音调调谐控制器频率响应特性实验报告

1、音调调谐控制器频率响应特性实验报告一、实验目标实验要求如下：1、供电电压：±5v；2、输入信号电压峰峰值iv时：100hz信号增益调节范围：.10db10db；lokhz信号增益调节范围：10db10db；3、全部调节范围内lkhz信号增益变化：w3db。二、实验原理1>实验原理图当f<fo时(a) 当rp1的滑臂在最左端时，对应于低频提升最人的情况(b) 当rp1滑臂在最右端时，对应于低频衰减最大的情况(a)分析表明，(a)图所示电路是一个一阶有源低通滤波器，其增益函数的表达式为人(0)=1+(0)/®1 +。69)/何(3-7-2),式屮,(373),

2、76; = 1 i (rp c 2)或 fu = 1 /(2k rp c 2)5 = (rr + /?2)/(/?/?2c2)或 fl2 = (rp、+ r2)/(2k rpr2c2)当fvfll时，c2可视为开路，运算放人器的反向输入端视为虚地，r4的影响可以忽略， 此吋电压增益：a/l =(rp1,g &a在f=fll时，令fl2 =10fll ,可由式rp +/?2 l + (je)/®r1 + 3)/®-_ _ rp i + r 21 + o.lj得 v1r】i + j ,模 v1 =(1 +r2)/v2r1(375)此时电压增益相对avl下降3dbo 在f

3、二fl2时，由式(372)得a _ rpi +r2 i + jv?r1 + iojav2¥014avl此时电压增益相对avl下降17dbo同理可以得出图(b)所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。当f>fo时cl、c2可视为知路，作为高通滤波器，音调控制器的高频等效电路如图所示。r>r>rp,将cl、c2视为短路，r4与rl、r2组成星形连接，将其转换成三角形连接示的电路如图所rp2的滑臂在最左端时，对应于高频提升最犬的情况，等效电路见图(c)(c)rp2的滑臂在最右端吋，对应丁高频衰减最大的情况，等效电路见图(d)。分析农明，(d)图所示电路为一阶有

4、源髙通滤波器，其增益函数的农达式为(3-7-11),式中5=1/(心+心以或几=1/2兀(心+心以,= 1/(心6)或 /h2 = 1/(2 兀r 3 c 3 )(3-7-12),当fvfhl时，c3视为开路，此时电压增益avo=-l(odb)。在 f=fhl 时，因 fh2=10fhl 由(3711)得 佻3 =忑a% ,此时电压增益av3相对于avo提升了 3dbo人'4 =芈 avo在f=fh2时， 72，此时电压增益av4札i对于avo提升了 17dbo当f>fh2时，c3视为短路，此时电压增益avh = (ra + r3)/r3同理可以得出图(c)所示电路的相应表达式，

5、其增益相对于中频増益为衰减量。通常先提出对低频区flx处和高频区fhx处的提升量或衰减量x(db),再根据下式求转折 频率fl2(或fll)和fh2(或fh2),即(3-7-16),/【il =/lix/2'"6(3-7-17),扎2叽邸三、实验步骤1、根据原理图用而包板搭电路；2、先测中频响应，保持rp31 , rp32滑臂在中值，测输出电压vo,计算 20lg(vo(flk)/vi(flk)；3、再分别测量rp31, rp32对于音调调谐控制器频率响应特性的调谐特性。a) 保持rp32滑臂在中值，计算|20lg(vo(flk)/vi(flk)- 20lg(vo(fl00)

6、/vi(fl00)| (要求结果=10db)；b) 保持rp31滑臂在中值，计算120lg(vo(flk)/vi(flk)- 20lg(vo(fl0k)/vi(fl0k) | (要求结果=10db)；4、分析实验结果。测量结果如门电位器 rp31=53.5k q , rp32=47.6k q ；av = 20lg(vo/vi)；|av|(rp31)= |20lg(vo(flk)/vi(flk)- 20lg(vo(fl00)/vi(fl00)| ；|av|(rp32)= |20lg(vo(flk)/vi(flk)- 20lg(vo(fl0k)/vi(fl0k)| ；电位器调节频率f/hz输入信号

7、vin/v输出信号vout/vav/dba av /dbrp31, rp32滑片置中 (rp31in=rp31out=26.6kq； rp32in=rp32out=23.8k q)1001.0000.944-0.501lk1.0000.968-0.28210k1.0000.976-0.211rp32 滑 片置中 (rp32in= rp32out =23.8 kq)rp31滑片置最左rp31out=53.3kq(a)1001.0004.2012.46512.293lk1.0001.020.17210k1.0000.968-0.282rp31滑片置最右rp31in=53.3kq(b)1001.00

8、00.214-13.39212.743lk1.0000.928-0.64910k1.0000.968-0.282rp31 滑 片置中 (rp31in= rp31out =26.6 kq)rp32滑片置最左rp32out 二 47.6kq (c)1001.0001.020.17213.862lk1.0001.201.58410k1.0005.9215.446rp32滑片置最右rp32in=47.6kq(d)1001.0000.896-0.95412.551lk1.0000.772-2.24810k1.0000.182-14.799av/d b频率响应特性曲线图四、实验结果分析与结论根据实验测得的结果，计算输入信号电压峰峰值为iv时，100hz. 10khz信 号增益|av|>10db, 1khz信号增益变化av<3db,符合低通滤波器和高通滤波器制 作的实验要求。咅调控制器只对低咅频信号与高咅频信号的增益进行提升与衰 减，中音频的增益保持odb不变。因此，音调控制器可由低通滤波器与高通滤波 器构成。五、实验总结通过这次实验，我掌握了利用运算放大器、rc电路等组成低通滤波器和高通 滤波器的方法，