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基于Multisim系统的音频信号发生器设计及实现杨紫烨; 王素芳【期刊名称】《《电子制作》》【年(卷),期】2019(000)017【总页数】4页(P70-73)【关键词】音频信号发生器; 振荡电路; 电压放大器; 电压跟随器; 功率放大器【作者】杨紫烨; 王素芳【作者单位】沈阳工程学院辽宁沈阳 110136; 国家电网安阳供电公司河南安阳455000【正文语种】中文0 引言人类能够听到的所有声音都称之为音频，音频的范围是20Hz 至20kHz。
人体对声音频率的感觉表现为音调的高低，在音乐中称为音高，音调是由频率ω 决定的。
音频信号是（Audio)带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。
音频信号分为规则音频和不规则音频声音，音频信号是一种变化的模拟信号。
这种模拟信号均可以由音频信号发生器产生，并通过扬声器传入人耳。
Multisim 软件系统是一款仿真设计软件，即可进行模拟、数字电路仿真设计，又可进行模拟数字混合仿真设计。
系统提供高度集成化的设计环境，可完成原理图设计输入、电路仿真分析、电路功能测试等工作。
本文运用Multisim软件以电子琴为例介绍音频信号发生器的设计制作与实现。
1 音频信号发生器设计1.1 设计总体构架音频信号发生器电路由选频网络、放大网络及输出网络组成。
选频网络采用RC 桥式振荡电路，电阻“R”选择用一个定值电阻和一个滑动变阻器串联，电容“C”则使用7 个电容并联，在定值电阻固定之后，通过改变电容的大小来调节出不同音阶的频率，从而达到发出各个不同音色的目的。
开关选用七键式的联动开关，这样当联动开关按键接触不同位置的时候，就会产生不同频率的7 个音符。
对最基本的低中高三种基本音调的七种基本音色进行调节，通过选择改变滑动变阻器来适当改变定值电阻的大小，以达到改变选择低中高哪种声调的发音。
放大网络使用集成运算放大器（例如OP07CP）作主要的放大元件，将较弱信号进行放大。
数字信号处理电路分析数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是指对数字信号进行采样、量化、编码和计算等处理的技术。
数字信号处理电路（Digital Signal Processing Circuit，简称DSP电路）是实现数字信号处理功能的硬件电路。
1. 数字信号处理电路的基本原理数字信号处理电路由以下几部分构成：采样电路、模数转换电路、数字信号处理器和数模转换电路。
其基本原理如下：1.1 采样电路：将连续时间的模拟信号转换成离散时间的数字信号。
采样定理规定了采样频率应大于信号最高频率的两倍，以避免采样失真。
1.2 模数转换电路：将连续的模拟信号转换成对应的数字信号。
模数转换器的核心是模数转换器芯片，采用逐级逼近型模数转换器或者delta - sigma调制器。
1.3 数字信号处理器：对数字信号进行数学运算和算法处理的核心部件。
它可以用于音频、视频等信号的压缩、滤波、变换等处理。
1.4 数模转换电路：将数字信号转换为模拟信号，以便于输出到外部设备。
2. DSP电路常用应用及分析2.1 音频信号处理DSP电路广泛应用于音频设备中，如音乐播放器、音响等。
采用DSP电路可以对音频信号进行滤波、均衡、混响等处理，以改善音质和增加音效。
2.2 图像处理在数字相机、手机摄像头等设备中，DSP电路可用于图像处理，如去噪、增强对比度、调整颜色平衡等。
DSP电路的高速处理能力和算法优化可以提供更好的图像质量。
