构建音频混音器

出处:维库电子市场网时间:2024-08-13
  1 个运算放大器
  1个电阻器
  每通道 1 个电位器、电阻器和非极性电容器
  信号源,可以是任何带有线路输出的音乐播放器講師
  实验室用品:面包板、电线、直流电源。
  可选耗材
  另一个电位器、电阻器和运算放大器,用于构建主音量每通道 1 个开关
  混频电路的是基本求和电路。这种电路的一个很酷的地方是,我们可以添加的通道数量没有限制。但仅仅因为您可以添加 50 个通道供您和您亲密的 48 位朋友唱卡拉 OK 并不意味着您应该这样做。如果您及时冻结交流信号,它看起来会像直流值。如果我们将 50 个直流值相加,则很有可能使放大器饱和。对于交流信号,有时一个通道为正,另一个通道为负,因此它可能不会剪辑和扭曲您的信号,但谨慎行事总比后悔好。
  让我们开始设计混音器的电路。对于您的派对,您希望将 4 位歌手和 1 首歌曲混合在一起。这总共有 5 个通道,因此您将需要 1 个运算放大器和 5 个电位器。运算放大器不适合直接驱动扬声器,因此通常会包含功率放大器来驱动扬声器。此外,添加前置放大器以标准化所有信号输入也很常见。我在原理图中展示了这一点,但不会包括如何构建功率放大器或前置放大器的设计。
  关于麦克风前置放大器和功率放大器的说明。许多麦克风可能需要“幻象电源”,具体取决于类型,有些麦克风可能会因提供幻象电源而损坏。其他麦克风可能使用电池供电。此设计不包括提供幻象电源的麦克风前置放大器。如果您选择添加麦克风,请查看麦克风所需的电源类型,幻象电源的常见规格为 12、24 或 48 伏;数字麦克风通常使用 10 伏的幻象电源。

  许多预制音响系统都包含内置功放,例如立体声音响和电脑扬声器。如果您选择自行构建功放,请仔细注意扬声器的功率要求以及功放能够提供的功率。对于大功率功放,也请采取适当的预防措施,以确保提供足够的冷却。

  您会注意到,我在前四个通道中采用了相同的设置:麦克风、可选前置放大器、电位器、电容器、电阻器,然后是开关。电容器用于阻止可能来自其中一个信号源的任何直流信号。这不是必需的,但如果您的所有信号源都具有 1 伏的直流偏置,则可能很快接近正极轨,从而导致严重失真。因此,强烈建议您使用电容器。每个通道中的串联电阻器是为了防止运算放大器像微分器一样运行。对于第五个通道(麦克风输入),音乐源(可能是计算机、平板电脑、手机或 mp3 播放器)将取代麦克风输入。如果需要主音量,您可以使用与单个通道相同的设计为主音量构建第二个反相级。
  关于电位器的一个重要说明是它们有线性和对数两种类型。虽然两种类型都可以使用,但对数锥度更可取。这是因为人类的听觉本质上是对数的,这就是为什么使用分贝系统来测量音量。对数锥度是可取的,因为如果你想让一个频道的音量增加一倍,你就需要将电位器调高一倍。如果你使用线性电位器,它不会是音量的两倍,而是电压的两倍。对数或音频锥度电位器将是音量的两倍。
  设计电路
  我测量了麦克风的输出为 2 Vpp(使用电池供电),而平板电脑的输出为 3 Vpp。这要求麦克风的增益大于音乐输入通道的增益。混频器电路的完整输出为 Vout = -Rf(V1/R1 + V2/R2 + V3/R3 . . . + Vn/Rn)。因此,通过增大 RF,可以增加增益。另一种选择是减小通道中的电阻,但您已经使用了可以变得非常小的电位器,因此增加 Rf 的尺寸是更好的选择。

  对于我的系统,我使用了一个 LF347 运算放大器(几乎任何运算放大器都可以用于混频器)、一个 47k 音频锥形电位器、100k 线性锥形电位器、一个 470k 电阻器、两个 10nF 电容器和 +-12 VDC 作为我的运算放大器电源。小电容器的频率响应较差,在 4.1kHz 时具有较低的 -3dB 点,但可以用于我的概念验证电路。我也只有 2 个通道,所以我的稍微简单一些。在模拟中,我断开了第二个通道以简化模拟。不同的颜色是电位器的不同位置。

  我还设计了一个更好的混频器,但没有制造出来。为了简单起见,模拟只有一个通道。我在设计中使用了普通的 10k 电位器,但对于反馈电阻,我使用了 5k 电阻。这有点不寻常:通常你也会使用 10k 电阻,但这只能让你将增益降低到 1。我喜欢能够衰减通道而不是仅仅增加增益的想法。我还使用了第二个反相级来构建音量控制;设计与输入通道相同。
  如果您需要更多增益,我会增加第二级的 Rf:只能在第二个放大器上增加。如果您想要更低的 -3dB 点,请增加电容器的尺寸。

  模拟如下所示,当电路达到电位器的极,-3dB 点从 1 时的 42Hz 转移到 69Hz。

 

 对于系统的输入,使用标准的 3.5 毫米立体声音频插孔。如果您选择使用这种插孔,了解哪些电线与插孔的连接相对应会很有帮助。是左声道,中间部分是右声道,底部是地线。在电缆内部,应该有松散的电线作为地线连接,然后应该有一根白色电线,通常是黄色或红色电线。白色应该是您的右声道,另一种颜色应该是左声道。由于 3.5 毫米插孔有很多种,测试一下您的电缆。如果您的源使用单声道音频插孔,则左右声道将连接在一起。一些单声道设备将使用立体声插孔。

  
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