音调控制电路设计实验指导书2013版
音调调整电路的制作
实用模拟电子技术
李妍 姜俐侠
任务3 音调调整电路的制作
任务3 音调调整电路的制作
为了使声音信号符合人们的听觉及爱好，通常 在前置放大电路后增加音调调整电路。音调调整电 路是通过对不同频率的衰减与提升，来改变信号原 有的频率特性。 本书中语音放大器的音调调整电路能够实现高 低音调调整并有一定的信号放大作用。同时还能够 进行音量控制。本任务将介绍音调调整电路的相关 原理及制作方法。
IR E IEQ1 IEQ2 2IEQ
根据基极回路方程 IBQRB1+UBEQ+2IEQRE=VEE
I EQ
VEE U BEQ VEE U BEQ VEE RB1 2 RE 2 RE 2 RE 1
I BQ
I EQ 1
U CEQ U CQ U EQ VCC I CQ RC U BEQ
合理选择RE，并与电源VEE相配合， 就可设置合适的静态工作点。
VCC I CQ RC U BEQ
任务3 音调调整电路的制作
2）动态分析
（1）差动放大电路的四种接法 • 双端输入：两个输入端与地之间分别接入信号源。 • 单端输入：仅一个输入端与地之间接信号源，而另一输入 端直接接地。 • 双端输出：负载接于两管集电极之间。 • 单端输出：负载接于某一单管的集电极与地之间。
音调控制电路设计实验指导书2013版
RP 2
图 4-6 图 4-5 的等效电路
（4-9） （4-10） （4-11）
3
若取 R1 = R2 = R4 ，则 Ra = Rb = Rc = 3R1 = 3R2 = 3R3
RP2的滑臂在最左端时，对应于高频提升最大的情况 ,等效电路见图 4-7。RP2的滑臂在最右
端时，对应于高频衰减最大的情况，等效电路见图 4-8。
= 490pF ，取标称值
470pF
。取 RP1 = RP2 =470kΩ， RP33 =10kΩ，级间耦合与
隔直电容 C4 = C5 =10μF。经过参数计算得到满足设计要求的电路图如图 4-9 所示。
图 4-9 音调控制电路图 1.5.2 音调控制电路幅频特性的测试
音调特性测试方法 1—测频法：输入幅度Uim恒定的正弦波信号，改变输入信号的频率f （通过调节信号发生器输出频率）来观测其输出幅度Uom (f)，当Uom (f)达到预定幅值时，此 时信号发生器输出的频率读数值即为给定增益处的频率f。
已知 fLX = 100Hz ， fHX = 10kHz ， x = 12dB ，由式(4-18)、(4-19)得到转折频率 fL2 及 fH1 ； 计算过程为： fL2 = fLx ⋅ 2x 6 = 400Hz ， fL1 = fL2 / 10 = 40Hz ；
fH1 = fHx 2x 6 = 2.5kHz ， fH 2 = 10 fH1 = 25kHz ；
1.6 思考题
1）音调调节电路的实质是什么？ 2）测试中音增益时，调节低音、高音电位器时是否有变化？为什么？ 3）测试低音区音调曲线时，应该调节那个电位器？如何调节使增益提升？ 4）测试高音区音调曲线时，应该调节那个电位器？如何调节使增益衰减？
RC型音调控制电路分析
扩音机RC型音调控制电路分析在高传真扩音机的前置级中，为什么通常要加入音调控制电路呢？我们知道，一般语言和音乐，在重放音时所需的频率范围是不同的。
语言放音的频率范围为100赫至几千赫，交响乐放音的频率范围则应大于40～14000赫，这样它们对放大电路的频响要求就不一样。
再加上放音环境条件有差异，每个人在听觉上习惯爱好也不同，所以在扩音机电路中常常需要加入音调控制电路，用它来按实际要求突出或减弱高音区或低音区，以期改善音质。
常用音调控制电路有两种: 一种是衰减型RC音调控制电路，另一种是反馈型音调控制电路。
本文先谈谈第一种。
RC型音调控制电路高音调整原理电路图见图1，图中W1 为高音控制电位器。
因为C3 、C4 的容量大于C1、C2 的容量，因此对高频信号而言，C3 、C4 可视为短路。
于是高音调整电路可简化为图2。
当W1 活动臂移至最上端A点时，因为W1 阻值远远大于R2，W1 、C2 支路可视为开路，所以图2可等效为图3a。
