音频均衡器电路

本电路可在不损失旋律的前提下，将曲调/旋律转换为不同的音高等级；信号特性可随时间变化。由旋律发生 IC 产生的旋律可被延迟，且其音高可在不同时刻被调制，从而由单一旋律生成多种音乐声响。

1. 音频均衡器电路图

音频均衡器电路图 – ElectronicsHub.Org

2. 本电路所用元件

元件清单

类别	元件与数值	数量
IC	IC1, IC2 (4046)	2
	IC3 (NE555)	1
	IC4 (CD4051)	1
电容	C1, C2 (4.7 µF)	2
	C3 (470 µF)	1
	C4 (0.1 µF)	1
电阻	R1, R3 (2.2 kΩ)	2
	R2, R4 (220 kΩ)	2
	R5, R6 (10 kΩ)	2
	R7 (56 kΩ)	1
电位器	VR1 (10 kΩ)	1
	VR2 (5 kΩ)	1
二极管	D1 (1N4148)	1
晶体管	T1 (SL100)	1
旋律 IC	UM66	1
扬声器	4 Ω 扬声器	1

3. 元件说明

3.1 锁相环（供压控振荡器使用）

锁相环 IC（4046）的引脚 12 接 220 kΩ 电阻（R2 与 R4），用于提供频率偏移。R2、R4 取值越大，偏移量越小；为避免输入 0 V 时完全无声，R2 对频率范围进行偏置。

当引脚 9 电压为电源电压一半时，VCO（引脚 4）输出频率计算如下：
$f = \frac{1}{R_1 C_1} = \frac{1}{2.2\ \text{k}\Omega \times 4.7\ \mu\text{F}} \approx 96.71\ \text{Hz}$

通过电位器改变 VCO 输入电压即可调频。

3.2 555 定时器

该 IC 工作于 无稳态多谐振荡器 模式。

• 导通时间：$T_{\text{ON}} = R_5 C_3 = 10\ \text{k}\Omega \times 470\ \mu\text{F} = 47\ \text{ms}$
• 关断时间：$T_{\text{OFF}} = R_6 C_3 = 10\ \text{k}\Omega \times 470\ \mu\text{F} = 4.7\ \text{ms}$

二极管 D1 用于关断期间限制电容放电路径，使占空比接近 50%。C4（0.1 µF）用于去噪，非强制。
555 输出作为多路复用器的选择信号，交替选通两路 VCO 输出。

3.3 多路复用器

CD4051 作为 2 选 1 多路复用器：

• 两路 VCO 输出分别送至 MUX 引脚 13 与 14；
• 555 定时器提供选择线，轮流输出两路 PLL 产生的同周期信号。

若再增加 VCO，可叠加更多音效，经多路复用后送扬声器输出。
市场上有多种 UM66T 系列旋律 IC，可播放不同曲目，如《Jingle Bells》《We Wish You a Merry Christmas》《Santa Claus Is Coming to Town》（UM66T01）。替换电路中的 UM66 即可更换旋律。

4. 音频均衡器电路工作原理

UM66 用于改变旋律发生器产生的旋律。当施加恒定电压时，压控振荡器产生振荡。电路中用 4046（IC1、IC2）实现 VCO 与相位比较器功能。

通过 5 kΩ 与 10 kΩ 电位器调节送至 VCO 的电压，从而改变其输入电平。IC1、IC2 的输出（CD4046 引脚 4）由 CD4051 多路复用器（IC4）进行时分复用。

多路复用器的选择信号由 555 定时器（IC3）产生，其工作于无稳态模式，每路高/低脉冲宽度 4.7 ms，占空比 50%，借助 1N4148 小信号二极管实现。555 输出经 40 kΩ 电阻送至 NPN 晶体管基极。

旋律发生器 UM66（亦可用其他旋律 IC）的供电取自晶体管集电极。UM66 输出送至 4 Ω 扬声器一端，扬声器另一端接 +5 V 电源。

微调电位器即可在同一旋律中听到多种音色、高度与音高；更换 UM66 为任意旋律 IC 即可快速切换不同曲目。