音调控制电路（详解音量控制器和音调控制器电路）

音量控制器

1.典型双声道音量控制器电路

图4-41所示是双声道音量控制器。RP1-1和RP1-2是双联同轴电位器，用虚线表示这是一个同轴电位器，其中RP1-1是左声道音量电位器，RP1-2是右声道音量电位器。

图4-41 双声道音量控制器

当音量调节中转动音量旋钮时，RP1-1和RP1-2的动片同步动作，动片向上滑动时动片输出信号增大，送到后面功率放大电路中的信号增大，音量增大，反之则减小。

重要提示

音量控制器中采用Z(指数)型电位器，均匀转动音量电位器转柄时，动片与地端之间的阻值一开始上升较缓慢，后来阻值增大较快。这样，较小音量时，馈入扬声器的电功率增大量变化较小，音量较大时馈入扬声器的电功率增大量上升很快，这与人耳的对数听觉特性恰好相反，这样在均匀转动音量电位器转柄时，人耳感觉到的音量是均匀上升的，如图4-42所示。

图4-42 曲线示意图

2.电子音量控制器电路

重要提示

普通音量控制器电路结构简单，但存在一个明显的缺点，就是当机器使用时间较长以后，由于音量电位器的转动噪声会引起在调节音量时扬声器中出现“咔啦、咔啦”的噪声。这是因为音量电位器本身直接参与了信号的传输，当动片与碳膜之间由于灰尘、碳膜磨损存在接触不良时，导致信号传输有中断，引起噪声。

采用电子音量控制器后，由于音频信号本身不通过音量电位器，而且可以采用相应的消除噪声措施，这样即使电位器动片接触不好时也不会引起明显的噪声。另外，双声道电子音量控制器电路中可以用一只单联电位器同时控制左、右声道的音量。

图4-43所示是电子音量控制器电路。VT1、VT2构成差分放大器，VT3构成VT1和VT2发射极回路恒流管，RP1是音量电位器。

图4-43 电子音量控制器电路

音频信号传输线路是：音频信号Ui经C1耦合，加到VT1基极，经放大和控制后从其集电极输出。图4-44所示是信号传输过程示意图。

电路工作原理是：VT1和VT2发射极电流之和等于VT3的集电极电流，而VT3集电极电流受RP1动片控制。RP1动片在最下端时，VT3基极电压为0V，其集电极电流为0A，VT1和VT2截止，无输出信号，处于音量关死状态。

图4-44 信号传输过程示意图

RP1动片从下端向上滑动时，VT3基极电压逐渐增大，基极和集电极电流也逐渐增大，由于VT2的基极电流由R4决定，所以VT2发射极电流基本不变。这样VT3集电极电流增大导致VT1发射极电流逐渐增大，VT1发射极电流增大就是它的放大能力增大，使输出信号增大，即音量在增大。

RP1动片滑到最上端时，VT3集电极电流和VT1发射极电流最大，这时音量最大。

重要提示

由上述分析可知，通过控制VT3基极电压高低便能控制VT1的增益大小，从而控制音频输出信号Uo的大小，所以这种电路实际上是一种百思特网压控增益电路，即通过控制VT3基极上直流电压的大小来达到控制VT1增益大小的目的。

电路中的C3用来消除RP1动片可能出现接触不良而带来的噪声，当RP1动片发生接触不良时，由于C3两端的电压不能突变，这样保证了加到VT3基极的电压比较平稳，消除了RP1因接触不良而引起的噪声。

3.音量压缩电路

所谓音量压缩电路，是用来防止大信号时功率放大电路过负荷的电路。要求音量压缩电路在大信号到来时，自动压缩信号动态范围，并且要求因压缩而造成的信号失真要尽可能地小，因此音量压缩电路中采用了二极管、场效应管等非线性器件。

图4-45所示是二极管音量压缩电路。压缩电路由VD1～VD6、C1～C3、S1组成。S1是音量压缩开关，合上S1，接通压缩电路;S1断开时，无音量压缩功能。

图4-45 二极管音量压缩电路

输出信号经S1、C3送到VD3、VD6上，经整流加到VD1和VD2、VD4和VD5上，使之加上正向偏置，VD1和VD2、VD4和VD5微导通。其中VD3整流输出信号的负半周，VD6整流输出信号的正半周。

当大信号出现时，VD1和VD2、VD4和VD5的正向偏置电压变大，导通程度更深，内阻迅速下降，结果一部分输入信号的正、负半周经VD1和VD2、VD4和VD5，分别由C1、C2旁路到地，这样输入到低放电路的信号减小，达到防止大信号过负荷的目的。

