音量控制器控制器電路介紹

1.典型雙聲道音量控制器電路

圖4-41所示是雙聲道音量控制器。RP1-1和RP1-2是雙聯同軸電位器，用虛線表示這是一個同軸電位器，其中RP1-1是左聲道音量電位器，RP1-2是右聲道音量電位器。

圖4-41 雙聲道音量控制器

當音量調節中轉動音量旋鈕時，RP1-1和RP1-2的動片同步動作，動片向上滑動時動片輸出信號增大，送到后面功率放大電路中的信號增大，音量增大，反之則減小。

重要提示

音量控制器中采用Z(指數)型電位器，均勻轉動音量電位器轉柄時，動片與地端之間的阻值一開始上升較緩慢，后來阻值增大較快。這樣，較小音量時，饋入揚聲器的電功率增大量變化較小，音量較大時饋入揚聲器的電功率增大量上升很快，這與人耳的對數聽覺特性恰好相反，這樣在均勻轉動音量電位器轉柄時，人耳感覺到的音量是均勻上升的，如圖4-42所示。

圖4-42 曲線示意圖

2.電子音量控制器電路

重要提示

普通音量控制器電路結構簡單，但存在一個明顯的缺點，就是當機器使用時間較長以后，由于音量電位器的轉動噪聲會引起在調節音量時揚聲器中出現“咔啦、咔啦”的噪聲。這是因為音量電位器本身直接參與了信號的傳輸，當動片與碳膜之間由于灰塵、碳膜磨損存在接觸不良時，導致信號傳輸有中斷，引起噪聲。

采用電子音量控制器后，由于音頻信號本身不通過音量電位器，而且可以采用相應的消除噪聲措施，這樣即使電位器動片接觸不好時也不會引起明顯的噪聲。另外，雙聲道電子音量控制器電路中可以用一只單聯電位器同時控制左、右聲道的音量。

圖4-43所示是電子音量控制器電路。VT1、VT2構成差分放大器，VT3構成VT1和VT2發射極回路恒流管，RP1是音量電位器。

圖4-43 電子音量控制器電路

音頻信號傳輸線路是：音頻信號Ui經C1耦合，加到VT1基極，經放大和控制后從其集電極輸出。圖4-44所示是信號傳輸過程示意圖。

電路工作原理是：VT1和VT2發射極電流之和等于VT3的集電極電流，而VT3集電極電流受RP1動片控制。RP1動片在最下端時，VT3基極電壓為0V，其集電極電流為0A，VT1和VT2截止，無輸出信號，處于音量關死狀態。

信號傳輸過程示意圖介紹

RP1動片從下端向上滑動時，VT3基極電壓逐漸增大，基極和集電極電流也逐漸增大，由于VT2的基極電流由R4決定，所以VT2發射極電流基本不變。這樣VT3集電極電流增大導致VT1發射極電流逐漸增大，VT1發射極電流增大就是它的放大能力增大，使輸出信號增大，即音量在增大。

RP1動片滑到最上端時，VT3集電極電流和VT1發射極電流最大，這時音量最大。

重要提示

由上述分析可知，通過控制VT3基極電壓高低便能控制VT1的增益大小，從而控制音頻輸出信號Uo的大小，所以這種電路實際上是一種壓控增益電路，即通過控制VT3基極上直流電壓的大小來達到控制VT1增益大小的目的。

電路中的C3用來消除RP1動片可能出現接觸不良而帶來的噪聲，當RP1動片發生接觸不良時，由于C3兩端的電壓不能突變，這樣保證了加到VT3基極的電壓比較平穩，消除了RP1因接觸不良而引起的噪聲。

3.音量壓縮電路

所謂音量壓縮電路，是用來防止大信號時功率放大電路過負荷的電路。要求音量壓縮電路在大信號到來時，自動壓縮信號動態范圍，并且要求因壓縮而造成的信號失真要盡可能地小，因此音量壓縮電路中采用了二極管、場效應管等非線性器件。

圖4-45所示是二極管音量壓縮電路。壓縮電路由VD1～VD6、C1～C3、S1組成。S1是音量壓縮開關，合上S1，接通壓縮電路;S1斷開時，無音量壓縮功能。

圖4-45 二極管音量壓縮電路

輸出信號經S1、C3送到VD3、VD6上，經整流加到VD1和VD2、VD4和VD5上，使之加上正向偏置，VD1和VD2、VD4和VD5微導通。其中VD3整流輸出信號的負半周，VD6整流輸出信號的正半周。

當大信號出現時，VD1和VD2、VD4和VD5的正向偏置電壓變大，導通程度更深，內阻迅速下降，結果一部分輸入信號的正、負半周經VD1和VD2、VD4和VD5，分別由C1、C2旁路到地，這樣輸入到低放電路的信號減小，達到防止大信號過負荷的目的。