2.3 通信信号处理在通信领域，DSP电路被广泛应用于调制解调、编解码、信号压缩等方面。
采用DSP电路可以提高通信质量和信号处理的速度。
2.4 视频信号处理DSP电路在电视、监控摄像头等设备中也起到重要作用。
例如，DSP电路可以完成视频信号的编码、解码、去噪和增强，以提高图像质量和显示效果。
2.5 生物医学信号处理生物医学信号处理是DSP电路的重要应用领域之一。
通过DSP电路可以对生物医学信号进行滤波、去噪、生理参数提取等处理，为医学诊断和治疗提供支持。
信号处理电路基本原理解析信号处理电路是电子电路中的一种重要组成部分，起着将输入信号进行改变、处理、转换的作用。
本文将解析信号处理电路的基本原理，介绍其工作原理和应用领域。
一、信号处理电路的概述信号处理电路是一种用于对输入信号进行采样、滤波、放大、调制/解调、编码/解码等处理的电子电路。
它可以将不同形式的输入信号转换为适合特定应用场景的输出信号，广泛应用于通信、音频、视频、生物医学等领域。
二、信号处理电路的基本原理1. 信号采样信号采样是将连续时间的信号转换为离散时间的过程。
常见的采样方式有脉冲采样和保持采样。
脉冲采样将连续信号通过间隔一定时间的脉冲信号进行采样，而保持采样则是通过保持电路将信号的幅值保持一段时间。
2. 信号滤波信号滤波是对输入信号进行滤波处理，以去除或弱化其中的噪声或干扰。
滤波器可以按照频率响应分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
常用的滤波器类型有RC滤波器、LC滤波器、数字滤波器等。
3. 信号放大信号放大是将输入信号的幅值进行放大处理，以增加信号的强度，使其适合后续处理或驱动其他设备。
放大电路常采用放大器作为核心元件，常见的放大器有运放放大器、功放、差分放大器等。
4. 信号调制/解调信号调制是将输入信号与载波信号进行混合，通过改变载波信号的某些特性，实现对输入信号的编码和传输。
调制方式有调幅、调频、调相等。
解调则是将调制后的信号还原为原始信号的过程。
5. 信号编码/解码信号编码是将输入信号转换为特定的编码格式，以实现信号的传输和存储。
编码方法有模拟编码和数字编码等。
解码则是将编码后的信号还原为原始信号的过程。
三、信号处理电路的应用领域1. 通信系统信号处理电路广泛应用于通信系统中，包括无线通信和有线通信。
例如，在移动通信系统中，信号处理电路用于信号的解调和解码，实现语音和数据的传输。
2. 音频处理信号处理电路在音频处理中起着重要作用。
例如，在音频音响系统中，信号处理电路用于音频信号的放大、滤波和均衡等处理，以提高音频质量和音响效果。
音调电路原理
音调电路是一种电子电路，用于控制音频信号的频率，从而改变声音的音调。
它在许多电子设备中都有应用，比如音乐播放器、电子乐器、通信设备等。
音调电路的原理是基于信号处理和频率调制的技术，通过改变电路中的元件参数来实现对音频信号频率的调节。
音调电路的基本原理是利用电容和电感的特性来改变信号的频率。
在一个简单的RC电路中，当电容或电感的数值改变时，电路的共振频率也会发生变化，从而影响输入信号的频率。
通过调节电容或电感的数值，可以实现对音频信号频率的调节，从而改变声音的音调。
另一种常见的音调电路是使用可变电阻来调节频率。
可变电阻可以通过旋钮或滑动变阻器来改变电路中的电阻数值，从而影响信号的频率。
这种电路常见于音乐播放器和音响设备中，用户可以通过旋钮来调节声音的音调，实现音乐的高低音调节。
除了基本的RC电路和可变电阻电路，还有许多其他类型的音调电路，比如振荡器、滤波器等。
这些电路通过不同的方式来实现对
音频信号频率的调节，从而达到改变声音音调的效果。
在电子音乐乐器中，这些音调电路常常被用于创造各种不同的音色和音效。
