有源调音电路
调音电路实验介绍:调音电路在功放电路前面,主要功能是对低音(几十到几百赫兹),高音(几千到几十千赫兹)的增益进行提升或衰减,保持中音(几百到几千赫兹)的增益不变。达到补偿声学特性,美化音色等目的。低音,中音,高音的频率边界没有特别明晰的分界,跟用户的喜好相关。调音电路有电位器进行调节,是一个可调滤波器。
学习目的:了解负反馈放大器,理解不同频率的交流等效电路,理解高通,低通,带通,带阻这些滤波器概念。会用扫频仪测试滤波器。
电路原理分析:整体电路如下,是一个反向放大器。低音和高音走不同的反馈路径。C1和C2是100倍于C3的容值。低音几百赫兹,高音几十千赫兹,相差100倍频程。所以C1和C2,C3可以使低音和高音走不同的反馈路径。实现分别调节。

下面将整体电路分为低音特效电路和高音等效电路。这样更方便理解电路原理。
先看一下电容的阻抗 1/(2*pi*f*C)

低音等效电路

调节P1可以改变低音的放大倍数,增益为 P1的右侧并联C2加上R2,除以 P1的左侧并联C1加上R1。由于C3对应低音近似开路,所以调节P2不会改变低音放大倍数。
高音等效电路

调节P2可以改变高音的放大倍数,增益为P2的右侧加上R5,除以P2的左侧加上R4。由于C1和C2近似于旁路,所以调节P1不会影响高音放大倍数。
中音等效电路

中音等效电路中,P1和P2的调节都不影响。中音的增益为-1倍。也就是 -R2/R1.
硬木课堂平台搭建实物图

测试过程
开启电源

信号源配置输出测试信号(先发低音200Hz,再发10KHz)

用信号源和示波器检测电路是否正常
AIN1(CH1)黄色测试输入信号。AIN2(CH2)蓝色测试输出


功能正常后,使用波特图仪(扫频仪)来看幅频特性。
低音增益大(低通滤波器)

高音增益大(高通滤波器)

低音高音增益大,中音不变(带阻滤波器)

低音高音增益小,中音不变(带通滤波器)

结束语:在扫频前,用信号源和示波器确认电路正常工作,这样扫频结果才正确。滤波器的种类有多种拓扑结构。例如 multiple-feedback,sallen-key结构。滤波器的响应也分多种,例如线性相位,切比雪夫,贝塞尔,巴特沃斯。本文的滤波器是利用了电容和电阻的选频特性。运用不同频段的交流等效电路来分析,给读者展示了常见的低通,高通,带通,带阻频率特性。展示了示波器和信号源在电路调试中的强大作用,为后续的电子工程研究打下基础。