揭秘5倍頻程VCO：一個電路搞定線性音高，DIY愛好者別錯過
發布日期:2026-04-24
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幾個月前，技術實例欄目的常客Nick Cornford向我們展示了一些巧妙的電路，這些電路使用TDA7052A音頻放大器作為功率振蕩器。他的設計也展示了7052芯片獨特的直流反對數增益控制輸入的實用性。
最終，我還是忍不住想嘗試在(某種程度上)類似的場合中使用這枚巧妙的芯片。于是就有了下面的設計，參見圖1。
圖1：A2反饋和TDA7052A的反對數Vc增益控制產生了一個約300mW、5倍頻程的線性音高VCO。
比較器A2輸出的5V方波經C1交流耦合，并經R1C2積分，在A1引腳2上產生(近似的)三角波形。根據Vcon增益控制輸入，A1將該波形放大0dB至30dB(1至32)倍，使其成為引腳5和8上的互補揚聲器驅動信號。
A2將揚聲器信號與其自身的5V方波進行比較，從而完成振蕩驅動的反饋回路。其5V方波與反相的-1.7Vpp A1引腳8信號相加，經R2R3分壓器分壓除以22后，再與同相的+1.7Vpp A1引腳5信號進行比較。這樣，當三角波的振幅剛好達到1.7Vpp時，A2會在三角波的峰值處觸發翻轉，從而使三角波立即反向。該效果如圖2所示。
圖2：A2+(紅色)和A2-(綠色)輸入端的信號。
這樣就能將三角波的振幅(相當)精確地調節在恒定的1.7Vpp。但是，這又是如何讓Vcon控制振蕩頻率的呢？
方法如下：
A1輸入引腳2上的三角波斜率固定為2.5V/(R1C2)，即340V/s。因此，A1輸出引腳5和8上的三角波斜率等于±A1gain*340V/s。這意味著這些三角波通過每個1.7V半周期所需的時間為1.7/(A1gain*340V/s)=5ms/A1gain。
因此，完整周期時間=2*(5ms/A1gain)=10ms/A1gain，使得Fosc=100Hz*A1gain。
A1增益由0至2V的Vc輸入控制。Vc輸入內部偏置為1V，等效阻抗為14kΩ，如圖3所示。
圖3：R4與14kΩ內部Vc偏置配合，構成5:1分壓器，將0至2V轉換為1±0.2V。
R4也參與其中，形成5:1的分壓比，將建議的0至2V Vc電壓范圍轉換為引腳4的0.8至1.2V。圖4顯示了由此轉換的0dB至30dB增益范圍。
圖4：Vc的0至2V反對數增益控制范圍將A1引腳4的電壓從0.8V調整至1.2V，增益范圍為1倍至32倍，Fosc=100Hz，A1gain=100Hz(5.66Vc)=100至3200Hz
最終得到的平衡三角波輸出可以在8 Ω負載上產生約300 mW的響亮音色，而不會顯得過于刺耳。當然，在揚聲器線上串聯一個基本的約50Ω的變阻器可以使其更適用于對噪音敏感的環境，如果采用這種方法，請務必將變阻器連接到A2的揚聲器側。
同時需要注意的是，7052的數據手冊并未對溫度系數補償或任何其他精確增益編程功能做出任何承諾。因此，我也不作任何承諾。圖1在精確應用(例如音樂合成)中的實用性因此非常值得懷疑。
以防有人好奇，R5是后來加的，目的是建立一個從輸出到輸入的反相直流反饋回路，以促進初始振蕩啟動。
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