在实际应用中，音调电路通常会与放大器、滤波器等其他电路组合在一起，以实现更丰富的声音效果。
通过合理设计和调节这些电路的参数，可以实现各种不同的音色和音效，满足不同音乐风格和个人喜好的需求。
总的来说，音调电路是一种通过改变电路参数来调节音频信号频率的电子电路，它在许多电子设备中都有重要应用。
通过合理设计和调节，可以实现各种不同的音色和音效，为人们的生活和娱乐带来更丰富的体验。
希望本文对音调电路的原理有所帮助，谢谢阅读！。
音频电路工作原理
音频电路工作原理是指音频信号在电路中传输和处理的过程。
一般情况下，音频信号的频率范围为20Hz至20kHz，它们是
用来传输声音的电信号。
音频信号的处理包括放大、混音、滤波等过程。
放大是指将音频信号的幅度增加，使其能够带动扬声器发出声音。
放大过程一般使用放大器来实现，其原理是利用放大器的放大管对输入信号进行放大，再输出到扬声器。
混音是指将多个音频信号混合为一个信号的过程。
在混音电路中，多个音频信号通过混音器混合在一起，输出为一个复合信号。
混音器一般采用运算放大器和混合器组成。
运算放大器负责将多个输入信号相加，而混合器则负责调节每个输入信号的音量比例。
滤波是指通过滤波器对音频信号进行滤波，去除不需要的频率分量。
滤波器一般分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
低通滤波器只允许低频信号通过，高通滤波器则只允许高频信号通过，而带通滤波器则只允许某一频率范围的信号通过。
除了以上几种基本的音频处理方式外，还有一些其他的音频电路，如音量控制电路、均衡器调节电路等，它们能够对音频信号进行更加精细的处理和调节。
这些电路的原理也都是通过信号的放大、滤波和混合来实现的。
通过这些不同的音频电路，我们可以实现对音频信号的处理和控制，使之能够在音响系统中得到合适的放大、混音和调节。
什么是信号处理电路？信号处理电路是电子工程中的一个重要分支，它主要研究如何对信号进行处理和转换。
信号处理电路的应用非常广泛，涵盖了通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等多个领域。
本文将从基本原理、应用领域和设计方法三个方面介绍信号处理电路的相关知识。
1. 基本原理信号处理电路是利用各种电子元件和电路将原始信号转换成我们所需要的信号。
它主要包括信号采样、信号滤波、信号增益、信号变换等几个主要环节。
其中，信号采样是指将连续信号转换成离散信号的过程，信号滤波是消除噪声对信号质量的影响，信号增益是调节信号幅度的大小，信号变换是将信号从一个域转换到另一个域。
通过这些处理，我们可以得到更符合我们需求的信号。
2. 应用领域信号处理电路广泛应用于通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等领域。
在通信中，信号处理电路可以对信号进行编码、解码、调制、解调等处理，以实现高效的数据传输。
在电子设备中，信号处理电路能够提高系统的稳定性和可靠性，提供更好的用户体验。
在医疗仪器中，信号处理电路可以用于对生理信号的采集和处理，实现精密的医学诊断。
在雷达和音频设备中，信号处理电路可以对信号进行滤波、增益、变换等处理，以提高目标检测和音频质量。
3. 设计方法设计信号处理电路需要考虑多个因素，包括信号特征、处理要求、电路复杂度、成本、功耗等。
在设计过程中，需要选择合适的电子元件和电路拓扑结构，并根据具体需求进行参数调整和优化。
通常，设计师需要充分了解信号的特点和所需的处理效果，灵活选择合适的算法和电路方案。
此外，对于大规模信号处理系统，还需要考虑多个电路模块之间的协同工作和数据传输。