又因C1对低音和中音来讲，可视为开路，所以在频率比较低时，V2 ／V1 ＝R2 ／（R1 ＋R2 ）。
图3a对高频来讲，C1 的容抗很小，高频信号可以顺利通过，因此，相对于低音来说，高音的音量提高了。
当频率高到一定程度时，C1 可视为短路，V2 就几乎等于 V1 了。
图3b为图3a 电路的提升特性，图3b中的实线为控制特性的精确值，虚线代表近似值。
高音开始转折的频率fH1 =1／2πC1R1，由此点开始，频率每升高一倍，信号的提升量增大6分贝左右；fH2为特性由提升转入平坦的转折频率，fH2 =（R1+R2 ）／2R1R2C1 。
如果设R1=10R2，则当f=10fH1 时，频率增大10倍，电压的传输比将相对提高20分贝（10倍）。
当W1 的活动臂移至最下端B点时，高音衰减最大，情况如下：由于W1 阻值较大，阻止了高音通过W1 、C1支路， W1 、C1 支路可视为开路。
然而，由于C3 、C4对高音可视为短路，因此不管W2 的活动臂置于什么位置，其等效电路均可画成图4a形式。
音调电路原理
音调电路原理音调电路是一种常见的电子电路，用于改变音频信号的音调高低。
它可以应用在各种音频设备中，例如音响系统、电子乐器、语音变调器等。
音调电路的原理是通过改变音频信号的频率来实现音调的调节，下面我们将详细介绍音调电路的原理和工作方式。
首先，我们需要了解音频信号的基本特性。
音频信号是一种交流信号，它的频率决定了声音的音调高低。
在音调电路中，我们通常使用电容和电感来改变音频信号的频率。
电容和电感是两种基本的电子元件，它们可以分别改变电路的频率响应。
通过在电路中串联或并联电容和电感，可以实现对音频信号频率的调节。
其次，音调电路通常采用滤波器来实现对音频信号频率的调节。
滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率的电路。
在音调电路中，我们可以使用低通滤波器和高通滤波器来调节音频信号的低频和高频部分。
通过调节滤波器的参数，可以实现对音频信号音调的调节。
另外，音调电路还可以采用频率倍频器和分频器来实现音频信号频率的调节。
频率倍频器可以将输入信号的频率倍增，从而实现音调的提高；而分频器则可以将输入信号的频率分频，实现音调的降低。
这些电子元件和电路可以灵活地实现对音频信号频率的调节，从而实现音调电路的功能。
总的来说，音调电路的原理是通过改变音频信号的频率来实现音调的调节。
它可以采用电容、电感、滤波器、倍频器和分频器等电子元件和电路来实现对音频信号频率的调节。
通过合理地设计和调节这些元件和电路，可以实现对音频信号音调的精确调节，从而满足不同应用场景的需求。
在实际应用中，音调电路可以应用在各种音频设备中，例如音响系统中的均衡器、电子乐器中的音调控制器、语音变调器中的频率调节电路等。
它为用户提供了调节音频信号音调的功能，可以满足不同人群对音乐和声音的个性化需求。
综上所述，音调电路是一种通过改变音频信号频率来实现音调调节的电子电路。
它采用电容、电感、滤波器、倍频器和分频器等电子元件和电路来实现对音频信号频率的调节，从而实现音调的调节功能。
模电课程设计之音调控制电路
模拟电路课程设计课程题目：音调控制电路设计一、设计目的·初步了解音调控制电路的工作原理及调整方法。
·掌握简单音调控制电路的工程计算，进一步了解电子线路的频率特性等理论。
二、设计任务和要求。
1．设计一音调控制电路，其技术指标和要求a，通频带；20Hz---20kHz;b,音调控制范围：100Hz;±12dB;10kHz;±12Db;C,失真度；γ<2%.三、实验原理本实验采用反馈型音调控制电路，放大器A是一理想放大器，有下图a知 R1=R2=R3=RR4=R/3R5=R7=9RC1>>C2当信号频率在低音频率区时，可把C2近似看成开路，信号的传输和反馈主要有上半部分电路完成，如图b，当信号频率工作在高音频区时，C1可近似看成短路，如图c，下半部分是频率特性的主要因素，R7是高音调节电位器。
