ASW低音炮专用频率均衡放大器设计制作.doc

ASW低音炮专用频率均衡放大器的设计制作 时间:2007-11-07 ? 来源: ? 作者:吴文波 ? 点击：2855 ? 字体大小:【大 中 小】 ??? 本放大器是为笔者的ASW低音炮度身定制的，具有简单可靠、性能优良、使用灵活等特点。若将其均衡电路参数稍作修改，也适用于其他类型的超低频音箱。现将其电路原理、制作及安装方法等介绍如下。 一、电路工作原理??? 本放大器包括频率均衡、功率放大、电源等几个部分。1、频率均衡电路??? 10英寸单元ASW低音炮的低频下限选36Hz，这一指标已很不错，但重放36Hz以下的超低频时份量仍感不足，若使用的是8英寸或6.5英寸单元制作的超低频音箱，低频下限一般只能达到42Hz以上，重放超低频时更是捉襟见肘，力不从心。这时听到的多半只是超低频的谐音。故均有必要通过均衡电路预先对40Hz以下的超低频份量予以适当提升，以充分发挥音箱的潜能，改善重放效果。此外，不同类型超低频音箱的低频上限也各不相同，与主音箱低频下限的配合也就不一定适当，可能造成系统中低频段的响应失真。故也有必要通过均衡电路对超低频音箱的频率上限进行调整，使之能与主音箱的低频下限完美配合。而20Hz以下的次低频人耳虽不可闻，但音乐信号中则可能存在(包括噪音)，一旦进入音箱，单元锥盆的振幅极大，会产生大量可闻的失真信号(如调制失真、二次、三次谐波失真等)，故也需要通过均衡电路予以衰减。???? 具有上述多种功能的均衡电路通常比较复杂。为简化起见，本均衡电路选用了最为简单有效的高Q值高通有源滤波器加可调式无源低通滤波器的电路形式(见图1)。图中，L、R声道信号经R1、R2相加(接解码器超低音输出端子时只需从一个输入端接入)，再经音量电位器VR1调节后，送往IC1a与外围阻容元件组成的高Q值高通滤波器。该滤波器在不同Q值时具有如图2所示的通带特性。???? 当Q0.7时，其转折频率fp处会形成一个峰，Q越大，峰越高(提升量越大)。利用这一特性，且Q值取得适当，便可按要求在提升超低频的同时衰减次低频，且电路十分简单，该滤波器的电路特点是具有等值的滤波元件C、R和一定的增益，且Q值通过电路增益A来控制，其中??? A=1+R4/R3??? Q=1/(3-A)??? Q值决定后，fp处的提升量也就决定了。Q值和fp的大小应根据音箱的结构和低频下限来选取，合成后的响应曲线才会平坦。由于ASW式音箱的低端下降斜率为15dB/oct，可取Q=5左右，这时滤波器的提升斜率约为14dB/oct,故本电路取R4=39kΩ，R3=22kΩ，这时??? A=1+39/22=2.77??? Q=1/(3-2.77)≈4.4??? 若所配音箱为密闭式的，可取Q=4，提升斜率为12dB/oct，若所配音箱为倒相式的，Q值可取8～10，但不宜超过10，否则电路可能不够稳定，这时超过20dB的提升量也是100W以下的功放和音箱难以承受的。???? fp值要取在音箱频响曲线的低端转折频率fL的半倍频处。本电路所配音箱的fL在44Hz左右(见图3曲线1)。故取fp=22Hz，这样滤波器的响应曲线(见图3曲线3)，才可与响应曲线1对称互补，合成的响应曲线(见图3曲线2)就比较平坦，理论上可使音箱的fp由原来的36Hz扩展到22Hz，但由于扬声器低频端的效率较低，实际上只能扩展到28Hz左右，尽管如此，其实际效果已相当理想(一只采用15英寸单元的巨无霸音箱，其fp也在28Hz左右)。fp确定后，滤波元件C1、C2、R5、R6便可由下面的公式确定，即??? C1=C2，R5=R6，??? fp=1/2πCR=159/CR??? 式中，C的单位为uF，R的单位为kΩ，因受阻容件标称值的限制，本电路取??? C1=C2=0.330uF??? R5=R6=220kΩ??? fp=159/CR=159/0.033×220=21.5(Hz)??? 从图2中还可以看出，这种高Q值滤波器响应曲线的低端下降斜率达24dB/oct，可大幅度衰减fp以下的频率成分，故可在大幅提升超低频的同时大幅衰减次低频。??? 信号经高通滤波器提升超低频后，从IC1a脚输出，送到由R7、R8、VR2和C3、C4组成的可调式二阶无源低通滤波器作进一步处理，该滤波器中的C值及R值也相同，其响应曲线高端转折频率??? fH=159/C3(R7+VR2)??? 按图1所示元件值，该滤波器的fH值可通过调节VR2在52Hz与185Hz之间随意改变，图3中的曲线4是fH调至55Hz时该滤波器的响应曲线，由于超低频音箱原有的上限频率约为110Hz，故本滤波器与其配合后，合成响应曲线的高端转折频率实际上只能在52Hz至110Hz之间调节。而滤波器fH值的高点取至185Hz，