卡拉ok消歌聲電路和實(shí)踐

卡拉ok消歌聲電路和實(shí)踐作者：01信電(2)班葉勇濤劉敏華為了能更好的把＜＜模擬電子技術(shù)＞＞課上的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐上，我選擇了卡拉OK作為我從理論到實(shí)踐的開(kāi)端.眾所周知卡拉OK能讓人著迷的地方就是能去掉原唱者的歌聲，讓自己成為主唱,著迷于自己的歌聲中.所以在這里著重分析卡拉OK消歌聲原理和電路的實(shí)現(xiàn).在文章中以”天逸”牌的AD.580卡拉OK混響器中的消歌聲電路為例子作以分析.我用(photoshop)畫(huà)了主要的電路圖，用(MATLAB)在電腦上實(shí)現(xiàn)了電路中低通濾波器并用圖直觀的展現(xiàn)了濾波的效果。消歌聲就是把碟片中原唱的歌聲消除,而保留伴音信號(hào)輸出.碟片中有由歌聲信號(hào)和伴音組成.歌聲信號(hào)的頻率一般局限在中音段及中音音段范圍內(nèi).伴音信號(hào)的頻率比較豐富，分高,中，低頻.歌聲一般定位于兩點(diǎn)主音響聲場(chǎng)中間，所以要求同時(shí)平衡地被記錄在左，右兩個(gè)聲道上,也就是說(shuō)在左，右聲道上的電壓基本相等，頻率與相位也相等.對(duì)于伴音信號(hào),由于各種樂(lè)器都有各自不同的演奏位置.因而錄制在左，右聲道上是不對(duì)稱的.一般情況下，高,中頻響的某類樂(lè)器或都位于左邊,或都位于右邊.故在左，右聲道上的錄制電壓差異很大.而低頻主導(dǎo)樂(lè)器(如爵士鼓,低音吉他等)位于中央?yún)^(qū)域，因此和歌聲一樣的在左,右聲道上的錄制電壓基本相等.根據(jù)以上所述，給出了框圖ao 故大 an?13IT低通萱⑴—濾波器一1.?R 當(dāng)左,右信號(hào)通過(guò)差分放大器,使信號(hào)中的歌聲信號(hào)，伴音信號(hào)中的低頻信號(hào)被除去.留下伴音的中，高頻信號(hào)A.在左，右信號(hào)通過(guò)加法器(1)得到L+R的信號(hào)，通過(guò)低通濾波器使信號(hào)總的中，高頻成分被濾波器濾掉后,A、B經(jīng)過(guò)加法器(2)獲得一個(gè)完整的伴音信號(hào).框圖a的實(shí)現(xiàn)，我以”天逸”牌AD.580卡拉OK混響器中的消歌聲電路為例.RoIC34HD"tl油IC34HCCUTiLKR3W.5LKma■iLKR33O.ILK102L■iLK-■;B32O■ilK103L■ilKIH18■iLKR32WiLK101RoIC34HD"tl油IC34HCCUTiLKR3W.5LKma■iLKR33O.ILK102L■iLK-■;B32O■ilK103L■ilKIH18■iLKR32WiLK101LLOKQ3O3\?TLCOfr!*」IC34HATLCQfrlIC3O8A■iLK(301fH323Js〒.5LKiLK1-「期]T'-J. I門(mén)睫5MMP四甘 浦MP一號(hào)為電壓跟隨器.二號(hào)為利用差分式電路的減法器.三號(hào)為放大器四號(hào)為三階壓控電源低通濾波器」\n.,."i!?『來(lái)自音源選擇的L和R信號(hào).先由IC305D和IC305C分別進(jìn)行緩沖放大,然后分別送到IC305A的反相和正相輸入端，經(jīng)IC305A相減即可消除左,右聲道中的同相位、同電壓的歌聲信號(hào)，為了不使音樂(lè)信號(hào)中的低頻也被減法器消除，設(shè)立了IC305B、C303、C304及C306等元件組成的低通濾波器，以取出音樂(lè)中的低頻信號(hào)加到IC305A的正相輸入端.Q302、Q305及Q303為消歌聲”開(kāi)/關(guān)”控制管,Q302和Q305為PNP管,Q303NPN管.在消歌聲”開(kāi)”狀態(tài),K2-6為高電壓,從而使Q303導(dǎo)通而Q302和Q305截止，經(jīng)消歌聲處理后的伴音信號(hào)經(jīng)Q303送往IC308A和IC308B的輸入端，經(jīng)IC308A和IC308B的放大后輸出.在消歌聲”關(guān)”的狀態(tài),(K2-6)為低電壓，從而使Q302和Q305導(dǎo)通而Q303截止的，消除歌聲的伴音信號(hào)被Q303阻斷.L和R音樂(lè)信號(hào)分別直接經(jīng)Q305和Q302送到IC308A和IC308B的輸入端，經(jīng)IC308A和IC308B分別放大后輸出.消歌聲電路中所使用TL084為一塊高輸入阻抗，高速通用的運(yùn)算放大器，一塊TL084的內(nèi)部具有四塊運(yùn)放，故可在電路中分別使用.TL084的內(nèi)部運(yùn)算放大器采用了結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)作為差分輸入級(jí)，而且都具有內(nèi)部補(bǔ)償電路.