音调控制电路(-2016南京师范大学电赛校赛d题)

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1、2016年南京师范大学电子设计竞赛音调控制电路（D题）参赛组别：大二参赛组号：32队员：张研、施明堃、刘事成22目录一、设计任务和功能要求3二、摘要5三、设计原理概述5四、电路方案论证7五、电路参数计算及系统参数协调9六、系统原理总图13七、仿真与测试14八、元器件清单22九、参考文献2222音调控制电路（D题）一、设计任务和功能要求1、任务设计制作一个音响系统中的音调控制器。音调控制器的输入音频信号范围不小于50Hz～20kHz，输入信号幅度为250mV。音调控制器能对低音频和高音频的增益进行提升或衰减，中音频的增益保持0dB不变，其

2、幅频特性曲线如图1所示。fAu/dBfL1fLXfL2f0fH1fHXfH2(40Hz)(100Hz)(400Hz)(1kHz)(2.5kHz)(10kHz)(25kHz)2012-12-206dB/倍频程0图1音调控制器的幅频特性曲线2、要求1．基本要求（1）输入信号频率为ƒ0=1kHz时，增益为0dB，误差不大于1dB（输入250mV时，对应输出幅度不超过280mV～223mV）。（2）输入信号频率为ƒLX=100Hz时，增益为dB（输入250mV时，对应输出幅度1000mV～63mV）连续可调，波形无明显失真。（3）输入信号频率为

3、ƒHX=10kHz时，增益为dB（输入250mV时，对应输出幅度1000mV～63mV）连续可调，波形无明显失真。2．发挥部分（1）输入信号频率为ƒL1=40Hz时，增益为dB（输入250mV时，对应输出幅度2500mV～25mV）连续可调，波形无明显失真。（2）输入信号频率为ƒH2=25kHz时，增益为dB（输入250mV时，对应输出幅度2500mV～25mV）连续可调，波形无明显失真。（3）输入信号频率为ƒL2=400Hz时，增益为0dB，误差不大于dB（输入250mV时，对应输出幅度输入250mV时，对应输出幅度不超过353mV～

4、177mV）。（4）输入信号频率为ƒH1=2.5kHz时，增益为0dB，误差不大于dB（输入250mV时，对应输出幅度不超过353mV～177mV）。（5）其他。 223、说明1．工作电源可用成品，也可自制，电源电压自选。2．设计报告正文中应包括方案比较与选择、电路设计、转折频率计算、增益调整范围计算及主要的测试结果等。4、评分标准表1设计报告项目主要内容分数系统方案和方案比较比较与选择方案描述2理论分析与计算转折频率计算及分析增益调整范围及误差分析9电路图及有关设计文件电路设计8测试方案与测试结果分析测试方案及测试条件测试结果完整性测

5、试结果分析8设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性3总分30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项10其他10总分5022二、摘要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：音调控制电路、频率特性、音频信号、高频信号、输入信号、退耦电容、低音调、衰减、提升、负反馈。三、设计原理概述音调控制电路是利用电子线路的频率特性原理为目的，改变信号中高、低频成分的比重，适合

6、调节音色改善音质，通过对声音某部分频率信号进行提升或进行衰减，不影响其他频段。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）负反馈音调调控电路；（3）衰减-负反馈混合式音调控制电路。电路一般使用高音、低音两个调节电位器；但在少数控制电路中，也有一个电位器兼做高低音音调控制电路。这里所说的提升和衰减，仍然是相对于中音频而言的。所谓提升，就是比中音频的衰弱要小一些。所谓衰弱。就是比中音频的衰弱要大一些。一个良好的音频控制电路，要有足够的高、低音频调节范围，但又同时要求高、低音频从最强到最弱的整个调节过程里，中

7、音信号不发生明显的幅度变化，以保证音质大致不变。如图2-1是音频控制器的幅频特性曲线，其中ƒL1表示低音频转折频率这里为40Hz，ƒL2（等于10ƒL1）表示低音频区的中音频转折频率，ƒH1表示高音频区的中音频转折频率，ƒH2（等于10ƒH1）表示高音频转折频率，这里为25kHz。图2-1音频控制器的幅频特性曲线以ƒ0=1kHz为音调的中音频，其增益为0dB；ƒL1低音转折频率（截止频率），其增益为±17dB；ƒL2低音频区中音转折频率，其增益为±3dB；ƒH1高音频区中音频率转折频率，其增益为±3dB；ƒH2高音转折频率（截止频率），

8、其增益为±17dB。可见音频调节电路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。因此音调控制电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。22供电电源去耦电路信号输出端高音频控制电路信号输入端