电路

图4.25　高音提升等效电路

图4.26　高音衰减等效电路

按电路实际参数R=20 kΩ，R4=8.2kΩ，C3=1 000 P，所以

AuC≈8.3（约18 dB）

按电路实际参数

自测习题答案

AuD≈0.12（约-18 dB）(www.xing528.com)

不论Rp1滑动端怎样滑动，C3对中、低音信号可视为开路，所以此时对中、低音信号无任何影响。

自测习题

题1图