图a图b50%27kΩKey=A图c定量分析如下：1，信号频率在低音频区图b 有简化电路电路图b可知1）低音频提升：当R5滑动到最右边，如图c，其中Z1=R1，Z2=R2+(R4//(1/jwC1))A=Z2/Z1=(R2+R4)/R1*(1+j*w*R2*W1*C1/(R2+R4))/(1+j*w*w11) wl1=1/W1C1wl2=(R2+R4)/W1*R2*C1则有，À=（R2+R4）/R1*(1+j*(w/wl2))/(1+j*(w/wl1))|A|=(R2+R4)/R1*√[(1+(w/wl2)²)/(1+(w/wl1)²)]有图中数据知：(R2+R4)/R1=10wl2=10wl1当信号频率在中音频范围时，w>>wl2,求得：À=（R2+R4）/R1* wl1/ wl2=10*1/10=1当信号频率继续降低到w=wl2，由式得：À=（R2+R4）/R1*√0.5=7.07当信号频率降到w<<wl1,可求得À=（R2+R4）/R1=10根据上诉计算的判断，在中音频区，其闭环增益为0，随着频率的降低，增益将逐渐增大，最大提升倍数是10倍。
《控制声音作业设计方案-2023-2024学年科学湘科版2001》
《控制声音》作业设计方案第一课时一、设计背景：本次作业设计旨在帮助学生了解和掌握声音的控制原理，通过实验和讨论，让学生深入理解声音的产生与传播规律，培养其观察、实践和逻辑推理能力。
二、设计内容：1.实验一：声音的传播速度材料：计时器、尺子、实验室空间步骤：在实验室内设置起点和终点，让学生站在起点处，手持敲击器发出声音，当声音传播到终点时，另一名学生记录时间。
通过测量时间和距离，计算声音在空气中的传播速度。
2.实验二：声音的反射材料：实验箱、声音源、反射面、耳机步骤：将声音源放置在实验箱内，观察并记录声音在反射面上反射的情况。
学生可调节声音源的位置和角度，以观察声音的反射规律。
最后，通过耳机听取反射声音的强度和变化。
3.实验三：声音的吸收材料：不同材质的墙壁、声音源、吸音棉步骤：在实验室内设置不同材质的墙壁，利用声音源发出声音，观察声音在不同墙壁上的吸收情况。
学生可以用吸音棉对墙壁进行处理，进一步观察声音的吸收效果。
4.实验四：声音的频率材料：频率计、音叉、实验箱步骤：在实验箱内放置音叉，通过频率计测量音叉发出的声音频率。
学生可以调节音叉的长度和粗细，观察声音频率的变化规律，进一步了解声音的频率特点。
三、作业要求：1.每组学生需完成以上四个实验，并在实验记录表上详细记录实验数据和观察结果。
2.每组学生需撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果分析和结论。
3.学生需在班级内进行实验成果展示和交流，分享自己的实验心得和感悟。
四、评价标准：1.实验记录表的完整性和准确性。
2.实验报告的逻辑性和表达准确性。
3.实验成果展示的深度和创意性。
五、延伸活动：1.邀请相关领域的专家学者进行讲座，深入讨论声音的控制原理和应用领域。
2.组织学生参加声音科普知识竞赛，拓展学生的知识面和实践能力。
六、总结：通过本次作业设计，学生将能够深入了解声音的产生和传播规律，培养其观察和实验能力，提高其逻辑推理和表达能力，为将来的学习和探究打下良好的基础。
(完整word版)高低音调节电路
所谓音调控制就是人为地改变信号里高、低频成分的比重，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），所谓“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，音调控制倒不是必须的。
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1000赫）不发生明显的幅度变化，以保证音量大致不变。
所谓提升或衰减高、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：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衷减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在变。
