音量的响度补偿.docVIP

音量的响度补偿 随着大功率收音机及扩大机的不断增多，在居住环境比较拥挤的地方出现了一种新的“公害”——“闹声”公害。一些音乐爱好者欣赏音乐时为了追求足够的高音、低音，拼命将音量开大，这就影响了周围邻居的休息和学习。不但如此，欣赏者本人在强大的声压场环境里，时间长了也会出现听觉疲劳和烦燥情绪。因此，如何解决小音量情况下得到高、低音丰满的音质就成为一个非常现实的问题。通常音量的大小与频响是无关的，但人耳听觉的频响特性对音量大小却有很大关系。随着音量由大到小，耳朵对高、低音的灵敏度会不断减弱，图1是人耳的听觉频率响应曲线。图中的实线表示青年人的听觉特性，虚线表示老年人的听觉特性。从图中可以看出，1000Hz的声音如果是20dB声压，则100Hz需再提高20dB声压（即40dB）；8000Hz需再提高16dB声压（即36dB），才能在青华人的听觉上感到它们的响度相等。如果是老年人，8000Hz需再提高30dB（即50dB）声压才能有等响度感觉。如果中音1000Hz声伍提高到60dB，则100Hz只提高12dB声压；8000Hz只提高5dB声压就能在青年人的听觉中产生等响度感觉了。由此可见，声压越高则曲线的高、中、低音部分越趋平坦，需要达到等响度效果的提升量也越减小，这就是音量越开大，高、低音感到越丰满的原因。当然，人耳频响特性是无法改变的，要解决这个问题只能在电路上采用等响度补偿电路。由于响度补偿须随音量大小而变化，所以响度补偿应加在音量电位器上。响度补偿电路有多种，这里只介绍两种常用的电路。 抽头电位器法像图2那样，在音量电位器上抽一个头。该抽头位置一般取在阻值的1/5～1/2范围内（离地端）。假设音量电位器抽头D上部DA阻值为R1， D下部DB阻值为R2，滑动脚C至A端阻值为R3。R1和C1组成高音提升网络。R、C2组成低音提升网络。当电位器滑动臂C点转到A端时（即音量开到昀大），信号直接输出，R3=0，此时高、低音提升网络均不起作用，其频响为一直线。随着C点向D点接近（音量逐渐减小）CD两点间阻值减小， R1、C1高音提升网络和R、C2低音提升网络的作用逐渐增加。当C点与D点重合时，高、低音提升量达到昀大，C点再继续向B点靠拢时，基本上保持这个提升量。高音提升的转折频率为f1=1／2πR1C1，低音提升的转折频率为f2=1／2πRC2。高音提升网络是一个RC高通网络，因此它的昀大提升量约为每倍频程6dB，而低音提升网络实际上是一个高音衰减电路（如图3），频率越低C2容抗越大，衰减量越小，因此它的昀大提升量与并联在RC2旁的R2阻值有关。假设的大提升量为A，则R=R2/A-1。下面举一个实例求算各元件值。例如使用51KΩ音量电位器，抽头为1/5，则R1=41KΩ、R2=10KΩ。设1000Hz为高、低音转折频率，则C1=1/2πfR1=1/6.28×1000×41×103≈3900pF。我们取低音昀大提升量A=4，则R= R2 4-1=3.3KΩ,C2=1/2πfR=1/6.28×1000×3.3 ×103≈0.048μF完整电路如图4。 抽头电位器响度补偿的补偿量与抽头位置有关、抽头位置高补偿作用早，但提升量小，抽头位置低，补偿量大，但作用晚，因此可采用两个抽头办法来解决作用早与补偿量大的矛盾。图5就是一个双抽头电位器响度补偿电路，其工作原理及元件计算方法均与上述相同，此处不再赘述。抽头电位器法虽然效果很好，但市场上抽头电位器不易买到。 2．LC响度补偿法 LC补偿法仅需像图6那样，在普通音量电位器上并联一个LC网络就能得到理想的补偿效果。这种方法材料容易购买，制作简单，容易在现成的放声设备中增加响度补偿，而且对不同阻值的音量电位器(4.7KΩ～100KΩ）均能使用。 这种电路的原理是这样的：LC构成谐振回路，谐振频率为中频（1000Hz）。并联谐振时阻抗很大，偏离谐振点越远阻抗越小，因此LC回路对高、低音阻抗均比 1000Hz时阻抗低,所以得到提升。LC并联在R1两端，当R1＝0时（即音量开到昀大）LC回路被短路，无提升作用，随着C点下移， R1阻值增大，LC回路Q值逐渐增大，诸振曲线趋向尖锐，高、低音提升量也逐步增大（如图7）。 元件计算方法如下：考虑到加上响度补偿之后对中频（1000Hz）影响不要太大，应使回路对1000Hz的阻抗大于原音量电位器阻值的2倍，即ωL=2R（图6）式中ω=2πf0， f0为转折频率，这里取f0=1 000Hzf0＝1/2π 2 LC，如果电位器阻值为10KΩ则L=2R/ω=2R/2πf0= 2×10×103 ≈3亨C=1/（2πf0)2L =1/(2 2×3.14×1000 ×3.14×1000)2×3≈0.01μF 电感线圈可用E19×8矽钢片作铁芯，用φ0.01毫米漆包线绕1700