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1、实验五 音调控制电路设计,一、 实验目的（1）了解滤波器概念；（2）掌握音调控制电路的设计及测试方法 ；,二、实验仪器及器件 （1）双踪示波器；（2）直流稳压电源；（3）函数信号发生器；（4）数字万用表；（5）UA741.,三、预习要求（1）熟悉集成电路芯片uA741的引脚图及功能；（2）熟悉音调控制电路的三种类型；（3）掌握音调控制电路相关参数的计算。,四、 实验原理,1、音调控制器,音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性使声音变得更好听一些。,f0（等于1kHz）表示中音频率，要求增益AV0=0dB,fL1表示低音频转折频率，一般为几十赫兹,fL2(等于10fL1)表示低音频区的中
2、音频转折频率,fH1表示高音频区的中音频转折频率,fH2(等于10fH1)表示高音频转折频率，一般为几十千赫兹,音调控制器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，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。,2、由低通滤波器与高通滤波器构成音调控制器,设电容C1=C2C3，在中、低音频区，C3可视为开路，在中、高音频区，C1、C2可视为短路。,当ff0时,当RP1的滑臂在最左端时，对应于低频提升最大的情况 。,当ff0时,当RP1滑臂在最右端时，对应于低频衰减最大的情况。,当ff0时,分析表明，右图所示电路是一个一阶有源低通滤波器，其增益函数的表达式为：,
3、式中，,当ff0时,当ffL1时，C2可视为开路，运算放大器的反向输入端视为虚地，R4的影响可以忽略，此时电压增益 ：,当ff0时,在f=fL1时，因为fL2 =10fL1 ，故可由式：,模,此时电压增益相对AVL下降3dB。,得,当ff0时,在f=fL2时，,模,此时电压增益相对AVL下降17dB。,当ff0时,同理可以得出右图所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。,当ff0时，同理得,当ffH1（3）时，C3视为开路，此时电压增益AV0=-1(0dB) 。 在f=fH1时,因fH2=10fH1由,此时电压增益AV3相对于AV0提升了3dB。,在f=fH2时,此时电压增益AV4
4、相对于AV0提升了17dB。,当f fH2时，3视为短路，此时电压增益 AVH = (RaR3)/R3,五、实验内容,通常先提出对低频区fLx处和高频区fHx处的提升量或衰减量x(dB)，再根据下式求转折频率fL2(或fL1)和fH1(或fH2),即,根据上面的式子进行计算得，,六、仿真,七、实验内容与步骤,预习要求：（1）计算理论值fL1、fLx、fL2、f0, fH1、fHx、fH2，并填入表格4-1中；（2）理论计算：当输入信号Uim=100mV时，计算出在17dB、12dB、3dB时输出信号幅值Uom，将该值分别填入表格4-1中。测试内容及步骤如下： （1）按图4-9连接电路，注意正负
5、电源、地的正确连接。使RP1、RP2可调电阻器滑臂均置中间位置。（2）中频音调特性测量：将f=100Hz，Uim=100mV的正弦波信号加入至音调控制器的输入端，将输出信号uo的幅值Uom测量值填入表格4-1的f0列中。,（3）低频音调特性测量：将高音电位器RP2滑臂居中，将低音电位器RP1滑臂置于最左端(A端)，保持Uim=100mV，调节信号频率f分别为fL1、fLx、fL2，测量其相应的低音提升输出幅值Uom，结果填入表4-1的fL1、fLx、fL2三列中；将低音电位器RP1滑臂置于最右端（B端），重复上述测量过程，测量其相应的低音衰减输出幅值Uom，测量填入表4-1中。（4）高频音调特性测量：将低音电位器RP1滑臂居中，将低音电位器RP2的滑臂分别置于最左端（C端）和最右端（D端），保持Uim=100mV，测量方法同（3），依次测量输入信号频率分别为fH1、fHx、fH2时的输出幅值Uom，测量结果分别填入表4-1的fH1、fHx、fH2三列中。,（1）运算放大器换成单电源工作对音调控制有无影响？（2）实测数据与理论数据进行比较，分析可能存在的原因？,八、思考题,
