人們是根據(jù)主觀聽感來評(píng)判音質(zhì)好壞的。而音質(zhì)好壞又涉及到方方面面。除了與軟件錄制質(zhì)量、硬件的技術(shù)指標(biāo)以及房間的聲學(xué)條件有關(guān)外，還與聽覺的生理、心理密切有關(guān)。所有這些都會(huì)影響到人們的主觀感覺。就音質(zhì)而言，這些感覺主要包括明亮度、豐滿度、清晰度、力度、融合度、真實(shí)感、平衡感和空間感等。然而影響這些音質(zhì)的主觀感覺的客觀參數(shù)中，頻率響應(yīng)的影響是最基本和最主要的。實(shí)際上，頻率響應(yīng)的變化均與上述主觀感覺有關(guān)，而且還因節(jié)目源的不同而不同，也往往因人而有所不同。因此在欣賞音樂的過程中。如何方便地改變系統(tǒng)的頻率響應(yīng)來滿足自己對(duì)音質(zhì)的要求，應(yīng)該說是音響設(shè)備必需或必備的控制功能。
然而我們遺憾地看到，現(xiàn)在國內(nèi)的Hi-Fi放大器幾乎看不到音調(diào)控制功能。以致有些發(fā)燒友雖然采用了帶音調(diào)的高檔前置放大器，但在實(shí)際使用時(shí)常常把音調(diào)置于“直通”的位置上。似乎總覺得，添加了音調(diào)控制就不是“原汁原味”了。其實(shí)，我們不必拘泥于什么“原汁原味”，現(xiàn)在我們?cè)贑D唱片上聽到的聲音幾乎都是經(jīng)過錄音師加工處理過的，早已不是“原汁原味”的了。因此在欣賞音樂時(shí)更應(yīng)注重怎樣才能使自己聽起來更 “好聽”一些。如果你想這樣做，那么使用音調(diào)控制適當(dāng)改變系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是使聲音變得更“好聽”一些的最簡單而最有效的手段。
當(dāng)然，音調(diào)控制的實(shí)際效果會(huì)因各人的實(shí)際使用情況而不同本文的目的是提請(qǐng)讀者不要忘記音調(diào)控制的作用，不能“因噎廢食”，同時(shí)為需要的讀者介紹一款簡單的無源音調(diào)電路的詳細(xì)制作，花費(fèi)不大，不妨制作后進(jìn)行一番實(shí)驗(yàn)，以觀實(shí)效。
然而我們遺憾地看到，現(xiàn)在國內(nèi)的Hi-Fi放大器幾乎看不到音調(diào)控制功能。以致有些發(fā)燒友雖然采用了帶音調(diào)的高檔前置放大器，但在實(shí)際使用時(shí)常常把音調(diào)置于“直通”的位置上。似乎總覺得，添加了音調(diào)控制就不是“原汁原味”了。其實(shí)，我們不必拘泥于什么“原汁原味”，現(xiàn)在我們?cè)贑D唱片上聽到的聲音幾乎都是經(jīng)過錄音師加工處理過的，早已不是“原汁原味”的了。因此在欣賞音樂時(shí)更應(yīng)注重怎樣才能使自己聽起來更 “好聽”一些。如果你想這樣做，那么使用音調(diào)控制適當(dāng)改變系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是使聲音變得更“好聽”一些的最簡單而最有效的手段。
當(dāng)然，音調(diào)控制的實(shí)際效果會(huì)因各人的實(shí)際使用情況而不同本文的目的是提請(qǐng)讀者不要忘記音調(diào)控制的作用，不能“因噎廢食”，同時(shí)為需要的讀者介紹一款簡單的無源音調(diào)電路的詳細(xì)制作，花費(fèi)不大，不妨制作后進(jìn)行一番實(shí)驗(yàn)，以觀實(shí)效。
一.電路簡介
