眾所周知.聲頻系統(tǒng)的動念遠遠小于樂隊音樂信號的動態(tài)范圍,如交響樂隊的動態(tài)高達 100dB ,而‘般聲頻系統(tǒng)的動態(tài)范圍低于 80dB ,數(shù)字系統(tǒng)可達 90dB 以上,磁帶機則在。 70dB 以下。因此在把音樂信號記錄到磁帶上、或制作成電視伴音時,必須用音頻壓縮器把音樂信號的動態(tài)范圍加以壓縮.以免錄音設備過載而造成設備損壞或聲音失真。但這樣一來.再好的放大器和音箱,也無法重放出大動態(tài)的音樂。試把電視伴音信號輸人到高保真放大器,用音箱重放,便會感到電視伴音比較難聽,解決的辦法是用音頻擴展器把被壓縮的信號再擴展開來。以恢復到原來的動態(tài)。
動態(tài)擴展器和壓縮器實際上是一種增益可變的放大器,壓縮器對小信號的放大量較大,而對大信號的放大量較小,因而當大信號到來時,其幅度被壓縮,與此相反。動態(tài)擴展器對小信號的放大量更小,對大信號的放大量更大,即擴大了動態(tài)范圍;同時.由于噪聲的電平一般低于信號電平,經(jīng)擴展后就更低,因而提高了信噪比。
此次設計的動態(tài)音效處理器具有如下功能:
1 .動態(tài)擴展和動態(tài)壓縮。目的是擴展動態(tài)范圍,提高信噪比.實用中把擴展和壓縮調(diào)整到合適的程度,可獲得滿意的音響效果。
2 .動態(tài)音調(diào)控制.一般的音調(diào)控制均有缺點,例如在提升低音時.信號中的衰減音和殘響音也被提升,結(jié)果是聲音變得模糊不清。現(xiàn)在采取的措施是只在信號電平高時增強低音,低電平的衰減音和殘響音則放大量很小.低音混濁的缺點便可克服。
3 .自動頻譜掃調(diào)或稱空間聲像移動效果。即令聲場的位置和聲音的強弱不斷呈左一右一左地來回變化 。選擇適當?shù)膾哒{(diào)頻率和調(diào)制深度,可以產(chǎn)生奇妙的聲場效果。
電路核心是壓控放大器 VCA ,它是一種隨外加控制電壓變化而改變增益的放大器。如果控制電壓能夠反應聲音信號的強弱.則放大器的增益將隨聲音信號的強弱而變化。達到聲音的動態(tài)擴展和動態(tài)壓縮.為達到這一目的,可將聲音信號電壓作全波整流。取出直流電壓去控制壓控放大器.
左右聲道信號經(jīng)混合后分為三路,一路經(jīng)全波整流后控制總動態(tài)范圍;另一路經(jīng)高通濾波器 HPF 濾去低頻成分后再經(jīng)全波整流去控制高頻動態(tài)范圍;還有一路經(jīng)低通濾波器 LPF 濾去高頻成分后經(jīng)全波整流去控制低頻動態(tài)范圍。最后,超低頻振蕩器產(chǎn)生的三角波電壓用來控制頻譜掃調(diào).電路的核心部分采用了專用聲音處理集成電路 LM1035 / 1036( 美國 NS 公司 ) 4 。 LM1035 和 LM1036 的功能相似,都是用于音響系統(tǒng)的直流電壓控制音量/高、低音調(diào)/聲道平衡電路??苫Q使用。本設計采用它可簡化電路設計和圳作,且工作穩(wěn)定。
左、右聲道信號分別輸入到 LMl035 的②、⑩腳,經(jīng)動態(tài)處理后從⑧、⑩腳分別輸出。為了得到直流控制電壓,先把音頻信號作單聲道處理,即把左、右聲道信號經(jīng) IC1a 混合,然后分三路作全波整流。這里采用了精密全波整流電路 (IC1b 、 IC2a 、 IC3a1 ,其優(yōu)點是在小信號輸入 ( 小于二極管壓降 ) 時也工作在線性狀態(tài),這是采用二極管電流反饋的結(jié)果。 IC5a 、 IC2b 、 IC3b 為有源低通濾波器。對整流后的直流電壓作平滑濾波。電位器 w3 、 W4 、 W5 分別作總動態(tài)范圍、高頻動態(tài)范圍、低頻動態(tài)范圍的調(diào)節(jié)。為了得到動態(tài)的擴展和壓縮.把濾波后的直流控制電壓加到電位器的一端,再把反相后的直流控制電壓加到電位器的另一端,這樣,只要移動電位器的中心頭。就可以得到相位相反的控制電壓,這些電壓加到 IC8 的相應控制端。當電位器順時針調(diào)節(jié)時是擴展效果,反時針是壓縮效果。 IC5b 、 IC6a 、 IC6b 起反相器作用。
聲像移位效果的產(chǎn)生利用了由 IC4 構(gòu)成的三角波振蕩器, IC4a 為施密特觸發(fā)器, IC4b 是積分器。 W1 調(diào)整三角波頻率, W2 調(diào)整調(diào)制深度,三角波電壓經(jīng) W2 加到 IC8 的相應控制端。
經(jīng)過上述處理后的兩聲道信號由 Ic8 的⑧、⑩腳輸出,可直接與后級功放連接。
整機電源由 12V 三端穩(wěn)壓器 IC9 提供. IC7 用于給運算放大器提供合適的偏置電壓。
實際使用效果相當顯著。以電視伴音輸入,用開關(guān) K 關(guān)斷三角波,順時針旋 W3 一 W5 至 2 / 3 位置。重放的高音和低音均明顯增強.且突發(fā)的信號如槍聲、撞擊聲、驚叫聲等變得分外強烈,真像是在電影院。
再接入三角波.把頻率調(diào)至最低 , 調(diào)制深度最大,這時的音效非常有趣。如畫面是足球比賽時.觀眾的吶喊聲像刮風一樣,從賽場的一邊飄到另一邊,又再飄回來:音量也隨著從大到小、再從小到大的變化。這種產(chǎn)生較大聲像移位的聲音,的確是一種可為人接受的特殊音響效果;而且即使是單聲道信號,也仿佛變成了立體聲。
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