卡拉ok消歌声电路和实践

卡拉ok消歌声电路和实践作者：01信电(2)班叶勇涛刘敏华为了能更好的把＜＜模拟电子技术＞＞课上的理论知识运用到实践上，我选择了卡拉OK作为我从理论到实践的开端.众所周知卡拉OK能让人着迷的地方就是能去掉原唱者的歌声，让自己成为主唱,着迷于自己的歌声中.所以在这里着重分析卡拉OK消歌声原理和电路的实现.在文章中以”天逸”牌的AD.580卡拉OK混响器中的消歌声电路为例子作以分析.我用(photoshop)画了主要的电路图，用(MATLAB)在电脑上实现了电路中低通滤波器并用图直观的展现了滤波的效果。消歌声就是把碟片中原唱的歌声消除,而保留伴音信号输出.碟片中有由歌声信号和伴音组成.歌声信号的频率一般局限在中音段及中音音段范围内.伴音信号的频率比较丰富，分高,中，低频.歌声一般定位于两点主音响声场中间，所以要求同时平衡地被记录在左，右两个声道上,也就是说在左，右声道上的电压基本相等，频率与相位也相等.对于伴音信号,由于各种乐器都有各自不同的演奏位置.因而录制在左，右声道上是不对称的.一般情况下，高,中频响的某类乐器或都位于左边,或都位于右边.故在左，右声道上的录制电压差异很大.而低频主导乐器(如爵士鼓,低音吉他等)位于中央区域，因此和歌声一样的在左,右声道上的录制电压基本相等.根据以上所述，给出了框图ao 故大 an•13IT低通萱⑴—滤波器一1.•R 当左,右信号通过差分放大器,使信号中的歌声信号，伴音信号中的低频信号被除去.留下伴音的中，高频信号A.在左，右信号通过加法器(1)得到L+R的信号，通过低通滤波器使信号总的中，高频成分被滤波器滤掉后,A、B经过加法器(2)获得一个完整的伴音信号.框图a的实现，我以”天逸”牌AD.580卡拉OK混响器中的消歌声电路为例.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门睫5MMP四甘 浦MP一号为电压跟随器.二号为利用差分式电路的减法器.三号为放大器四号为三阶压控电源低通滤波器」\n.,."i!•『来自音源选择的L和R信号.先由IC305D和IC305C分别进行缓冲放大,然后分别送到IC305A的反相和正相输入端，经IC305A相减即可消除左,右声道中的同相位、同电压的歌声信号，为了不使音乐信号中的低频也被减法器消除，设立了IC305B、C303、C304及C306等元件组成的低通滤波器，以取出音乐中的低频信号加到IC305A的正相输入端.Q302、Q305及Q303为消歌声”开/关”控制管,Q302和Q305为PNP管,Q303NPN管.在消歌声”开”状态,K2-6为高电压,从而使Q303导通而Q302和Q305截止，经消歌声处理后的伴音信号经Q303送往IC308A和IC308B的输入端，经IC308A和IC308B的放大后输出.在消歌声”关”的状态,(K2-6)为低电压，从而使Q302和Q305导通而Q303截止的，消除歌声的伴音信号被Q303阻断.L和R音乐信号分别直接经Q305和Q302送到IC308A和IC308B的输入端，经IC308A和IC308B分别放大后输出.消歌声电路中所使用TL084为一块高输入阻抗，高速通用的运算放大器，一块TL084的内部具有四块运放，故可在电路中分别使用.TL084的内部运算放大器采用了结型场效应管(JFET)作为差分输入级，而且都具有内部补偿电路.图为TL084的内部框图.]4 12|11 10 H]4 12|11 10 H现在对电路中四号三阶压控电压源低通滤波器简单的分析.现在对电路中四号三阶压控电压源低通滤波器简单的分析.根据上图可得三个方程：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)根据v1=1/(1+s*c*R)*vi; (4)由以上4个方程可得：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)以这个式子代入电路中的具体数字，经过MATLAB处理得到以下两个图形：IIEZI 1-「TT「门__L___L___L_CDpn-F^z_J__L_」IIEZI 1-「TT「门__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从图案当中可以看到:在星号所对应的频率就是低通滤波器的截止频率.对图中二号差分放大电路简单的运算分析设a端输入Vs1,b端输入Vs2,c端输入Vs3.根据上图,可得以下几个方程：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的低频部分.根据消歌声原理还能给出其他一些方法.比如图：L、R信号经放大及平衡调整后送往减I法器原唱的歌声信号及提品伴音减法器中抵消无输出，减法器仅输出高、|中频伴音信号另外,由有源低通滤波器将左、右声道中的低频伴音在信号取出，送到混合器中与高、中频伴音信号相混合,从而获得完整频段伴音信号输出.原理相同但方法千变万化,要想更好的从理论变到时间.首先要学会阅读电路原理图.复杂的电路，原理图往往有许多张,一般一个独立的器材就有一张图纸，在阅读电路的同时首先应找出信号的输入和输出端.一般放大电路的输入部分在图纸左边,而输出部分在图纸的右边.比如在阅读消歌声电路时，应先找出前置放大集成电路的输入端，也就是找出一号.然后再依次找四号低通滤波器和二号减法器.最后是三号放大电路.然后回过头来看”开/关”控制管.对于较为复杂的电路图，在不了解信号流程的情况下,可以先找出电路中各集成电路的型号.再找出其引脚功能资料,再将各集成电路的输入输出部分联系起来，这样就可以了解信号系统流程.电源部分是全由电路工作的保证，它一般在电路图的右下方.通过找出电源部分，可以分析各单元电路公共电压的高低.在阅读各种功能较多的电路电路图时，可以将电路分为许多块,丢下次要的功能电路，先找出主信号的流程，然后再一块一块的阅读各单元的功能电路.在实践中动手是必要的,但在电路板上焊接电子元件时也需要注意很多.为了确保焊接的质量,印制电路板上的焊点及所焊接的元件的引脚应彻底清除其表面现象,而元件的引脚并没有与印制电路板上的焊接熔接，时间长就会出现接触不良的故障.当清除了印刷电路板上的焊点元件上的氧化层后,还要在印制电路板及元件