所以噪声和失真大一些。
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衷减联合使用，成为衰减负反馈混合式。
1．衰减式音调控制电路。
典型电路如图：衰减式音调控制典型电路高音、低音分开调节：C1、C2、W1构成高音调节器，R1、R2、C3、C4、W2构成低音调节器。
W1旋到A点时高音提升，旋到B点时高音衰减。
W2旋到C点时低音提升，旋到D点时低音衰减。
组成音调电路的元件值必须满足下列关系：（1）R1≥R2；（2）W1和W2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；而C3、C4则让高、中频信号都通过，但不让低频信号通过。
只有满足上述条件，衰减式音调控制电路才有足够的调节范围，并且W1、W2分别只对高音、低音起调节作用，调节时中音的增益基本不变，其值约等于R2/R1。
音调控制电路
音调控制电路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。
音调控制电路与集成扩音电路 设计报告剖析
科研/科技实践设计报告题目：音调控制电路与集成扩音电路校名：福州大学至诚学院专业：电气工程及其自动化班级： 09级1班姓名：学号： 210992044指导教师：陈建国目录一、实验目的 (1)二、元器件清单 (1)三、实验要求 (2)四、设计任务分析 (2)五、方案论证 (2)六、设计总原理图和实物图 (6)七、数据整理 (7)八、心得体会 (7)一、实验目的1、掌握电路的工作原理和设计方法；2、熟悉集成功放的基本特点；3、学习音调控制电路与集成扩音电路的测试方法和分析。
二、元器件清单三、实验要求设计一个对话筒输出型号具有放大能力的扩音电路。
设计要求：功率P0≤1W;负载阻抗RL=8Ω；在通频带内满功率情况下非线性失真系数THD≤3%；具有音调控制功能。
可用两只电位器分别调节高音和低音。
当输入信号为1KHz时输出为0dB；当输入信号为100Hz正弦波时，调节低音电位器可使输出功率变化±12dB；当输入信号为10KHz调节高音电位器可使输出功率变化±12dB；输出功率大小连续可调，即用电位器可调音量大小；频率响应（fl～fh）为40Hz～10KHz输入信号源为低阻话筒（20Ω），输出电压为5mV；输入阻抗Rl＞20KΩ。
四、设计任务分析五、方案论证确定整机电路级数，分配各级电压增益。
话筒输入信号较弱，根据设计任务，输入信号为5mV时，输出功率最大值为1w。
因此，电力系统总电压增益AUΣ=√(P_0 R_L )/U_i=556（55dB）。
由于时间电路中会有损耗，应留有余量，故取AUΣ=600（55.6dB）。
下面进行增益分配：音量控制级在f=1kHz时，增益为1（0dB）,但实际电路有可能衰减，取AU2=0.8（-2dB）。
集成功效电路增益应较大，取AU3=100（40dB）。
话筒方法级，采用集成运放电路构成。
增益为AU1=AUΣ/AU3AU2=7.5（17.5dB）（2）电路论证分析1）功率放大电路常用音频集成功放有LA4100系列、TDA2030、SF404等。
2013版实验指导书DOC
目录实验一、QUARTUS II的基本应用及简单组合逻辑设计 (1)实验二、计数器设计 (3)实验三、跑马灯控制电路设计 (6)实验四、8位乘法器的实现 (8)实验五、数字钟的设计 (10)实验六、8人抢答器设计 (12)实验一、QUARTUS II的基本应用及简单组合逻辑设计一、实验前准备本实验例子使用独立扩展下载板EP1K10_30_50_100QC208(芯片为EP1K100QC208或者芯片为EP1K30TC144)。
EDAPRO/240H实验仪主板的VCCINT跳线器右跳设定为3.3V；EDAPRO/240H实验仪主板的VCCIO跳线器组中“VCCIO3.3V”应短接，其余VCCIO均断开；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCINT跳线器组设定为2.5V；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCIO跳线器组设定为3.3V。
