可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器

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第一联动
由于通常的麦克风具为单声道,故利用通常录音手段进行实地采访或音乐厅录音时,常会产生“中间空洞”录音效果,即当录音在重播时,有中间空泛的现象,可以采用左、中、右三个麦克风分别置于音乐台之左、右及中间位置,通过两个相同的混音器电路将左~中声道、及右~中声道混音,混音效果通过一个平衡电位器调节,混音器采用“增强型反相加法器运算”电路实现。
1.引言
一般人们讲话用的麦克风或话筒全都是单声道的,所以一般记者在进行实地立体声录音时,一个最流行
的方法便是使用两个话筒,将其置于采访环境两侧。但是,就算话筒是选用适当之类型,而且至于适当之位置,这种方法也不能够提供最良好的立体声效果,因为其极易受“中间空洞”效果所影响,即当录音在重播时,有中间空泛的现象。
这个难题可使用三个话筒,分别置于音乐台之左、右及中间而克服,而且由于中间话筒的信号是平均地混入左、右频道,在重播时便由左右两扬声器、以相等的音量被重播,只要两个声道有适当之同相位关系,这是良好立体声效果所必需,至此一个非常明显的中间音乐台形象将呈现在听众面前。
2.混音器基本工作原理
所谓混音器就是通过某种电路将多路音频输出信号合并到一根音频线上,最后进行电子混合是目前最常用的音频信号混合手段,通常是由所谓虚拟接地的混合器(比如反相加法器电路)来实现。
在这种混合器中,各种输入信号都虚拟接地,即通过一系列电阻、电容,加到运算放大器的反相输入端,利用运算放大器虚短、虚断、虚地的特性进行运算,从而实现音频混合,由于有虚拟接地这种特性所以这种混合手段可以避免各个音频信号之间出现相互干扰(李中年,控制电器及应用:清华大学出版社,2007)。
3.可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器电气原理
三相混合步进电机由于该设计利用了三个话筒同时在不同位置录音的机理,所以该混音器的电气原理可以利用两枚低噪声运算放大器IC(TL071)及外围电路构成,这两个IC均使用标准的运算放大器类混音器之结构型式,整个电路实际上具有两个相同的部分,其中一部分电路供混合中间话筒音频及左声道音频,而另一部分电路供混合中间音频及右声道音频,以上每一部分电路都是使用同一枚IC,混音器电气原理如图1所示,图1中左声道、右声道、中声道音频信号分别由左
话筒、右话筒及中间话筒产生。
图1 可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器由图1可以看到,该混音器电路分别由左声道音频输入电路、中间声道音频输入电路、右声道音频输入电路、左~中声道音频混音电路、右~中声道音频混合电路等组成。
3.1  左~中声道混音器的工作原理
上文所述的两部分混音器基本上属于标准的反相加法器电路范畴,下面以左~中声道混音电路为例详细描述混音器工作原理。
左~中声道混音电路以理想运算放大器IC1为核心,理想运算放大器具有虚短、虚断、虚地的特性,由供电电源(+9V)通过偏置电阻R2、R3为IC1的同相输入端提供一个稳定的基准电位,由于R2、R3
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阻值相同,则该基准电位为供电电压的一半(李仁,电器控制:机械工业出版社,2013)。
IC1的输出端与反相输入端通过电阻R4连接构成一个反相加法器电路,利用理想运算放大器虚短、虚断的特性,该加法器电路将左声道音频信号与中间声道音频信号混合,IC1输出端通过电解电容C4输出混合以后的音频信号。
由于隔直电容C2(左声道输入电容)、C7(右声道输入电容)的存在,IC1组成的反相加法器在静态工作情况下,反馈电阻R4回路电流为零,故经由R4该加法器有100%的回输(反馈),故在静态工作情况下,加法器的输出以及反相输入端的电位均等于供电电压一半的电位(虚断、虚短特性)。
由于IC1的同相输入端电压为稳定的供电电压一半电位,故由
可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器山西工程技术学院  崔建国  宁永香
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IC 1组成的反相加法器电路其输出电压U O
可以用以下公式计算:
其中U L 、U M 分别为混音器电路的左声道输入信号电压以及中间声道输入信号电压,见图1所示,电压单位为伏特,电阻单位为欧姆。
将以上加法器电路与标准的反相加法器电路相比,可以看到标准的反相加法器电路其同相端输入电压为“0”,而本混音器的加法器电路其同相输入端被钳位在4.5V (混音器供电为9V ),故以上求输出电压U O 公式中出现了4.5V 的升压(相比较标准的反相加法器电路)。
混音器的左话筒拾取的左声道信号经音量调节电位器VR 1、隔直流电容器C 2、限流电阻R 1进入IC 1反相输入端,假如其中有一个音频信号(如+1mV )出现在加法器反相输入端,则该音频信号会令IC
1的输入电位失去平衡,故在反相输入端与同相输入端之间的不平衡信号会令IC 1有负极性电压输出(韩广兴,电子元器件与实用电路基础(修订版):电子工业出版社,2005)。
一个开环运算放大器两输入端之间电位差即使小于一个mV ,由于运算放大器高度的开环增益,可以令运算放大器输出趋向满度的正极性输出或负极性输出,但在该混音器电路中,事实上只有-1.5mV 的输出,正是由于反馈电阻R 4的存在,原理如下。
由于这时假定了只有左声道有输入信号,故以上加法器这时可以作为一个反向比例放大电路对待,所以放大器有-1.5mV 的输出,而输入为+1mV ,正是由于左声道输入电阻R 1以及反馈电阻R 4的分
压作用,平衡了放大器的净输入电位,这时IC 1组成的电路属于线性放大器的范畴。
3.2  左~中~右声道混音器工作过程
右~中声道混音器的工作原理与以上左~中声道混音器工作原理相同,电路图如图1所示,工作原理不再赘述。
中间声道话筒产生的音频信号通过中间声道输入电位器VR 2进入混音器电路,左~中声道混音器与右~中声道混音器的平衡,由平衡电位器VR 3控制,VR 3调到中间位置时,中间话筒的信号同时都进入左、右两混音器电路,由IC 1及IC 2组成的增强型加法器电路完美解决立体声混音。
当VR 3向左或向右调节时,可以实现中间话筒信号向左或向右的混入增强。
4.结语
这种由反相加法器电路实现的混音器,分别将左~中声道音频信号混音和右~中声道音频信号混音,由于理想运算放大器具有“虚断、虚短、虚地”的特性,可以完美避免各个音频信号之间出现相互干扰的状况出现,至此一个录音效果立体声非常明显的中间音乐台形象将再次呈现在听众面前。
作者简介:崔建国(1969—),山西阳泉人,毕业于桂林电子科技大学,山西工程技术学院副教授,主要从事工业控制计算机在工农业生产实践中的应用。
基于
AXI4-Lite 接口的JESD204B
核配置
与优化
安徽四创电子股份有限公司  潘文龙JESD204B协议的出现为数字接收机实现高速采样和通信提供了可
能。通过Xilinx公司的Vivado软件对基于JESD204B协议的数字接收机开发首先需要对相应的IP核进行配置,以满足协议的特定需求。本文介绍了两种基于AXI4-Lite接口协议的对IP核进行配置的方法。通过Modelsim软件仿真验证了两种方法的正确性,且由资源占用功能描述可得第二种实现方法占用逻辑资源更少,效率更高。
前言:随着制造工艺的提高,ADC/DAC的速率有了显著提高,数据交互量也随之变大,对于高速ADC/DAC,庞大的数据量使得采用传统的CMOS和LVDS等并行接口难以满足设计需求,串行协议JESD204B应运而生。Xilinx公司的Vivado集成设计套件提供相应的IP核完成基于JESD204B协议的数据收发功能。同时IP核的配置基于AXI4-Lite接口协议完成,故而有必要对AXI4-Lite协议进行深入理解。
应变测量一、AXI4-Lite协议简介
1.AXI4-Lite协议的五个通道及组成信号
AXI4-Lite是AXI4协议的子集,旨在通过VALID&READY的应答机制与组件中较小较简单的控制寄存器型接口实现通信。AXI4-Lite有5个通道:读地址通道,包含ARVALID,ARADDR,ARREADY;读数据通道,包含RVALID,RDATA,RREADY,RRESP;写地址通道,包含AWVALID,AWADDR,AWREADY;写数据通道,包含WVALID,WDATA,
WSTRB,WREADY;写应答通道:包含BVALID,BRESP,BREADY。
图1 读取操作应答机制
图2 写入操作应答机制
另外ACLK是接口时钟信号,ARE -SETN为低电平有效的复位信号,读写地址和数据信号均为32位;READY与VALID 是各通道相应的应答信号;WSTRB宽度

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