電路采用連續(xù)調(diào)節(jié)方式，元件數(shù)量少，制作簡單，調(diào)節(jié)也比較精細(xì)些。圖1是本電路的原理圖。它是典型的衰減式RC音調(diào)電路，應(yīng)用十分廣泛。它的控制特性如圖2所示。一般應(yīng)用時(shí)，高低音控制范圍在±15dB～20dB。由于是通過對(duì)中音頻的衰減來提升低音或高音的，因而所需的提升量越大，該電路對(duì)中音頻信號(hào)的衰減量也越大。比方說，如果要求對(duì)低音提升20dB，那么中音頻至少應(yīng)固定地衰減20dB。這樣一來，當(dāng)電路對(duì)低頻不加衰減時(shí)，低音就相對(duì)于中音頻提升了20dB。此外，為了防止該RC網(wǎng)絡(luò)接入前后級(jí)其他電路時(shí)不影響預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制特性，要求它前面的電路的輸出阻抗要小，后面電路的輸入阻抗要高。不過實(shí)際應(yīng)用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通?？偸亲屗约呵昂蟾鲙б患?jí)或多級(jí)高輸入阻抗、低輸出阻抗放大器，以滿足上述阻抗匹配要求，同時(shí)彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)帶來的插入損失，從而構(gòu)成一個(gè)“有源”音調(diào)控制單元，使用也十分方便。
電路采用連續(xù)調(diào)節(jié)方式，元件數(shù)量少，制作簡單，調(diào)節(jié)也比較精細(xì)些。圖1是本電路的原理圖。它是典型的衰減式RC音調(diào)電路，應(yīng)用十分廣泛。它的控制特性如圖2所示。一般應(yīng)用時(shí)，高低音控制范圍在±15dB～20dB。由于是通過對(duì)中音頻的衰減來提升低音或高音的，因而所需的提升量越大，該電路對(duì)中音頻信號(hào)的衰減量也越大。比方說，如果要求對(duì)低音提升20dB，那么中音頻至少應(yīng)固定地衰減20dB。這樣一來，當(dāng)電路對(duì)低頻不加衰減時(shí)，低音就相對(duì)于中音頻提升了20dB。此外，為了防止該RC網(wǎng)絡(luò)接入前后級(jí)其他電路時(shí)不影響預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制特性，要求它前面的電路的輸出阻抗要小，后面電路的輸入阻抗要高。不過實(shí)際應(yīng)用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通?？偸亲屗约呵昂蟾鲙б患?jí)或多級(jí)高輸入阻抗、低輸出阻抗放大器，以滿足上述阻抗匹配要求，同時(shí)彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)帶來的插入損失，從而構(gòu)成一個(gè)“有源”音調(diào)控制單元，使用也十分方便。
現(xiàn)在要直接利用這個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)作為音調(diào)控制單元，即構(gòu)成不帶放大器的所謂“無源”音調(diào)控制，首先必須把它的插入損失降低到合理的程度上。然而插入時(shí)損失與音調(diào)控制范圍有關(guān)。插入損失大，控制范圍也大，但對(duì)信號(hào)衰減也大，可能使整個(gè)系統(tǒng)增益不足而無法實(shí)際應(yīng)用；插入損失取得小，控制范圍也小，有時(shí)可能滿足不了提升量的要求，實(shí)際使用效果也不好。大量的使用經(jīng)驗(yàn)表明，音調(diào)控制的最大提升量一般不宜超過6dB。因?yàn)?，音調(diào)控制的提升量過大，正如大家知道的，它帶來的負(fù)面影響就變得明顯起來，以致可能得不償失。換句話說，如果實(shí)際要求提升量大于10dB，那么6dB的提升量由音調(diào)控制單元提供是允許的，另外的-4dB提升量應(yīng)該通過尋找產(chǎn)生它的源頭上去解決才好。因此本文的音調(diào)電路的控制范圍設(shè)定在±6dB范圍內(nèi)，此時(shí)它的插入損失為-6dB，這相當(dāng)于使用這個(gè)音調(diào)的系統(tǒng)，增益將減小一半(0.5倍)，這一衰減量對(duì)大多數(shù)放大器來說是可以接受的。也就是說，不必另外再采用放大器來彌補(bǔ)音調(diào)電路帶來的損失。