二、实验目的1、熟悉Quartus II的菜单、元件库、功能模块及基本应用操作；2、熟悉Quartus II的Verilog HDL文本方式及原理图方式设计实现流程。
3、学习使用JTAG接口下载逻辑电路到可编程逻辑器件并能调试到正常工作。
4、熟悉数字电路集成设计的过程。
三、实验内容1、用Verilog HDL文本方式设计带使能控制的3-8译码器；三、实验原理1、3-8译码器：译码器是把输入的数码解出其对应的数码，译码器有N个二进制选择线，那么最多可译码转换成2N个数据。
当一个译码器有N条输入线及M条输出线时，则称为N×M的译码器。
3×8译码器是依此而来。
3×8译码器真值表如下表所示：四、实验步骤新建设计文件夹（不可用中文）-》新建设计文件-》输入设计项目（原理图/Verilog HDL 文本代码）-》存盘（注意原理图/文本取名）-》将设计项目设置成Project-》选择目标器件-》启动编译-》建立仿真波形文件-》仿真测试和波形分析-》引脚锁定并编译-》编程下载/配置-》硬件测试五、硬件测试说明1、把译码器的输入接到拨码开关，使能控制端接按键，输出端接8个LED灯，通过拨码开关改变输入的逻辑电平变化来观察LED输出情况，验证3×8译码器的工作状态。
音调控制电路的设计报告
课程设计报告课程名称：模拟电子技术设计题目：音调控制电路的设计姓名：张琳浩学号： 08系别专业：电气工程系班级：电气1002班指导教师：杨云2011年 06月 24日音调控制电路的设计摘要：音调控制电路是利用利用电子线路的频率特性原理，用于适时调整音色，使之符合各种不同听音乐的要求，用来补偿音源的录音缺陷或音箱的频响等，由于其就够和使用方法比较简单，负作用少，因而对一般条件的用户来说使用音调控制器简单可靠，它的用途在音响系统中占有重要的地位。
正为了改善音响中的放音音质,在一般中、高档音响中都设有音调控制电路。
其实质是对放音通道频响特性实施控制。
音调的控制不像音量控制,它只对某一段频率的信号进行提升或衰减,不影响其它频段信号的输出,而音量是对整个音频信号频率范围进行同步控制。
关键词：反馈式音调控制电路负反馈音调控制电路目录第1章绪论 (3)课题背景 (3)选题的目的 (3)选题的意义 (3)本课题主要研究内容 (4)第2章音调控制电路分析 (4)音调控制电路的基础知识 (4)什么是音调控制 (4)音调控制电路的分类 (5)电容器的音调控制电路 (11)第3章整机电路的设计 (17)技术要求 (17)整机电路图 (18)第4章音调控制电路的安装与调试 (19)电路安装与调试技术 (19)合理布局、分级装调 (19)调试技术 (19)第5章课程设计体会 (20)第6章参考文献 (21)第1章绪论课题背景音调控制电路是利用电子线路的频率特性原理，人为地改变信号中高、低频成分的比重，适时调整音色，改善音响的放音音质；满足听者的爱好、渲染某种气氛、达到某种效果；补偿扬声器系统及放音场所的场所音响不足。
音调的控制是对某一段频率的信号进行提升或者衰减，不影响其它频段信号的输出。
由于音调电路结构和使用方法比较简单，所以在现今的中、高档音响中普遍存在。
选题的目的通过对音调控制电路的分析设计，对音调控制电路的工作原理有了较深入的了解。
音调控制电路数字部分
一）实验目的1）综合运用所学的电子电路知识，利用芯片X9511设计一个能调节音频放大器的音量的电路2）设计一个能显示音量大小的电路并测试二）实验器件1）集成芯片X9511一片功能：X9511系列包括X9511Z（最大电阻为1k）和X9511W（最大电阻为10k）两种，其内部包含有控制电路、5位二进制可逆计数器、32选1译码器、5位E2PROM存贮器以及电阻阵列，功能方框图如下图所示。
电阻阵列包含31个电阻单元，在每个单元的两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。
