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1、音频频谱柱状显示电路,2011年广西区电子设计竞赛桂林电子科技大学本科A题题目讲解,童有为2011年4月,一、任务,设计并制作音频频谱柱状显示器电路。示意图如下:,二、要求,1、基本部分(1)音乐输入:01.5Vrms;单声道。输入端采用莲花座和Q9座并联形式,莲花座用于音乐输入,Q9座用于测试。将柱状显示的LED集中布置于一个15cm10cm的面板上。音频功放可使用现成有源功放,功率大于1W。(2)制作5路带通滤波器,分别对应中心频率为:60Hz、250Hz、1kHz、4kHz、16k(1)Hz;滤波器Q值约为1.5。(3)条状显示采用10个发光二极管显示电压高低,110个发光二极管点亮的阈
2、值电压分别为:60mV、80mV、110 mV、160 mV、220 mV、320 mV、440 mV、630 mV、890 mV、1.25V,可用运放或专用集成电路制做。例如LM3915条状指示集成电路。,二、要求,2发挥部分制作10路带通滤波器和条状显示,带通滤波器心频率分别为:30 Hz、60Hz、125 Hz、250Hz、500 Hz、1kHz、2 kHz、4kHz、8 kHz、16kHz;滤波器Q值约为3。制作一个均衡器,具有高音、中音、低音调整旋钮,接于音源和音频频谱柱状显示器之间,可以明显调整音质。自制一个音频功放,接8喇叭时最大不失真功率2 W,音量可调。其它。,我们生活中常见
3、的音频频谱柱状显示器,完成题目需要制作的部分,频率提取部分(音频滤波器)LED条状显示部分三段均衡器功放,第一部分:音频滤波器,音乐信号中往往包含多个频段的信号,是一个复杂的合成信号,随着音乐的播放,各个频点的幅度在发生变化。要想知道某个时刻信号中所含某个频点的分量的多少,就需要从合成信号中将这个频率点的信号分离出来进行测量并显示。,滤波器是一个能通过某些频率的信号,阻止(或衰减)其他频率信号的电路。,这就需要一个滤波器来完成信号的提取。,一、带通滤波器的参数,为什么使用带通滤波器?,通带中心频率f0;,f0,横坐标为频率轴f,纵坐标为增益AV,归一化AV=0.707,归一化AV=1,fH,f
4、L,归一化0dB,归一化-3dB,通频带BW=fH-fL,二阶有源带通滤波器电路,二阶有源带通滤波器电路与幅频特性曲线,二阶有源带通滤波器电路与幅频特性曲线,R3=2R1,中心频率f0,通频带BW,Av=1,Q=1.5,f0=1.5BW,滤波器相关公式,由Av=1得R3=2R1由Q=1.5得R1=3.5R2,R3=2R1=7R2,R3=2R1=7R2,Av=1,Q=1.5,若取R1=1k;R2=280 ; R3=2k ,AV=1、Q1.5无限增益多路反馈二阶有源带通滤波器元件推荐值(由MultiSim仿真得到),对于AV=1;Q=3的无限增益多路反馈二阶有源带通滤波器,根据上述公式可得:R3=2R1=34R2若取R2=62;R1=1K;R3=2k有:C=0.466/f0 (uF),二、LED条状显示部分,直观地显示某个频率成分幅度的大小。幅度大,LED亮的多。,幅度小,幅度大,LED条状显示驱动原理,三、三段均衡器音调控制部分,音调控制是人为地调节输入信号的低频、中频和高频成分的比例,改变前置放大器的频率响应特性,以补偿音响系统各环节的频率失真,或用来满足聆听者对音色的不同爱好。常用的音调控制电路有反馈式和衰减式两种类型。,衰减式音调控制电路,均衡器原理,均衡器响应曲线,实用五频段图示均衡器,四、功放,参考文献,