主動分音器的電路設計

2006年6月21日星期三

類比主動式分音器電路設計:

類比主動式分音器的電路有很多種,各有優點,這兒介紹一種實用的電路與大家分享,下面是一個三音路主動式分音器的方塊圖:



輸入緩衝電路的要求為:

  1. 高輸入阻抗、低輸出阻抗。

  2. 高共模拒斥比(CMRR)的平衡輸入,極高的雜訊排斥能力。

  3. 極低失真、極低直流漂移。

  4. 極穩定的電流放大,任何環境下都不會產生震盪,電壓增亦為 1。


   上圖是一個全平衡式輸入電路,圖中五支電阻應採用完全匹配的電阻,電阻直越相近,其輸入共模拒斥比越高,也就是雜訊排斥能力越強,最好使用0.1%的VISHAY或Holco的電阻,若使用0.5% 或1%的電阻,最好用高精密電表挑選匹配,這個電路將平衡式輸入訊號轉成低阻抗的單端輸出,提供下一級濾波電路使用,R5用來平衡正、負半週的輸入阻抗,C1用來防止 OP 產生高頻震盪,C2則是用來作為時間延遲用,讓正負半週有相同的時間延遲,。

  下圖是一個二階(2nd order)低通濾波器,以 Butter-worth (-3dB) 為設計目標,其設計公式為:




   當決定一個截止頻濾 f 後,依運算放大器的特性決定一個最佳 R 值,有了 F, R 值後就可以算出 C, Ci, Cj, Ri, Rj 值,若算出的 Ci, Cj 值在市面上找不到,則調整 R 值再算出新的 Ci, Cj 值,直到找到恰當的各個零件值。

上圖為一個二階的低通濾波器,若欲作四階的低通濾波器則可以做兩個相同的二階的低通濾波器串連即可。

下圖則是二階(2nd order)高通濾波器, 以 Butter-worth (-3dB) 為設計目標,其設計公式為:

                                 


   決定了 f,C 值後就可以算出 Ri, Rj 值,若欲作四階的高通濾波器則可以做兩個相同的二階的高通濾波器串連即可。


   若要做出一個四階的帶通濾波器,則可以做兩個二階低通濾波器及兩個二階高通濾波器直接串在一起就可以,為了直流漂移的問題減至最低,最好依序為 低通、高通、 低通、高通 順序排列。

  如果您所用的擴大機是非平衡式單端輸入(如Goldmund等)或是使用輸入變壓器(如Jeff Roland等)則不必使用平衡式輸出電路,最後一級濾波器的輸出直接接到輸出端子即可。