对滑动单元抽头点位置的访问由PU、PD两个输入端所输入的数据经5位加/减计数器计数、32选1译码器译码后控制单接点的电子开关来实现。
在滑动端改变抽头位置时工作在"先接通后断开"的方式。
X9511的分辨率等于最大的电阻值被31除。
5位二进制加/减计数器计数达到一个极端时，不会循环回复，即当加计数时，不会由11111跳到00000；减计数时不会由00000跳到11111。
控制电路负责控制5位E2PROM,在计数器所计数据（滑动端的位置）的贮存和掉电后再次上电时,对E2PROM存贮器所存数据操作调用。
E2PROM所存数据可保存100年。
管脚功能：9511具有8引脚DIP、SOIC两种封装形式，如下图所示VH、VL：高电压端及低电压端，高、低电压端等效于一个机械电器的两个固定端。
VW：滑动端，相当于机械电位器的可移动端，滑动端的串联电阻（电子开关的导通电阻）典型值为40。
PU：加计数输入端，具有去抖动功能，内部接有上拉电阻，平时能够保持PU端为高电平。
当PU端输入低电平时，内部计数器开始执行加计数，滑动输出端向上移动，VL与VW之间的电阻增大，VH与VW之间的电阻减小。
因为内部具有去抖动功能，所以输入低电平的时间必须大于40ms才算有效。
输入低电平的时间大于40ms而小于1s 时，以慢速方式计数，每250ms加1。
输入低电平的时间超过1s时，在超出1s的时间范围内，以快速方式计数，每50ms加1。
一款音调控制电路的制作
一款音调控制电路的制作杨秀华【摘要】@@ 由于各种音乐对放大电路的频响要求不同,再加上放音环境的差异,以及每个人在听觉上的习惯和爱好不同.所以在放大器中说要加入音调控制电路,用它来按实际需求突出或减弱高音区或低音区,以期改善听音效果.【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P17-19)【作者】杨秀华【作者单位】广州市玮邦音响厂【正文语种】中文由于各种音乐对放大电路的频响要求不同，再加上放音环境的差异，以及每个人在听觉上的习惯和爱好不同，所以在放大器中说要加入音调控制电路，用它来按实际需求突出或减弱高音区或低音区，以期改善听音效果。
常用的前置音调有两种：一种是衰减型RC音调控制电路，一种是反馈型音调控制电路。
这里介绍衰减型RC 音调控制电路。
一、电路特点分立元件前置音调电路3Q1接成共射极放大器3Q2作射极输出，放大器的输入信号与输出信号相位相反，这样既满足了反馈式音调控制电路的相位要求，又使电路有低的输出阻抗。
同时3Q2接成共射极放大器，电路受控范围大，不受前后级电路的放大倍数影响。
此电路的指标为：低音控制范围100Hz时为±10db，高音控制范围5kHz时为+10～-6 db。
二、电路工作原理电路原理图如图1。
信号先经3Q1进行放大，放大后的信号经过衰减型RC音调控制电路的高低音提升或衰减后再经3Q2进行放大后输入到下一级。
3RP1和3RP4分别为3Q1和3Q2的基极直流偏置电阻，可调整放大电路的增益。
3RP2是低音控制电位器，当滑动触点位于电位器最上端时，3C4被短路，低音信号容易通过，该信号经3C1、3R5、3R7被送到3Q2的基极，由于3C5、3R6的分路作用，对高频分量有很大的衰减，相对提升了低音。
当3RP2的滑动触点位于电位器的最下端时，3C5被短路，音频信号通过3C1、3R5、3C4、3R7送到3Q2的基极，3C1与3C4是串联的，由天3C4的容量较小，对低音信号呈现较大阻抗，低音难以通过，因而低音被衰减了，所以3RP2对低音起到了控制作用。
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低频 衰减 高频 提升
实测Uom（f） 实测Au（f）/dB 理论Uom（f）
100mv
Au（f）/dB
-17 -12
-3
0
3
12
17
注：电压增益Au(dB)=20log(Uom/Uim)
实验报告要求： (1)依据表 4-1 的测量数据Uom（f），由Uom/Uim计算相应频率的Au(f) (dB)，并且填入表中。 (2)依据表 4-1 的测量数据，绘制出音调控制特性曲线Au(dB)～f。 (3)分析实测音调曲线与理论音调曲线的差异，说明原因。