总结：信号处理电路是电子工程中的重要分支，它通过对信号采样、滤波、增益、变换等处理，将原始信号转换成我们所需要的信号。
信号处理电路在通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等领域有着广泛的应用。
在设计信号处理电路时，需要考虑信号特征、处理要求、电路复杂度、成本、功耗等因素，并选择合适的元件和电路拓扑结构。
模块1 CRT电视机的维修任务1.4音频信号处理电路知识能力电视机的伴音解调电路的任务是完成电视伴音的解调和放大，使声音信号有足够的功率推动扬声器。
伴音电路是由伴音中频滤波器(带通滤波器)、第二伴音中放限幅放大器、鉴频器、前置放大器、音量控制、功率放大器等电路组成。
通常把伴音中频放大器、鉴频器和电子音量衰减器做在一块集成电路中，或与图像中频电路做在一起。
1.4.1 音频处理电路的原理视频检波输出的视频全电视信号(其中包含有6.5MHz的第二伴音中频信号，也有单独供出这一信号的电路方式)进入6.5MHZ滤波器，取出6.5MHz调频伴音中频信号。
然后由伴音中放电路作限幅放大，送到鉴频器，解调出伴音音频信号。
至此已还原出伴音信号，但它的功率小，不足以推动扬声器，所以这种小音频信号还要经前置音频放大器和功率放大器放大后才最后送扬声器。
为了能控制音量，在前置放大和功率放大器之间还插入音量控制电路。
音量控制的方法有多种，最简单的是电位器分压法，用电位器做音频前置放大器音频输出的负载，从活动滑臂上取出信号送功率放大级。
在集成电路电视机中目前多采用直流电压音量控制法，其方法是在音频前放置放大器与功率器之间设一个电子衰减器。
图4－1所示是一个采用电子衰减器的彩电的整机方框图。
图中的虚线框即是电子衰减器。
它有一个信号输入端和一个直流电压控制输入端，其衰减量的大小决定于输入的直流电压的大小，有的电路是该电压越高，信号衰减越大，输出信号电子越低；有的电路则与此相反。
产生控制用直流电压的方法有两种：1）电位器调节法，如图中的R2。
12V电压加在电位器R2两端，调节滑臂，即可调节直流控制电压；2)键控法。
键控信号送入微电脑，再由微电脑控制电路输出直流音量控制电压控制电子衰减器(当然其间还插入接口电路)。
由于采用电子衰减器具有直流电压控制衰减功能，故易于开发伴音静噪和静音功能。
静音功能是使微电脑控制电路产生一高电位——静音控制电压，送至衰减器音量控制端暂停伴音输出。
电子衰减器一般随伴音中频电路或功放电路制作在集成电路中，其直流电压衰减控制端由引脚引出与外电路连接。
目前大多数彩电的伴音通道中，还有两个附属电路：一种是AV接口电路。
为了使电视机具有连接录像机、VCD、DVD机等视频设备播放视频节目的功能，设置了AV接口电路。
它的主电路是集成化的电子开关，图4－1中给出了音频切换的示意图(视频部分未画)。
伴音解调器(鉴频器)输出的音频信号不直接送往音频预置放大电路，而先送往AV接口电路中的模拟开关的一个输入端。
外部来的音频信号送往开关的另一个输入端，电子开关可以选择这两路输入信号之一并将它送至音频放大电路。
还有一种是伴音中频制式转换电路。
由于世界各地区电视广播的制式的差别，第二伴音中频信号的频率有4.5MHz、5.5MHz、6.0MHz、6.5MHz等多种。
因此在多制式电路的机型中，有必要增加伴音中频制式转换电路或多通道鉴频电路。
这一电路的本质是使用电子开关、带通滤波器及变频技术，使伴音解调电路适应各制式的伴音中频，而其转换过程则由微电脑来自动控制(也有人工控制的)。
1.4.2、音频处理电路的检修一、伴音电路的常见故障在调谐器和中频通道中，伴音信号和图像信号是在一起的，视频检波之后两种信号开始分离。
