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发表于 2008-6-4
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前置处理电路的作用及电路的控制
前置处理电路的主要作用是：将输入的较弱的电信号进行电压放大，并对重放声音的音量、音调和立体声状态等进行调控。故它应包括输入放大、音调、音量、响度、平衡控制等电路，如图1所示。有时还加入一二种低通或高通滤波器电路。随着卡拉OK的流行，现在的AV功放一般还增加有一级卡拉OK信号与左右主声道信号的混合放大电路。
1.输入放大电路 输入放大电路主要起输入缓冲隔离和放大作用。图3为采用高性能双通道运算放大集成电路为中心的同相输入放大电路。该电路目前在普及型AV功放中用得比较多，其特点是：增益控制简单、噪声小、双通道一致性好、电路简洁，安装、调试方便；并且输入阻抗高、输出阻抗低，一般适合与衰减式音调控制网络或衰减式音量控制器配用。图中C1、C4为输入输出耦合电容，R1为同相端输入偏置电阻，其取值较大（一般为47～100kΩ），因IC1的同相端输入阻抗极高，因此电路输入阻抗近似等于R1。R3、C3为负反馈网络，R2为负反馈电阻，C2为隔直电容，电路的放大增益近似由R3、R2决定，约为1＋R3/R2，调整R2或R3即可改变电路增益。目前，有些普及机在该电路同相输入端前面加入电位器作音量控制用，将衰减式音量控制器与输入放大电路相结合；也有些普及机在上述基础上，将卡拉OK信号同时接入该电路的反向输入端，使得输入放大电路与混合放大电路直接合二为一；这样一来就可以达到简化电路的目的。此时，必须注意的是，电路的增益的计算并不全由R3、R2决定，一定要结合卡拉OK信号电路的输出阻抗计算才对。
2.音调控制电路 音调控制电路的作用主要是为了满足听音者自己的听音爱好，通过对声音某部分频率信号进行提升或者衰减，使整个的声场更加符合听音者对听觉的要求。一般音响系统中通常设有低音调节和高音调节两个旋钮，用来对音频信号中的低频成分和高频成分进行提升或衰减。比较高档的音响设备中多采用多频段频率均衡方式，以达到更细致地校正频响的效果。
高低音调节的音调电路，根据其在整机电路中的位置，可分为衰减式、负反馈式以及衰减负反馈混合式音调控制电路三种。这种电路一般使用高音、低音两个调节电位器；但在少数普及型机中，也有用一个电位器兼作高低音音调控制电路的。
图4所示为负反馈式高低音调节的音调控制电路。该电路调试方便、信噪比高，目前大多数的普及型功放都采用这种电路。图中C1、C2的容量大于C3，对于低音信号C1与C2可视为开路，而对于高音信号C3可视为短路。低音调节时，当W1滑臂到左端时，C1被短路，C2对低音信号容抗很大，可视为开路；低音信号经过R1、R3直接送入运放，输入量最大；而低音输出则经过R2、W1、R3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而低音提升最大；当W1滑臂到右端时，则刚好与上述情形相反，因而低音衰减最大。不论W1的滑臂怎样滑动，因为C1、C2对高音信号可视为是短路的，所以此时对高音信号无任何影响。高音调节时，当W2滑臂到左端时，因C3对高音信号可视为短路，高音信号经过R4、C3直接送入运放，输入量最大；而高音输出则经过R5、W2、C3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而高音提升最大；当W2滑臂到右端时，则刚好相反，因而高音衰减最大。不论W2的滑臂怎样滑动，因为C3对中低音信号可视为是开路的，所以此时对中低音信号无任何影响。普及型功放一般都使用这种音调处理电路。使用时必须注意的是，为避免前级电路对音调调节的影响，接入的前级电路的输出阻抗必需尽可能地小，应与本级电路输入阻抗互相匹配。
图5所示为衰减式高低音调节的音调控制电路。电容C1、C2的容量大于电容C3、C4；对于高音信号C1与C2可视为短路，而对于低音信号则可视为开路；C3与C4对于高音信号可视为短路，而对于中低音信号则可视为开路，具体原理分析读者可自行参考图4的情况分析。
图6所示为衰减负反馈混合式高低音调节的音调控制电路。低音输入衰减网络由R1、R2、W1左臂、C1组成，低音负反馈网络由R6、R3、W1右臂、C2组成；高音输入衰减网络由R1、R4、W2左臂、C3组成，高音负反馈网络由R6、R5、W2右臂、C3组成；C1、C2、C3的作用与图2中的完全一样。电路原理分析读者亦可自行参考图4的情况分析。
目前，许多中高档AV功放电路中都采用了专用音调控制IC，如M62411FP、TDA7315、TDA7449等。图7所示的AV功放电路，使用了TDA7449，其内部含有高低音调节电路，它通过I2C总线由单板CPU输入控制数据来调节音调，高、低音调节范围均为±14dB，调节步进台阶为2dB每级；该电路外接元件少，控制简单、精确。
3.音量、响度补偿、平衡控制等电路 常用的音量控制方式是信号衰减式，由电位器来完成。通过调节信号的衰减量，改变扩音系统输出功率的大小，从而使扬声器重放出来的声音强弱得到调节，实现音量控制。现在AV功放中一般都使用步进式双联同轴电位器作主声道音量控制。为实现遥控，也有采用双联马达电位器的。在中高档机中则使用数字式电子音量控制的较多，通过可360度全方位旋转的脉冲电位器或按键与单片CPU来控制专用音量IC，达到控制音量的目的。
响度补偿控制，是为了弥补人耳在音量小时对声音的低频域及高频域的听觉灵敏度下降的缺陷，而自动改变放大器频响的一种电路。常用方法是将特定的阻容网络接入音量电位器的抽头中共同构成响度控制，调节音量时使高、低音的提升量自动变化。图8为普及型功放常采用的响度控制电路，当音量电位器关小且开关SW接通时，电位器W的上半部分与C1构成并联高音提升网络，而电位器下半部分电阻与C2、R并联构成中高频衰减网络，也就是低音提升网络。这样就起到了等响度补偿作用。当SW接到断开位置时，响度补偿则取消。
平衡控制电路是通过校正左右声道的增益差来调节左右声道的音量差别，达到校正声像偏移的目的。图9为普及型功放常采用的一种控制方式，仅使用一个线性电位器。当滑动臂位于中心位置时，两声道输出幅度相等（设定两输入幅度相等），每个声道的插入损耗均为3dB。当滑动臂滑向任一顶端时，一个声道的强度增加3dB左右，而另一个声道的强度则变得很小，甚至变为零，这样就实现了左右平衡控制。这种电路要求使用的电位器阻值较高，一般为47～100kΩ，阻值变化规律相对于中点具有对称性。在中高档AV功放中则大多采用电子平衡控制电路，如图7所示的TDA7449其内部含有电子平衡控制电路，通过单片CPU输入控制数据来调节左右平衡量，能在－80～0dB范围内以1dB每级的变化量调节左右声道的平衡变化 。 |
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