組圖]電子分頻前后級放大器前級部分(一)
第一,不同揚聲器單元的有效頻段都不相同,一套固定分頻點(diǎn)的電子分頻器只能針對一套特定的揚聲器單元,這點(diǎn)與功率分頻相似,不同之處在于:功率分頻已經(jīng)把分頻器安裝在了聲箱之內,與聲箱構成了一個(gè)整體而不需要用戶(hù)調整;而電子分頻的分頻器則插在功放之前,分頻點(diǎn)需要根據揚聲器單元的特性來(lái)設定,這樣分頻器、功放和聲箱共同構成了一個(gè)系統,用戶(hù)難于調整。因此,固定分頻點(diǎn)的電子分頻器對成品聲箱,缺乏普遍的適用性。如果分頻點(diǎn)可以根據不同揚聲器單元的特性自由調整,將大大開(kāi)闊電子分頻器的適用范圍。
第二,現有器材升級為電子分頻,需要使用者具備一定的專(zhuān)業(yè)知識。如果電子分頻器能夠象其他器材一樣可以簡(jiǎn)單地僅通過(guò)按鈕來(lái)調節分頻點(diǎn),使用接插件來(lái)連接,就能夠解決普及應用的問(wèn)題。
雖然電子分頻需要更多的功率放大器,需要更大的投入,但是現在多聲道的功率放大器已經(jīng)非常普遍,盡管絕大部分都是AV功放,但是由此可知,適用于電子分頻的多聲道Hi-Fi功率放大器,其價(jià)格將不會(huì )成為限制電子分頻普及推廣的主要因素。
經(jīng)過(guò)長(cháng)期努力,我們研發(fā)完成了這套電子二分頻前后級放大器,集信源選擇、高低頻獨立、準確的分頻點(diǎn)調整、衰減調節、相位調節、四通道高品質(zhì)、高可靠性的MOSFET高偏流甲乙類(lèi)功率放大器、多種輸入輸出組合于一個(gè)系統內,利用微處理器控制分頻點(diǎn)的調節和顯示,在此奉獻給各位燒友。外形見(jiàn)題頭照片。
一.二分頻前級放大器。
前級放大器是一個(gè)電子二分頻的分頻前級放大器,由輸入選擇和放大電路、分頻濾波電路、單片機控制電路、電源電路構成。
1.輸入電路
輸入選擇部分的信號切換由進(jìn)口高品質(zhì)微型信號繼電器JR17-JR20構成,通過(guò)插座Js由一個(gè)四位波段開(kāi)關(guān)來(lái)控制。這種結構最大限度地縮短了線(xiàn)號線(xiàn)的長(cháng)度,優(yōu)點(diǎn)不言而喻。Jin是一個(gè)四聯(lián)的雙聲道RCA插座,可以接入四路立體聲信號。經(jīng)選擇后的雙聲道信號分為兩路:一路通過(guò)RCA插座Jdt輸出,供"直通"輸入輸出,或者外接重低音放大器使用;另一路通過(guò)插座JUV連接到音量電位器,而后輸入到雙運放U1A、U1B完成前置放大,放大倍數可根據需要而定,圖中的數值是10倍。放大器的輸出信號直接被送到圖2所示的分頻濾波電路。
2.分頻濾波電路
經(jīng)綜合考慮,分頻濾波電路還是選用了瞬態(tài)特性和衰減特性都能兼顧的二階巴特沃思(Butterworth)濾波器,基本電路見(jiàn)圖2a、b。當然,這里也可以選用瞬態(tài)特性更加優(yōu)異的貝塞爾(Bessel)濾波器,或者衰減特性更好的切比雪夫( Chebyshev)濾波器(基本電路都與圖2相同,只是阻容值不一樣)。但貝塞爾濾波器的缺點(diǎn)一是阻帶內的衰減相對較??;二是轉折點(diǎn)的相移不是90°(對二階而言),而是74.2°,不利于分頻點(diǎn)除的相位銜接;三是電容取值更復雜。但是貝塞爾濾波器優(yōu)良的瞬態(tài)特性和平坦延遲的特點(diǎn),使其更多在CD中被用于低通濾波器。因為CD中的低通濾波器的任務(wù)是徹底濾除高頻分量,而不用考慮高低頻相位銜接的問(wèn)題。切比雪夫濾波器有更陡峭的衰減特性,但是其瞬態(tài)和相位特性都稍差,而且通帶內的衰減率有紋波狀的小幅度波動(dòng),因此只在有源低音箱上偶有應用。
在圖2中,每個(gè)聲道的高低音分頻器都使用了4只高品質(zhì)的進(jìn)口微型信號繼電器,用于改變?yōu)V波網(wǎng)絡(luò )中電阻的阻值,因此共使用了JR1-JR16共16只繼電器。在每一路中,濾波電阻連接在繼電器的每組動(dòng)觸點(diǎn)與常開(kāi)觸點(diǎn)之間,依靠繼電器的吸合和釋放來(lái)將電阻短路或者接入電路,這樣4個(gè)繼電器就有2 4 = 16個(gè)吸合和釋放的排列,也就產(chǎn)生了16個(gè)分頻點(diǎn)。全部繼電器通過(guò)8條控制線(xiàn)A0-A7由圖4中的單片機來(lái)控制,其中A0-A3用來(lái)控制左右聲道高音的分頻點(diǎn);A4-A7用于控制左右聲道低音的分頻點(diǎn)。由于A(yíng)0-A3和A4-A7相互獨立,因此高低音的分頻點(diǎn)可以獨立調整。例如,高音分頻點(diǎn)可以調整到2.5kHz,而低音調整到3.1kHz,這樣高低音之間就可以有2.5-3.1kHz的重合區域,相反亦然。這種獨特的設計非常方便發(fā)燒友試驗器材的聽(tīng)音特性,找到問(wèn)題或者調整器材。左右聲道的高音分頻運放U2A、U3A的輸出端,分別連接到反向放大器U4A、U4B的輸入端,構成高音衰減網(wǎng)絡(luò )。在實(shí)際應用中,圖中的衰減電位器WT(A、B)已經(jīng)被更換為一只由2*6的波段開(kāi)關(guān)和固定電阻構成的衰減網(wǎng)絡(luò ),最大阻值與電位器WT相同,通過(guò)PCB上的接插件Jt-adj接入。用固定電阻來(lái)替代電位器,衰減值就可以被明確標度,在此分別是0、-1、-2、-3、-4、-6dB,足以適應絕大多數聲箱中高低音揚聲器靈敏度的差異。U2B、U3B及其阻容網(wǎng)絡(luò )構成了左右聲道的低音分頻器,結構形式與高音部分相同,在此不再螯述。左右聲道的高低頻分別通過(guò)RCA插座Jout輸出,電阻R147、R148和R247、R248起到隔離保護的作用。由于運放中點(diǎn)電位漂移最大只有十幾個(gè)mV,故電路均直流耦合以拓展系統頻響。
由于計算得到的電阻值絕大部分都不是1%精度系列內的標準值,所以分頻網(wǎng)絡(luò )內的電阻都用兩個(gè)電阻串聯(lián)而成,最大限度地保證分頻點(diǎn)的準確性。電容也采用相同的方式串并聯(lián)而得到,并且用電容表測量得到精確值。對運放的基本要求是高的輸入阻抗和低的輸出阻抗,這里選用在發(fā)燒友中口碑不錯的OP275。
整機效果:
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