音调控制器

音调控制器用来对音频信号各频段内的信号进行提升或衰减，以满足听音者对听音的需要。一些中、高档组合音响中采用图示音调控制器，此时音调控制器采用独立一层的结构。

图示音调控制器电路按照电路组成划分主要有3种：LC串联谐振图示电路、集成电路图示电路和分立元器件图示电路。

1.集成电路图示音调控制器原理电路

图4-46所示是集成电路图示百思特网音调控制器原理电路，为单声道五段图示音调控制器电路。Ui为输入信号，Uo为经过音调控制器控制后的信号。

图4-46 集成电路图示音调控制器原理电路

RP1～RP5是5个频段音调控制电位器，控制的频率分别由动片与地之间的A1～A55个陷波器(也称为带阻滤波器)的陷波频率决定，A1～A5分别等效为5个中心频率为 100Hz、330Hz、1kHz、3.3kHz 和 10kHz的LC串联谐振电路。

A6是放大器，R1是A6的负反馈电阻，其阻值大小决定了A6的闭环增益大小。C2是高频消振电容，防止A6发生高频自激。C1是输入端耦合电容。

2.陷波器电路及等效电路

A1～A5这5个陷波器的电路结构是一样的，只是阻容元件的参数不同，图4-47所示是这种陷波器电路及等效电路。RP是音调控制电位器。A01是一个运算放大器，由于它的反相输入端与输出端相连，这样构成一个+1放大器。从图4-47中可以看出，这一陷波器电路等效成一个LC串联谐振电路。

+1放大器及陷波器电路具有下列一些特性。

(1)+1放大器的增益为1。

(2)由于A01的开环增益很大，+1放大器可以看成输入阻抗很高、输出阻抗很低的理想放大器。用节点电流定律可以推算出图中P点对地的输入阻抗为

图4-47 陷波器及等效电路

(3)P点对地之间可以等效成一个电阻R和电感量等于R1 R2 C2大小的线圈，这样与电容C1构成一个等效的LC串联谐振电路。

(4)整个A1可以等效成一个LC串联谐振电路，其谐振频率f0为

陷波器等效成一个LC串联谐振电路，其谐振频率由R1、R2、C1和C2阻容元件标称值决定。实用电路中，往往将R1、R2阻值固定不变，而是通过外接电容C1、C2的容量变化，来获得不同频段的中心控制频率。

3.工作原理分析

以330Hz RP2控制器为例，分析这一电路的工作原理。设RP2的动片滑到中间位置，此时的等效电路如图4-48所示。电路中，RP2的动片等效为交流接地(仅对330Hz信号而言)，动片将RP2分成RP2′、RP2″两部分。当RP2动片在中间位置时RP′2=RP″2。此时RP2′构成对输入信号Ui的对地分流电路，RP2″则是A6的负反馈电阻。此时，对330Hz信号处于不提升也不衰减状态。

当RP2动片向A点滑动时，RP2′的阻值减小，使RP2′对输入信号分流衰减的量增大。同时，由于RP2″的阻值增大，负反馈量增大，这样A6输出信号中的330Hz信号受到逐渐增大的衰减。当RP2动片滑到最顶端A点时，分流衰减量最大，负反馈量最大，330Hz信号受到最大的衰减，最大衰减量一般为10dB。根据阻抗特性可知，对330Hz信号的衰减量为最大，对大于或小于330Hz的信号因RP2动片回路陷波器阻抗较大，故衰减量较小。

图4-48 等效电路

当RP2动片从中间位置向B端滑动时，RP2′的阻值增大，对输入信号的分流衰减量逐渐减小，同时RP2″的阻值逐渐减小，负反馈量减小，放大倍数增大，对330Hz信号进行提升。当RP2动片滑到顶端B端时，RP2′阻值最大，等于RP2标称值，对输入信号的分流量为最小。同时RP2″阻值为0，负反馈电阻最小，负反馈量最小，对330Hz信号的提升达到最大，一般为10dB。同理，由于RP2动片回路所接330Hz陷波器的阻抗特性，对大于或小于330Hz信号的提升量小于对330Hz的提升量。

重要提示

对于330Hz频段以外的信号，由于陷波器A2的阻抗很大而呈开路，故对这些信号无控制作用。另外，RP1～RP5的标称阻值较大，对信号的插入损耗不太大，各频段之间的相互影响也不大。

4.实用电路分析

图4-49所示是音响中的图示音调控制器电路。A401采用BA3822LS图示音调控制集成电路。RP404-1～RP413-1是10个频段的左声道音调控制电位器。

图4-49 音响中的图示音调控制器电路

输入信号Ui经C419耦合，百思特网加到A401的

脚，经放大和控制，信号从

脚输出，由C442和R436耦合到后级电路中。直流工作电压+V加到A401的电源端

脚，同时给VT405供电。 RP404-1～RP411-1动片与A401内电路构成8个陷波器电路。RP412-1动片上的陷波器电路由VT405构成。RP413-1动片则通过C433接地。RP404-1控制频率最低(因为动片上的电容容量为最大)，RP405-1～RP413-1控制频率依次升高，RP413-1的控制频率为最高。