另外，由于控制范圍不大，控制電位器可以使用阻值呈線性變化規(guī)律的線性電位器，使電位器的旋轉(zhuǎn)角度與控制量保持良好的線性關(guān)系，因而控制比較精細(xì)準(zhǔn)確，而且當(dāng)電位器處于機(jī)械中心位置時(shí)，控制曲線能夠保持良好的平直響應(yīng)。上述這些優(yōu)點(diǎn)都是控制范圍取得大時(shí)不易達(dá)到的性能要求。
為了使音調(diào)的提升和衰減與電位器的旋轉(zhuǎn)方向保持正確的關(guān)系，要注意電位器兩端的接線端子勿接反。一般的使用習(xí)慣是電位器向右旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于提升。反之則為衰減。因此在這里簡單說一下音調(diào)電路提升和衰減的基本原理。當(dāng)高音控制VR1的中心臂移向圖示位置上端時(shí)(相應(yīng)于中心臂與上端之間阻值最小，VR2相同)，高音提升達(dá)最大，因?yàn)橥ㄟ^C1的高音全部送到輸出端。反之，當(dāng)VR1中心臂處于最下端時(shí)高音衰減最大。因?yàn)橥ㄟ^C1、VR1的高音經(jīng)C2衰減到地。當(dāng)?shù)鸵艨刂芕R2的中心臂處于上端時(shí)，因C4、R2的阻抗隨頻率的降低而上升，因而來自R1的所有頻率中低音獲得最大提升。反之，當(dāng)中心臂位于下端時(shí)，因R1、C3的阻抗隨頻率的降低而增大，致使輸出端的低音衰減最大。弄清楚這些關(guān)系，就不會(huì)把提升或衰減的接線端位置搞錯(cuò)了。
圖3和圖4是本文介紹的實(shí)際音調(diào)電路的原理圖及其控制特性。R4、R5組成衰減量為6dB(0.5倍)的分壓器。它用SW1加以切換，供不需要音調(diào)控制時(shí)作為音調(diào)電路的“直通”電路。它更主要的用途是，在使用音調(diào)電路時(shí)，通過瞬間切換來比較音調(diào)控制前后的聲音效果，以判別控制量是否有效和適當(dāng)。從圖4控制特性(實(shí)線)看，高、低音的最大提升量均未超過6dB。高、低音的衰減量則偏大些，但這沒有什么關(guān)系。低音的衰減量偏大些，這對(duì)小房間中使用大音箱且房間的聲學(xué)條件不佳引起低音轟鳴時(shí)也許是有用的。圖3中SW2和R6、C5，它可減小低音的控制范圍如圖4中虛線所示。如果覺得不需要?jiǎng)t可省去上述元件也無妨。另外，當(dāng)高、低音控制中心臂均處于中心位置時(shí)，控制曲線呈一水平線，響應(yīng)十分平直。
另外，由于控制范圍不大，控制電位器可以使用阻值呈線性變化規(guī)律的線性電位器，使電位器的旋轉(zhuǎn)角度與控制量保持良好的線性關(guān)系，因而控制比較精細(xì)準(zhǔn)確，而且當(dāng)電位器處于機(jī)械中心位置時(shí)，控制曲線能夠保持良好的平直響應(yīng)。上述這些優(yōu)點(diǎn)都是控制范圍取得大時(shí)不易達(dá)到的性能要求。
為了使音調(diào)的提升和衰減與電位器的旋轉(zhuǎn)方向保持正確的關(guān)系，要注意電位器兩端的接線端子勿接反。一般的使用習(xí)慣是電位器向右旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于提升。反之則為衰減。因此在這里簡單說一下音調(diào)電路提升和衰減的基本原理。當(dāng)高音控制VR1的中心臂移向圖示位置上端時(shí)(相應(yīng)于中心臂與上端之間阻值最小，VR2相同)，高音提升達(dá)最大，因?yàn)橥ㄟ^C1的高音全部送到輸出端。反之，當(dāng)VR1中心臂處于最下端時(shí)高音衰減最大。因?yàn)橥ㄟ^C1、VR1的高音經(jīng)C2衰減到地。當(dāng)?shù)鸵艨刂芕R2的中心臂處于上端時(shí)，因C4、R2的阻抗隨頻率的降低而上升，因而來自R1的所有頻率中低音獲得最大提升。反之，當(dāng)中心臂位于下端時(shí)，因R1、C3的阻抗隨頻率的降低而增大，致使輸出端的低音衰減最大。弄清楚這些關(guān)系，就不會(huì)把提升或衰減的接線端位置搞錯(cuò)了。