4-5 所示。将C1、C2视为短路，R4与R1、R2组成星形连接，将其转换成三角形连接后的电路 如图 4-6 所示。
R1
R2
Rc
R4
Ra
Rb
－
vi
C3
＋
－
vo vi
C3
vo
R3
＋ R3
RP 2
图 4-5 音调控制器高频等效电路
其中， Ra = R1 + R4 + (R1R4 / R2 ) Rb = R4 + R2 + (R4 R2 / R) Rc = R1 + R2 + (R2R1 / R4 )
ω2 = (RP1 + R2 ) /(RP1R2C2 ) 或 fL2 = (RP1 + R2 ) /(2πRP1R2C2 )
（4-2） （4-3）
①当 f < fL1 时，C2可视为开路，运算放大器的反向输入端视为虚地，R4的影响可以忽略，
此时电压增益 ： AVL = (RP1 + R2 )/ R1
由式（4-4）得 AVL = (RP1 + R2 )/ R1 ≥20dB。
4
其中， RP1 、 R2 、 R1 一般取几千欧姆至几千欧姆。现取 RP1 =470kΩ， R2 = R1 =47kΩ，
AVL = (RP1 + R2 ) R1 = 11(20.8dB)，
由（4-2）得 C2
=
1 2πRP1 f L1
1.6 思考题
1）音调调节电路的实质是什么？ 2）测试中音增益时，调节低音、高音电位器时是否有变化？为什么？ 3）测试低音区音调曲线时，应该调节那个电位器？如何调节使增益提升？ 4）测试高音区音调曲线时，应该调节那个电位器？如何调节使增益衰减？
6
= 490pF ，取标称值
470pF
。取 RP1 = RP2 =470kΩ， RP33 =10kΩ，级间耦合与
隔直电容 C4 = C5 =10μF。经过参数计算得到满足设计要求的电路图如图 4-9 所示。
图 4-9 音调控制电路图 1.5.2 音调控制电路幅频特性的测试
音调特性测试方法 1—测频法：输入幅度Uim恒定的正弦波信号，改变输入信号的频率f （通过调节信号发生器输出频率）来观测其输出幅度Uom (f)，当Uom (f)达到预定幅值时，此 时信号发生器输出的频率读数值即为给定增益处的频率f。
在实际应用中，通常先提出对低频区 fLX 处和高频区 fHX 处的提升量或衰减量 x(dB)，
再根据下式求转折频率 fL2 (或 fL1 )和 fH1 (或 fH 2 ),即
f L2 = f Lx ⋅ 2 x 6
（4-18）
f H1 = f Hx 2 x 6
（4-19）
1.5 基础实验内容及要求
1.5.1 实验电路参数确定
以f0=1kHz为音响的中音频率，设其增益为 0dB；fL1低音转折频率（截止频率），其增益为 ±17 dB；fL2低音频区中音转折频率，其增益为±3 dB；fH1高音频区中音转折频率，其增益 为±3 dB；fH2高音转折频率（截止频率），其增益为±17 dB。
1
可见音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持 0dB 不变。 因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。
图 4-4 低频衰减
对图 4-3 进行分析，所示电路是一个一阶有源低通滤波器，其增益函数的表达式为：
2
A (
jω
)
=
Vo Vi
=−
RP1 + R2 R1
⋅ 1+ (jω) / ω2 1+ (jω) / ω1
（4-1）
其中：
ω1 = 1/(RP1C2 ) 或 fL1 = 1/(2πRP1C2 )
（4-4）
②在 f = fL1 时，因为 fL2 = 10 fL1 ，故可由式（4-1）得：
AV1
=Байду номын сангаас
−
RP1 + R1
R2
⋅1+ 0.1j 1+ j
（4-5）
取模后得： AV1 = (RP1 + R 2 ) / 2R1
此时电压增益相对 AVL 下降 3dB
③在 f = fH 2 时，由式（4-1）得