音調控制器分立元器件圖示電路

音調控制器用來對音頻信號各頻段內的信號進行提升或衰減，以滿足聽音者對聽音的需要。一些中、高檔組合音響中采用圖示音調控制器，此時音調控制器采用獨立一層的結構。

圖示音調控制器電路按照電路組成劃分主要有3種：LC串聯諧振圖示電路、集成電路圖示電路和分立元器件圖示電路。

1.集成電路圖示音調控制器原理電路

圖4-46所示是集成電路圖示音調控制器原理電路，為單聲道五段圖示音調控制器電路。Ui為輸入信號，Uo為經過音調控制器控制后的信號。

圖4-46 集成電路圖示音調控制器原理電路

RP1～RP5是5個頻段音調控制電位器，控制的頻率分別由動片與地之間的A1～A55個陷波器(也稱為帶阻濾波器)的陷波頻率決定，A1～A5分別等效為5個中心頻率為 100Hz、330Hz、1kHz、3.3kHz 和 10kHz的LC串聯諧振電路。

A6是放大器，R1是A6的負反饋電阻，其阻值大小決定了A6的閉環增益大小。C2是高頻消振電容，防止A6發生高頻自激。C1是輸入端耦合電容。

2.陷波器電路及等效電路

A1～A5這5個陷波器的電路結構是一樣的，只是阻容元件的參數不同，圖4-47所示是這種陷波器電路及等效電路。RP是音調控制電位器。A01是一個運算放大器，由于它的反相輸入端與輸出端相連，這樣構成一個+1放大器。從圖4-47中可以看出，這一陷波器電路等效成一個LC串聯諧振電路。

+1放大器及陷波器電路具有下列一些特性。

(1)+1放大器的增益為1。

(2)由于A01的開環增益很大，+1放大器可以看成輸入阻抗很高、輸出阻抗很低的理想放大器。用節點電流定律可以推算出圖中P點對地的輸入阻抗為

圖4-47 陷波器及等效電路

(3)P點對地之間可以等效成一個電阻R和電感量等于R1· R2· C2大小的線圈，這樣與電容C1構成一個等效的LC串聯諧振電路。

(4)整個A1可以等效成一個LC串聯諧振電路，其諧振頻率f0為

陷波器等效成一個LC串聯諧振電路，其諧振頻率由R1、R2、C1和C2阻容元件標稱值決定。實用電路中，往往將R1、R2阻值固定不變，而是通過外接電容C1、C2的容量變化，來獲得不同頻段的中心控制頻率。

3.工作原理分析

以330Hz RP2控制器為例，分析這一電路的工作原理。設RP2的動片滑到中間位置，此時的等效電路如圖4-48所示。電路中，RP2的動片等效為交流接地(僅對330Hz信號而言)，動片將RP2分成RP2′、RP2″兩部分。當RP2動片在中間位置時RP′2=RP″2。此時RP2′構成對輸入信號Ui的對地分流電路，RP2″則是A6的負反饋電阻。此時，對330Hz信號處于不提升也不衰減狀態。

當RP2動片向A點滑動時，RP2′的阻值減小，使RP2′對輸入信號分流衰減的量增大。同時，由于RP2″的阻值增大，負反饋量增大，這樣A6輸出信號中的330Hz信號受到逐漸增大的衰減。當RP2動片滑到最頂端A點時，分流衰減量最大，負反饋量最大，330Hz信號受到最大的衰減，最大衰減量一般為10dB。根據阻抗特性可知，對330Hz信號的衰減量為最大，對大于或小于330Hz的信號因RP2動片回路陷波器阻抗較大，故衰減量較小。

圖4-48 等效電路

當RP2動片從中間位置向B端滑動時，RP2′的阻值增大，對輸入信號的分流衰減量逐漸減小，同時RP2″的阻值逐漸減小，負反饋量減小，放大倍數增大，對330Hz信號進行提升。當RP2動片滑到頂端B端時，RP2′阻值最大，等于RP2標稱值，對輸入信號的分流量為最小。同時RP2″阻值為0Ω，負反饋電阻最小，負反饋量最小，對330Hz信號的提升達到最大，一般為10dB。同理，由于RP2動片回路所接330Hz陷波器的阻抗特性，對大于或小于330Hz信號的提升量小于對330Hz的提升量。

重要提示

對于330Hz頻段以外的信號，由于陷波器A2的阻抗很大而呈開路，故對這些信號無控制作用。另外，RP1～RP5的標稱阻值較大，對信號的插入損耗不太大，各頻段之間的相互影響也不大。

4.實用電路分析

圖4-49所示是音響中的圖示音調控制器電路。A401采用BA3822LS圖示音調控制集成電路。RP404-1～RP413-1是10個頻段的左聲道音調控制電位器。

圖4-49 音響中的圖示音調控制器電路

輸入信號Ui經C419耦合，加到A401的

腳，經放大和控制，信號從

腳輸出，由C442和R436耦合到后級電路中。直流工作電壓+V加到A401的電源端

腳，同時給VT405供電。 RP404-1～RP411-1動片與A401內電路構成8個陷波器電路。RP412-1動片上的陷波器電路由VT405構成。RP413-1動片則通過C433接地。RP404-1控制頻率最低(因為動片上的電容容量為最大)，RP405-1～RP413-1控制頻率依次升高，RP413-1的控制頻率為最高。