圖3和圖4是本文介紹的實(shí)際音調(diào)電路的原理圖及其控制特性。R4、R5組成衰減量為6dB(0.5倍)的分壓器。它用SW1加以切換，供不需要音調(diào)控制時(shí)作為音調(diào)電路的“直通”電路。它更主要的用途是，在使用音調(diào)電路時(shí)，通過瞬間切換來比較音調(diào)控制前后的聲音效果，以判別控制量是否有效和適當(dāng)。從圖4控制特性(實(shí)線)看，高、低音的最大提升量均未超過6dB。高、低音的衰減量則偏大些，但這沒有什么關(guān)系。低音的衰減量偏大些，這對(duì)小房間中使用大音箱且房間的聲學(xué)條件不佳引起低音轟鳴時(shí)也許是有用的。圖3中SW2和R6、C5，它可減小低音的控制范圍如圖4中虛線所示。如果覺得不需要?jiǎng)t可省去上述元件也無妨。另外，當(dāng)高、低音控制中心臂均處于中心位置時(shí)，控制曲線呈一水平線，響應(yīng)十分平直。
二.制作調(diào)試
圖3電路很簡單，制作時(shí)可以采用兩種方案。如果只是想試一試音調(diào)電路在自己現(xiàn)有系統(tǒng)中的作用究竟如何，那么可以采用臨時(shí)搭接的方案，即用一塊適當(dāng)長度的板(印刷板)，把電位器安裝好后，把所有元件直接搭接在兩只電位器的接線端子之間即可。
三.連接使用
如前所述，由于是無源音調(diào)程式，并有6dB的增益損失，因此要求它前面的信號(hào)源輸出阻抗要低些，一般不應(yīng)大于500Ω。與它后面相連的放大器的輸入阻抗應(yīng)大干200kΩ。根據(jù)這一要求，目前絕大多數(shù)CD唱機(jī)均可與本音調(diào)電路相接，因?yàn)樗鼈兊妮敵鲎杩苟?lt;500 Ω。順便提一下，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些電子管CD唱機(jī)，一般來說這種唱機(jī)的輸出阻抗比較大，是否能與本機(jī)匹配，應(yīng)查一下它們的輸出阻抗才能判別。如果功放的輸入阻抗>200k Ω，那么本音調(diào)便可直接接在CD唱機(jī)與功放之間組成一個(gè)十分簡潔而又有一定音調(diào)控制的放音系統(tǒng)。不過，作為功放的輸入阻抗(除電子管功放外)，一般都<200kΩ。常見的是100kΩ、50kΩ，檔次高的功放的輸入阻抗更低一些，大致在10～20kΩ范圍內(nèi)。因此本音調(diào)電路與功放相連時(shí)要進(jìn)行必要的阻抗匹配。
圖3電路很簡單，制作時(shí)可以采用兩種方案。如果只是想試一試音調(diào)電路在自己現(xiàn)有系統(tǒng)中的作用究竟如何，那么可以采用臨時(shí)搭接的方案，即用一塊適當(dāng)長度的板(印刷板)，把電位器安裝好后，把所有元件直接搭接在兩只電位器的接線端子之間即可。
三.連接使用
如前所述，由于是無源音調(diào)程式，并有6dB的增益損失，因此要求它前面的信號(hào)源輸出阻抗要低些，一般不應(yīng)大于500Ω。與它后面相連的放大器的輸入阻抗應(yīng)大干200kΩ。根據(jù)這一要求，目前絕大多數(shù)CD唱機(jī)均可與本音調(diào)電路相接，因?yàn)樗鼈兊妮敵鲎杩苟?lt;500 Ω。順便提一下，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些電子管CD唱機(jī)，一般來說這種唱機(jī)的輸出阻抗比較大，是否能與本機(jī)匹配，應(yīng)查一下它們的輸出阻抗才能判別。如果功放的輸入阻抗>200k Ω，那么本音調(diào)便可直接接在CD唱機(jī)與功放之間組成一個(gè)十分簡潔而又有一定音調(diào)控制的放音系統(tǒng)。不過，作為功放的輸入阻抗(除電子管功放外)，一般都<200kΩ。常見的是100kΩ、50kΩ，檔次高的功放的輸入阻抗更低一些，大致在10～20kΩ范圍內(nèi)。因此本音調(diào)電路與功放相連時(shí)要進(jìn)行必要的阻抗匹配。
圖7是進(jìn)行這種阻抗匹配的簡圖。圖中VR是功放本身的音量電位器，它的阻值可近似看作功放的輸入阻抗。Rx就是阻抗匹配電阻。通常VR總是<220kΩ，為了滿足輸入阻抗i>220kΩ 的要求，一般Rx應(yīng)滿足下式要求：Rx≥220kΩ-VR (1) 不過，當(dāng)用上法實(shí)現(xiàn)阻抗匹配后，由于Rx是串入功放的輸入回路中，這必引起額外的信號(hào)損失。這一損失和音調(diào)電路本身的損失就是使用音調(diào)電路的總損失。顯然，引入的總損失不能過大，否則整個(gè)系統(tǒng)的增益就顯得不足，有聲音開不響的現(xiàn)象。