如果故障是出现在视频检波之前，其症状表现一般为伴音和图像都不正常，例如调谐器中频放大器等部分有故障会引起声、像不良。
如果出现图像良好而伴音不良或无声，这表明故障多是在与图像信号分开后的伴音电路中，而调谐器和中频电路一般都是正常的，至少是基本正常的。
后面所指的“伴音电路”只是指与图像信号分开后的伴音处理电路，它一般包括伴音第二中频放大、鉴频、音量控制、前置音频放大、音频功率放大等电路及扬声器。
伴音电路常见的故障是在收视状态图像正常，但无伴音或是伴音小，伴音噪声大，声音失真，或有交流声等。
如果图像也不正常，则属调谐器、中频通道或是电源供电等方面的故障。
伴音电路的结构相对来说是比较简单的，使用的电路元器件较少，检测和分析故障也比较容易。
另外伴音电路有些故障可以通过听音来推断，根据声音不良的各种症状可以推断出故障的部位或元器件。
如图像良好，而无伴音，将音量调大也无伴音，这种情况一般是信号通道中某些集成电路或晶体管损坏。
功率放大器工作在较大电流的状态，其中的晶体管或集成电路击穿损坏的情况是常见的。
另外音频电路的供电电源不良也会引起这种故障，用万用表测量集成电路或晶体管的工作状态，便能发现故障。
如伴音中交流声比较大，这种情况往往是电源滤波电容损坏或是有干扰。
如声音失真(声音嘶裂或音质极差)往往是音频放大电路中的晶体管或集成电路不良引起的，有时集成电路的外围元器件损坏也会造成声音不良。
应指出，鉴频电路中的调谐回路失调也会产生声音小、失真现象。
对于多制式彩电，当出现伴音不良时还应检查制式选择开关的位置。
如果接PAL—D节目，而开关处在PAL—I的位置伴音必然不良。
1．无声这里是指图像正常而无声音的情况(如声像同时没有则故障在公共通道)，造成这种现象的故障原因有：1)电源故障。
伴音通道既有小信号电路，也有功率放大电路，由多组电源供电，若缺某一供电电源时将会无声。
这只要测量有关电压，就可准确判断；2)从产生第二伴音中频信号至扬声器通道中，某串联元件断路或并联元件短路，都将中断信号传递造成无声；3)有关选频回路严重失谐，如6.5MHz滤波器、鉴频调谐回路失调等将无法检出声音信号；4)电子衰减器直流控制电压失常，出现故障的部位可能是直流音量控制电位器损坏或是因静噪、静音电路故障，使电路固定于静噪或静音状态。
也可能是微处理器控制电路输出的音量控制电压通路故障。
对无声的检查排除方法最宜用从输出电路级逐级向前输入信号来进行，有经验的维修人员也可用改锥逐级碰触各级输入端，根据扬声器发出的噪声大小来判断故障位置，然后相应处理。
2．音小凡造成上述无声现象的故障部位都可以酿成声音小的故障，可采用处理无声故障的方法，检查声音小的问题。
此外还要注意，在设有中频变压的电路中，图像中频特性曲线31.5MHz 伴音中频点若压缩过低，也会造成音小，可调中频耦合变压器或吸收回路线圈。
3．声音失真一般原因有：一是鉴频电路故障，主要是鉴频线圈失谐；二是音频放大电路有故障，特别是分立元器件的功放电路，部分元件损坏，工作点漂移及反馈电路中断等造成的非线性失真，都会造成声音失真。
1.4.3 海尔29F9B-PY( 29F3A-PY)伴音处理电路分析与检修一、相关芯片的实用资料1、TDA7439（四波段双声道数字控制音频处理电路）见表4-1该电路主要完成音频的音量，高音、低音、平衡的调整和四路R、L音频选择且有二路音频输出（其中一路为AV输出）。
