音頻頻譜柱狀顯示電路2011年廣西區(qū)電子設(shè)計競賽桂林電子科技大學(xué)本科A題題目講解童有為2011年4月一、任務(wù)設(shè)計并制作音頻頻譜柱狀顯示器電路。示意圖如下：二、要求1、基本部分（1）音樂輸入：0~1.5Vrms；單聲道。輸入端采用蓮花座和Q9座并聯(lián)形式，蓮花座用于音樂輸入，Q9座用于測試。將柱狀顯示的LED集中布置于一個15cm×10cm的面板上。音頻功放可使用現(xiàn)成有源功放，功率大于1W。（2）制作5路帶通濾波器，分別對應(yīng)中心頻率為：60Hz、250Hz、1kHz、4kHz、16k（1）Hz；濾波器Q值約為1.5。（3）條狀顯示采用10個發(fā)光二極管顯示電壓高低，1~10個發(fā)光二極管點亮的閾值電壓分別為：60mV、80mV、110mV、160mV、220mV、320mV、440mV、630mV、890mV、1.25V，可用運放或?qū)Ｓ眉呻娐分谱?。例如LM3915條狀指示集成電路。二、要求2．發(fā)揮部分①制作10路帶通濾波器和條狀顯示，帶通濾波器心頻率分別為：30Hz、60Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHz；濾波器Q值約為3。②制作一個均衡器，具有高音、中音、低音調(diào)整旋鈕，接于音源和音頻頻譜柱狀顯示器之間，可以明顯調(diào)整音質(zhì)。③自制一個音頻功放，接8Ω喇叭時最大不失真功率>2W，音量可調(diào)。④其它。我們生活中常見的音頻頻譜柱狀顯示器完成題目需要制作的部分頻率提取部分（音頻濾波器）LED條狀顯示部分三段均衡器功放第一部分：音頻濾波器音樂信號中往往包含多個頻段的信號，是一個復(fù)雜的合成信號，隨著音樂的播放，各個頻點的幅度在發(fā)生變化。要想知道某個時刻信號中所含某個頻點的分量的多少，就需要從合成信號中將這個頻率點的信號分離出來進行測量并顯示。濾波器是一個能通過某些頻率的信號，阻止（或衰減）其他頻率信號的電路。這就需要一個濾波器來完成信號的提取。一、帶通濾波器的參數(shù)為什么使用帶通濾波器？通帶中心頻率f0；f0橫坐標為頻率軸f縱坐標為增益AV歸一化AV=0.707歸一化AV=1fHfL歸一化0dB歸一化-3dB通頻帶BW=fH-fL二階有源帶通濾波器電路二階有源帶通濾波器電路與幅頻特性曲線二階有源帶通濾波器電路與幅頻特性曲線R3=2R1中心頻率f0通頻帶BWAv=1Q=1.5f0=1.5BW濾波器相關(guān)公式由Av=1得R3=2R1由Q=1.5得R1=3.5R2R3=2R1=7R2R3=2R1=7R2Av=1,Q=1.5若取R1=1kΩ；R2=280Ω;R3=2kΩ設(shè)計頻率f0R1R2R3C仿真頻率f0通頻帶BW60Hz1k2802k4uF6043Hz~83Hz250Hz1k2802k1uF240173~333Hz1kHz1k2802k240n1000722~13854kHz1k2802k60nF40002.88~5.51kHz16kHz1k2802k15nF14.8k20.7~10.4kHzAV=1、Q≈1.5無限增益多路反饋二階有源帶通濾波器元件推薦值（由MultiSim仿真得到）對于AV=1;Q=3的無限增益多路反饋二階有源帶通濾波器，根據(jù)上述公式可得：R3=2R1=34R2若取R2=62Ω;R1=1KΩ;R3=2kΩ有：C=466/f0(uF)二、LED條狀顯示部分直觀地顯示某個頻率成分幅度的大小。幅度大，LED亮的多。幅度小幅度大LED條狀顯示驅(qū)動原理三、三段均衡器音調(diào)控制部分音調(diào)控制是人為地調(diào)節(jié)輸入信號的低頻、中頻和高頻成分的比例，改變前置放大器的頻率響應(yīng)特性，以補償音響系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的頻率失真，或