Rx和音調(diào)插入損失(本機(jī)為0.5)加在一起的總損失可用下式計(jì)算：L=VR/(Rx+VR)×0.5 (2)(用dB表示時(shí)則為2010gL)例如，功放的vR=100kΩ.據(jù)式(1)取Rx=120kΩ。用式(2)計(jì)算總損失L=[100/(120+100)]×0.5=1/4.4(即-13dB)。
由此可見，后級(jí)輸入阻抗(音量電位器阻值)越小，那么插入損失越大。因此在制作這個(gè)音調(diào)電路之前，必須根據(jù)現(xiàn)有功放的輸入阻抗計(jì)算一下總插入損失，然后再檢查一下這一損失對(duì)實(shí)際聽音有多大影響。如果不進(jìn)行這樣的事先檢查，有可能制作好的音調(diào)控制不能滿足使用要求，從而造成不必要的浪費(fèi)。附表是阻抗匹配的兩個(gè)實(shí)例，可供參考。需要指出，這樣匹配后的音量電位器是開得較大的，通常會(huì)達(dá)到13～15點(diǎn)(以時(shí)鐘的時(shí)針指示音量刻度)。這與普通的音量指示位置(常在10～12點(diǎn))相比，看起來有點(diǎn)不習(xí)慣。不過，只要最大聽音音量能滿足自己的要求就沒有什么關(guān)系。如果看起來覺得不習(xí)慣，式(1)中的220kΩ也可改為100kΩ，即對(duì)后級(jí)的輸入阻抗要求可以降低到100kΩ。這樣對(duì)圖4控制特性曲線的影響最大不超過1dB，完全可以滿足要求。
上面說過，這個(gè)音調(diào)電路與電子管CD唱機(jī)配合使用時(shí)必須注意CD唱機(jī)的輸出阻抗。不過，它與電子管后級(jí)功放匹配一般沒有什么問題。同樣，這個(gè)音調(diào)電路也完全可以用來與耳機(jī)放大器一起工作，改善耳機(jī)放音的音色。
最后，應(yīng)該指出，無源音調(diào)的控制范圍不大，不要期望能獲得“驚人”的改善。尤其是頻響有問題的系統(tǒng)，一般不會(huì)有明顯的改善。相對(duì)而言，越是在頻響上沒有問題的系統(tǒng)，使用這個(gè)音調(diào)的效果可能更好些。
由此可見，后級(jí)輸入阻抗(音量電位器阻值)越小，那么插入損失越大。因此在制作這個(gè)音調(diào)電路之前，必須根據(jù)現(xiàn)有功放的輸入阻抗計(jì)算一下總插入損失，然后再檢查一下這一損失對(duì)實(shí)際聽音有多大影響。如果不進(jìn)行這樣的事先檢查，有可能制作好的音調(diào)控制不能滿足使用要求，從而造成不必要的浪費(fèi)。附表是阻抗匹配的兩個(gè)實(shí)例，可供參考。需要指出，這樣匹配后的音量電位器是開得較大的，通常會(huì)達(dá)到13～15點(diǎn)(以時(shí)鐘的時(shí)針指示音量刻度)。這與普通的音量指示位置(常在10～12點(diǎn))相比，看起來有點(diǎn)不習(xí)慣。不過，只要最大聽音音量能滿足自己的要求就沒有什么關(guān)系。如果看起來覺得不習(xí)慣，式(1)中的220kΩ也可改為100kΩ，即對(duì)后級(jí)的輸入阻抗要求可以降低到100kΩ。這樣對(duì)圖4控制特性曲線的影響最大不超過1dB，完全可以滿足要求。
上面說過，這個(gè)音調(diào)電路與電子管CD唱機(jī)配合使用時(shí)必須注意CD唱機(jī)的輸出阻抗。不過，它與電子管后級(jí)功放匹配一般沒有什么問題。同樣，這個(gè)音調(diào)電路也完全可以用來與耳機(jī)放大器一起工作，改善耳機(jī)放音的音色。
最后，應(yīng)該指出，無源音調(diào)的控制范圍不大，不要期望能獲得“驚人”的改善。尤其是頻響有問題的系統(tǒng)，一般不會(huì)有明顯的改善。相對(duì)而言，越是在頻響上沒有問題的系統(tǒng)，使用這個(gè)音調(diào)的效果可能更好些。
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