表4-1 TDA7439引脚功能注:各脚电压、对地电阻（图像、伴音模式为标准，测量电阻黑表笔接地）2、TDA2616（具有静音功能的两路12W高保真功放）见表4-2表4-2 TDA2616引脚功能注:各脚电压、对地电阻（图像、伴音模式为标准，测量电阻黑表笔接地）二、海尔29F9B-PY(29F3A-PY) 伴音处理电路分析1、伴音处理电路（见图4-2）音效处理（见图1.4.1），○10/○11脚是AV1路左右伴音信号输入脚；○9/○12脚是AV2路左右伴音信号输入脚；○8/○13脚是S 端子左右伴音信号输入脚。
经N701内部切换后进入高、中、低音音效处理电路。
N701的○27、○25/○26、○23/○24是左声道伴音信号的高、中、低音处理滤波脚；N701的○28、○19/○20、○21/○22是右声道伴音信号的高、中、低音处理滤波脚。
N701 的○5/○6及○15/○17脚作为高、中、低音音效处理后的立体声左右声道输出，其中○5/○6脚输出的信号作为功放电路的信号；○15/○17脚输出的信号提供给AV 输出电路。
2、伴音功放及重低音电路（见图4-3、图4-4）图4-3 海尔29F9B-PY(29F3A-PY) 伴音功放电路N701的○5/○6脚输出的已处理的左右伴音信号一路输入到N601（TDA2616）的○1/○9脚（见图1.4.2），N601放大后通过○4/○6脚输出到左右扬声器，N601的第○2脚是静音控制脚，当该脚电平被拉低时，N601静音，外接静音控制电路。
静音电路是利用静音时N901（CPU）发出高电平，使V601导通，从而将N601静音的○2脚电平拉低，达到静音效果（N601的○2脚为低电平时输出静音）当换台时，CPU发出一个高电平（高电平时间稍长于换台时间），使N601在换台期间静音，从而消除换台噪音。
关机消音电路是利用整机工作时+5V变为0，C613放电使V602导通，从而使N601的○2脚电压下降，达到静音效果。
静音电路同时控制重低音功放电路。
N601的○3/○8脚接1/2Vcc电压。
伴音信号的另一路提供给IC051（BA4558）双运放的○6脚（见图1.4.3），内部的第一个运放组成电流放大电路，由IC051的○7脚输出，到另一路运放IC051的○2脚。
由该路运放进行低通滤波后形成200Hz以下的低频信号从○1脚输出，提供给IC052(LA4270）的○2脚，IC052组成的BTL放大电路对低频信号进行功率放大，输出到重低音扬声器。
IC052的○3脚是静音控制脚，当该脚为低电平时，IC052静音，由Q051及Q052控制。
图4-4 海尔29F9B-PY(29F3A-PY)重低音电路三、检修实例与步骤：[例1]故障现象:有图像，无伴音。
分析与检修:无伴音故障一般出现在伴音通道，伴音功放与CPU伴音控制部分。
用指针式万用表R×10档红表笔接地，黑表笔间断性的碰触N601（TDA2616）的○1/○9脚，扬声器中无任何声响，说明故障应在伴音功放电路。
用电压档测量N601（TDA2616）的各端对地电压，发现电压很低，说明无伴音故障是由于静音电路引起的。
测量三极管V601的基极电压为0V,集电极电压也为0V，怀疑V601的CE击穿短路。
关机后测量V601的CE阻值，发现为0欧姆，说明V601已损坏，更换三极管后，开机一切正常。
[例2]故障现象:无重低音。
分析与检修:无重低音，故障应在重低音电路。
用示波器测量IC052(LA4270）的重低音信号输出端，发现无伴音信号波形，测量IC052(LA4270）的信号输入端，发现也没有伴音信号波形，说明故障在IC052(LA4270）○2脚之前的部分。
测量IC051的○1脚发现有正常的信号波形，说明故障在IC051 ○1脚到IC052○2脚之间的耦合电路。
测量电容C056连接IC051 ○1脚的引脚，有信号波形；测量电容C056的另一引脚，无信号波形；怀疑C056开路损坏，拆下电容C056，经测量发现电容已无充放电现象，更换电容C056故障排除。
