一种数字混响器

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德国ELV公司推出的新一代卡拉OK数字混响器,以其新颖的电路设计和优越的性能价格比受到众多音乐爱好者的青睐。混响器采用动态存储器RAM做为延时电路,具有非常明显的效果。它有两个输入,其中输入1是话筒输入,安装在面板上;而输入2是线路输入,用于接受来自磁带录音机、调谐器、唱机和CD唱盘等等音源的信号,它安装在后面板上,有一个附加开关DELAY ON/OFF,决定线路输入信号是否延时。输入电平是由相应的音量控制开关来调整的,并用LED监视。输出也有两个,其中输出1在后面板上,可接功放电路;而输出2在面板上,可直接驱动耳机。混响器的延时时间可在62.5ms和1s之间任意调节。它有延时电子调节开关,以调节延时信号在输出信号中的大小;其颤音开关可以选择音频信号的频率调制与否;回声开关可以实现单回声和多重回声的转换;其降噪电路可在大动态范围之内改善输入信号的信噪比。

数字混响器的工作原理是这样的:待处理的音频信号送入前置放大器,经A/D/A转换器将模拟信号变为数字信号串。为防止过驱动,须用LED显示转换器的最佳驱动电平。两个动态存储器用做移位寄存器,以便暂时存放数字化的输入信号。每个存储器的存储空间为64k×1bit(65536),可由两个计数器进行访问。每个寻址周期把原先存放在存储单元中的数据抹去,以便把新的数据存放进去。131072个存储单元全部访问完毕之后才读出新的数据。延时后的数字化信号送到A/D/A转换器转换成模拟信号,经过有源低通滤波器过滤掉转换过程中产生的高频谐波。经过降噪电路(信号暂停时才有效),信号的信噪比得到改善,再送入后级放大器和功放电路。

数字混响系统的电路如图①所示。信号通过话筒(输入1)输入,经过T1放大后和线路输入(输入2)信号在运放OP1混合。输入2要么接到运放OP1(延时信号),要么接到运放OP4(不延时信号),这由开关S2的位置来确定。输入1和输入2的非延时混合信号经R13送到运放OP4,而延时混合信号经R29(延时电平控制电位器)和R30才传入OP4。此外,运放OP1的输出信号还要送入A/D/A转换器IC3,C端输入的模拟信号转变成数字信号后从H端输出。输入信号的大小由LED监视,因为只有输入电平大于最大电平的75%时LED才闪烁。IC3的数字输出信号送入级联的动态存储器IC4和IC5,二者可通过计数器进行寻址。131072个存储单元访问完后,RAM才输出延时数字信号给IC3的A端。两个RAM是分级寻址的。多路开关IC6和IC7可把十六位计数器输出率转换成2×8的格式。

混响器的时钟振荡器由N2组成,其振荡频率在130~520kHz之间,可通过延时(DELAY)电位器R4调节。逻辑门N3、N4和N5为转换器和存储器提供控制和定时信号。逻辑门N1用做低频RC振荡器,开关S1闭合时调制N2,从而产生频率调制,进而产生颤音(VIBRATO)效果。

图1
图1 🔍原图 (1823×1259)

IC3的B端输出的延时音频信号送入有源低通滤波器OP3,把转换过程中产生的高频谐波过滤掉。晶体管T2-T3组成降噪电路,其中T2是前置放大器,而T3用做电子开关,没有信号时T3导通,C20旁路掉大部分噪声信号,从而达到降噪的目的。

延时信号经运放OP4放大后足以驱动任何形式的功放。电容C5,C9和C23提供反馈信号,用于抑制射频信号。运放OP2的虚地接2.75V,可做为OP1,OP3和OP4的电压基准。开关S5选择存储容量即延时时间,打在左边延时62.5ms,打在右边延时125ms,打在中间延时高达250ms。

“f”,“g”,“h”应接到面板上的开关上。ADA1000转换器焊接须十分小心,管脚焊接越快越好,以防止内部过热。调试时先把R4顺时针打到最大,R3打到“1”,R29打到“100%”,R10和R15打到“0%”,开关S4打到REPEAT(多重回声),开关S3打到OFF;接上功放,调节R4,直到音调变高为止。最后R4往回调,直到R29突然从“100%”打到“0%”再打到“100%”而听不到高音为止。

注意动态存储器用的是日立公司的HM4864-P2,也可用4164(例如NMC 4164,TMS 4164)代换。(尚方)