CN209845230U - 可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一款可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器的技术，其包括左声道输入信号电路、中间声道信号输入电路、左~中声道混音器电路、右声道输入信号电路、右~中声道混音器电路、混音器电路基准电压产生电路、左~中和右~中混音平衡电路，采用左、中、右三个麦克风分别置于音乐台之左、中及右位置，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。

Description

可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器

技术领域

本实用新型涉及一种可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器的技术，尤其是一种可以避免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”录音效果的技术，会将一个非常明显的中间音乐台形象重新呈现在听众面前。

背景技术

一般人们讲话用的麦克风或话筒全都是单声道的，甚至大多数记者实地采访使用的麦克风同样也是单声道的，双声道的麦克风也有但用不着而且很贵，一个需要上万的价格。

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。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠、可产生重现现场的立体声录音效果的话筒混音器设备。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器，其包括左声道输入信号电路、中间声道信号输入电路、左~中声道混音器电路、右声道输入信号电路、右~中声道混音器电路、IC1同相端基准电压产生电路、IC2同相端基准电压产生电路、左~中和右~中混音平衡电路：左话筒依次连接左声道输入电容C2、电阻R1组成所述左声道输入信号电路；所述左~中声道混音器电路由集成电路IC1及外围电路组成一个反相加法器电路，反馈电阻R4连接于IC1的2~6管脚之间，电阻R1连接IC1的反相输入端；中间话筒连接电位器VR2组成所述中间声道信号输入电路，电位器VR3组成所述左~中和右~中混音平衡电路，VR2的活动端连接VR3的活动端；右话筒依次连接右声道输入电容C9、电阻R10组成所述右声道输入信号电路；所述右~中声道混音器电路由集成电路IC2及外围电路组成一个反相加法器电路，反馈电阻R7连接于IC2的2~6管脚之间，电阻R10连接IC2的反相输入端2脚；供电电压依次连接电阻R2、R3、工作地组成所述IC1同相端基准电压产生电路，电阻R2、R3的连接点与IC1的同相输入端连接；供电电压依次连接电阻R8、R9、工作地组成所述IC2同相端基准电压产生电路，电阻R8、R9的连接点与IC2的同相输入端连接 。

所述左~中和右~中混音平衡电路，电位器VR3的左端通过电容C7、电阻R5连接IC1的反相输入端2脚，电位器VR3的右端通过电容C8、电阻R6连接IC2的反相输入端2脚。

附图说明

附图1用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1 是本实用新型设计：可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器的电气原理图。

具体实施方式

1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，通常有这么几种电路连接方式可以实现混音效果，最简单的是利用波段开关进行连接；第二种方法是将两种以上的音频信号全部并联，每个音频线用电容隔离，也就是每个音频输出端接一个小电容（10 uF ），这种设计虽电路简单，但问题是可能出现相互干扰；第三种方法是采用混合放大电路，就是将每路信号进行处理，进行电子混合；第四种方法是采用电子开关，最后进行电子混合。

第三、第四种方法有相似的处理手段，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。

可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器电气原理

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，混音器电气原理如附图1所示，附图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。

由附图1可以看到，该混音器电路分别由左声道输入信号电路、中间声道信号输入电路、左~中声道混音器电路、右声道输入信号电路、右~中声道混音器电路、IC1同相端基准电压产生电路、IC2同相端基准电压产生电路、左~中和右~中混音平衡电路等组成。

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，右~中声道混音电路同样原理。。

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阻值相同，则该基准电位为供电电压的一半。

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（中间声道输入电容）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IC₁组成的反相加法器电路其输出电压可以用以下公式计算：

其中、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，见附图1，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VR₁、隔直流电容器C₂、限流电阻R₁进入IC₁ 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IC₁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IC₁有负极性电压输出。

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R₄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R₁以及反馈电阻R₄的分压作用，平衡了放大器的净输入电位，这时IC₁组成的电路属于线性放大器的范畴。

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VR₂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VR₃控制，VR₃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IC₁及IC₂组成的增强型加法器电路完美解决立体声混音。

当VR₃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。

噪音问题

由于本混音器是处理一些最高可能只有数mVRMS最大幅度输入信号的音频处理设备，其中RMS是root mean square的缩写，RMS值实际就是有效值,就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。

因此该混音器需要极之低的噪音电平，而一个适合的低噪音电平的获得，可以使用德州仪器的双FET输入的运算放大器TL071，TL071属于低噪声JFET输入通用运算放大器，当然也可以用别的合适的代用运放电路替代。

电路供电最好用9V干电池供电，这似乎是最理想、最实际的供电方法，可防止杂散交流电磁场的干扰。

制作

本混音器最好是装载在一个全部由金属制成的机盒内，这样可以屏蔽电气干扰的噪音源，电路中所使用的电位器均为双圈电位器，输入、输出插座安装在机箱背后，3.5mm插座是供话筒用，DIN插座是供输出用。

由于所使用的IC均为结型（JFET）场效应类，而非金属氧化膜型（MOSFET），故此。它们并不需要特别的处理方法，以保证其不受静电的损坏。

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，至此一个立体声录音效果非常明显的中间音乐台形象将再次呈现在听众面前。

Claims (2)

1.可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器，其特征在于：所述话筒混音器包括左声道输入信号电路、中间声道信号输入电路、左~中声道混音器电路、右声道输入信号电路、右~中声道混音器电路、IC1同相端基准电压产生电路、IC2同相端基准电压产生电路、左~中和右~中混音平衡电路：左话筒依次连接左声道输入电容C2、电阻R1组成所述左声道输入信号电路；所述左~中声道混音器电路由集成电路IC1及外围电路组成一个反相加法器电路，反馈电阻R4连接于IC1的2~6管脚之间，电阻R1连接IC1的反相输入端；中间话筒连接电位器VR2组成所述中间声道信号输入电路，电位器VR3组成所述左~中和右~中混音平衡电路，VR2的活动端连接VR3的活动端；右话筒依次连接右声道输入电容C9、电阻R10组成所述右声道输入信号电路；所述右~中声道混音器电路由集成电路IC2及外围电路组成一个反相加法器电路，反馈电阻R7连接于IC2的2~6管脚之间，电阻R10连接IC2的反相输入端2脚；供电电压依次连接电阻R2、R3、工作地组成所述IC1同相端基准电压产生电路，电阻R2、R3的连接点与IC1的同相输入端连接；供电电压依次连接电阻R8、R9、工作地组成所述IC2同相端基准电压产生电路，电阻R8、R9的连接点与IC2的同相输入端连接 。

2.根据权利要求1所述的可产生优良的立体声录音效果的话筒混音器，其特征在于：所述左~中和右~中混音平衡电路，电位器VR3的左端通过电容C7、电阻R5连接IC1的反相输入端2脚，电位器VR3的右端通过电容C8、电阻R6连接IC2的反相输入端2脚。