圖為T(mén)L084的內(nèi)部框圖.]4 12|11 10 H]4 12|11 10 H現(xiàn)在對(duì)電路中四號(hào)三階壓控電壓源低通濾波器簡(jiǎn)單的分析.現(xiàn)在對(duì)電路中四號(hào)三階壓控電壓源低通濾波器簡(jiǎn)單的分析.根據(jù)上圖可得三個(gè)方程：TOC\o"1-5"\h\z{(2/R+s*c)*v1-v2/R-vi/R=0 (1)(2/R+s*c1)*v2-v1/R-v0*s*c1-v3/R=0 (2)(1/R+s*c)*v3-v2/R=0 (3)根據(jù)v1=1/(1+s*c*R)*vi; (4)由以上4個(gè)方程可得：v0/vi=((1+s*c1*R)*(1+s*c*R)-1)/(R*s*c1*(1+s*c*R)A2)=(sA2*RA2*c*c1+s*R*(c+c1))/(sA3*RA3*cA2*c1+2+2*sA2*RA2*cA2*c1+s*R*c1)以這個(gè)式子代入電路中的具體數(shù)字，經(jīng)過(guò)MATLAB處理得到以下兩個(gè)圖形：IIEZI 1-「TT「門(mén)__L___L___L_CDpn-F^z_J__L_」IIEZI 1-「TT「門(mén)__L___L___L_CDpn-F^z_J__L_」LJ1-UUlJL-..-j..L.1l_J.JXLEdI3□IOZZZZCZZIZ3ZIICCI3CZ：:Z3ZZEZiIZI□IEO————,——f—lT1rn----r~--i--i-ii-lrnr-■■-T--r-ii-tntrn I__L_i_1JJ±IJ L i__L_L1JJ±'J L二匚二I二匚二工匚口L11LIJJ__i__i_L±1LUr-i-rttrni_1J±LU i_- JI _i__i_L±1LIJi_1J±LU i__J_1 I I-LJ.J.LLIFrequencyfrad/s)(sITIITI-IEiCDmlllSELICL(sITIITI-IEiCDmlllSELICL從圖案當(dāng)中可以看到:在星號(hào)所對(duì)應(yīng)的頻率就是低通濾波器的截止頻率.對(duì)圖中二號(hào)差分放大電路簡(jiǎn)單的運(yùn)算分析設(shè)a端輸入Vs1,b端輸入Vs2,c端輸入Vs3.根據(jù)上圖,可得以下幾個(gè)方程：TOC\o"1-5"\h\zVN*(1/R+1/R)-V0/R-Vs1/R=0 (1)VP=1/2*(Vs2+Vs3) (2)VN=VP (3)所以1/2*(vs2+Vs3)*(1/R+1/R)-V0/R-Vs1/R=0V0=Vs2-Vs1+Vs3由式子可以看出Vs2和Vs1中的相同部分被抵消.V0中又加回了Vs3的低頻部分.根據(jù)消歌聲原理還能給出其他一些方法.比如圖：L、R信號(hào)經(jīng)放大及平衡調(diào)整后送往減I法器原唱的歌聲信號(hào)及提品伴音減法器中抵消無(wú)輸出，減法器僅輸出高、|中頻伴音信號(hào)另外,由有源低通濾波器將左、右聲道中的低頻伴音在信號(hào)取出，送到混合器中與高、中頻伴音信號(hào)相混合,從而獲得完整頻段伴音信號(hào)輸出.原理相同但方法千變?nèi)f化,要想更好的從理論變到時(shí)間.首先要學(xué)會(huì)閱讀電路原理圖.復(fù)雜的電路，原理圖往往有許多張,一般一個(gè)獨(dú)立的器材就有一張圖紙，在閱讀電路的同時(shí)首先應(yīng)找出信號(hào)的輸入和輸出端.一般放大電路的輸入部分在圖紙左邊,而輸出部分在圖紙的右邊.比如在閱讀消歌聲電路時(shí)，應(yīng)先找出前置放大集成電路的輸入端，也就是找出一號(hào).然后再依次找四號(hào)低通濾波器和二號(hào)減法器.最后是三號(hào)放大電路.然后回過(guò)頭來(lái)看”開(kāi)/關(guān)”控制管.對(duì)于較為復(fù)雜的電路圖，在不了解信號(hào)流程的情況下,可以先找出電路中各集成電路的型號(hào).再找出其引腳功能資料,再將各集成電路的輸入輸出部分聯(lián)系起來(lái)，這樣就可以了解信號(hào)系統(tǒng)流程.電源部分是全由電路工作的保證，它一般在電路圖的右下方.通過(guò)找出電源部分，可以分析各單元電路公共電壓的高低.在閱讀各種功能較多的電路電路圖時(shí)，可以將電路分為許多塊,丟下次要的功能電路，先找出主信號(hào)的流程，然后再一塊一塊的閱讀各單元的功能電路.在實(shí)踐中動(dòng)手是必要的,但在電路板上焊接電子元件時(shí)也需要注意很多.為了確保焊接的質(zhì)量,印制電路板上的焊點(diǎn)及所焊接的元件的引腳應(yīng)徹底清除其表面現(xiàn)象,而元件的引腳并沒(méi)有與印制電路板上的焊接熔接，時(shí)間長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)接觸不良的故障.當(dāng)清除了印刷電路板上的焊點(diǎn)元件上的氧化層后,還要在印制電路板及元件