个、瓷片电容 0.01u 2 个，470pF 1 个、
1.3 预习要求
（1）熟悉集成电路芯片 uA741 的引脚图及功能； （2）熟悉音调控制电路的三种类型； （3）掌握音调控制电路相关参数的计算。
1.4 实验原理
1.4.1 音调控制电路简介 音调控制电路大致可分为三大类：（1）衰减式音调控制电路，（2）（晶体管、运放）负
A V2
=
−
RP1 + R1
R2
⋅ 1+ j 1+10 j
（4-6） （4-7）
取模后得：
AV2
=
−
RP1 + R1
R2
⋅
2 10
=
0.14 AVL
（4-8）
此时电压增益相对 AVL 下降 17dB。
同理可以得出图 4-4 所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。
（2）当 f > f0 时，C1、C2可视为短路，作为高通滤波器，音调控制器的高频等效电路如图
测量频率点
fL1
fLx
fL2
f0
fH1
fHx
fH2
理论值
音调电位器
低音调向输入端 A 端
中端
高音调向输出端 D 端
低频 提升 高频 衰减
实测Uom（f） 实测Au（f）/dB 理论Uom（f）
Au（f）/dB
17
12
100mv
3
0
-3
-12
-17
音调电位器
低音调向输出端 B 端
中端
高音调向输入端 C 端
因
fH 2
= 10 fH1 由式（4-12）得： AV4
=
10 2
AV0
（4-16）
此时电压增益 AV4 相对于 AV 0 提升了 17dB。 ④当 f > fH 2 时，Ｃ3视为短路，此时电压增益 AVH = (Ra + R3 ) / R3 （4-17）
同理可以得出 4-8 所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。
实验四 音调控制电路设计
设计一音调控制电路，其中，中频 1kHz，低音转折频率 100Hz 处有±12dB 的增益调 节，高音转折频率 10kHz 处有±12dB 的增益调节。
1.1 实验目的
（1）了解滤波器概念； （2）掌握音调控制电路的设计及测试方法；
1.2 实验仪器及器件
（1）双踪示波器； （2）直流稳压电源； （3）函数信号发生器； （4）数字电路实验箱或实验电路板； （5）数字万用表； （6）uA741 集成电路芯片 1 片、47k 3 个、13k 1 个、470k 电位器 2 个、电解电容 10u 2
RP 2
图 4-6 图 4-5 的等效电路
（4-9） （4-10） （4-11）
3
若取 R1 = R2 = R4 ，则 Ra = Rb = Rc = 3R1 = 3R2 = 3R3
RP2的滑臂在最左端时，对应于高频提升最大的情况 ,等效电路见图 4-7。RP2的滑臂在最右
端时，对应于高频衰减最大的情况，等效电路见图 4-8。
C3 R3
vi Ra
Rb
－ ＋
Ra vi
vo
C3
R3
Rb
－ vo
＋
图 4-7 高频提升
图 4-8 高频衰减
图 4-7 所示电路为一阶有源高通滤波器，其增益函数的表达式为：
A (
jω
)
=
Vo Vi
=−
Rb Ra
⋅
1 1
+ +
( (
jω jω
)/ )/
ω3 ω4
（4-12）
式中，ω3 = 1/[(Ra + R3 )C3 ] 或 fH1 = 1/[2π(Ra + R3 )C3 ] ω4 = 1/(R3C3 ) 或 fH2 = 1 (2πR3C3 )
5
均置中间位置。
（2）中频音调特性测量：将f=100Hz，Uim=100mV的正弦波信号加入至音调控制器的输 入端，将输出信号uo的幅值Uom测量值填入表格 4-1 的f0列中。
（3）低频音调特性测量：将高音电位器RP2滑臂居中，将低音电位器RP1滑臂置于最左 端(A端)，保持Uim=100mV，调节信号频率f分别为fL1、fLx、fL2，测量其相应的低音提升输出 幅值Uom，结果填入表 4-1 的fL1、fLx、fL2三列中；将低音电位器RP1滑臂置于最右端（B端）， 重复上述测量过程，测量其相应的低音衰减输出幅值Uom，测量填入表 4-1 中。