揭秘5倍频程VCO：一个电路搞定线性音高，DIY爱好者别错过
发布日期:2026-04-24
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几个月前，技术实例栏目的常客Nick Cornford向我们展示了一些巧妙的电路，这些电路使用TDA7052A音频放大器作为功率振荡器。他的设计也展示了7052芯片独特的直流反对数增益控制输入的实用性。
最终，我还是忍不住想尝试在(某种程度上)类似的场合中使用这枚巧妙的芯片。于是就有了下面的设计，参见图1。
图1：A2反馈和TDA7052A的反对数Vc增益控制产生了一个约300mW、5倍频程的线性音高VCO。
比较器A2输出的5V方波经C1交流耦合，并经R1C2积分，在A1引脚2上产生(近似的)三角波形。根据Vcon增益控制输入，A1将该波形放大0dB至30dB(1至32)倍，使其成为引脚5和8上的互补扬声器驱动信号。
A2将扬声器信号与其自身的5V方波进行比较，从而完成振荡驱动的反馈回路。其5V方波与反相的-1.7Vpp A1引脚8信号相加，经R2R3分压器分压除以22后，再与同相的+1.7Vpp A1引脚5信号进行比较。这样，当三角波的振幅刚好达到1.7Vpp时，A2会在三角波的峰值处触发翻转，从而使三角波立即反向。该效果如图2所示。
图2：A2+(红色)和A2-(绿色)输入端的信号。
这样就能将三角波的振幅(相当)精确地调节在恒定的1.7Vpp。但是，这又是如何让Vcon控制振荡频率的呢？
方法如下：
A1输入引脚2上的三角波斜率固定为2.5V/(R1C2)，即340V/s。因此，A1输出引脚5和8上的三角波斜率等于±A1gain*340V/s。这意味着这些三角波通过每个1.7V半周期所需的时间为1.7/(A1gain*340V/s)=5ms/A1gain。
因此，完整周期时间=2*(5ms/A1gain)=10ms/A1gain，使得Fosc=100Hz*A1gain。
A1增益由0至2V的Vc输入控制。Vc输入内部偏置为1V，等效阻抗为14kΩ，如图3所示。
图3：R4与14kΩ内部Vc偏置配合，构成5:1分压器，将0至2V转换为1±0.2V。
R4也参与其中，形成5:1的分压比，将建议的0至2V Vc电压范围转换为引脚4的0.8至1.2V。图4显示了由此转换的0dB至30dB增益范围。
图4：Vc的0至2V反对数增益控制范围将A1引脚4的电压从0.8V调整至1.2V，增益范围为1倍至32倍，Fosc=100Hz，A1gain=100Hz(5.66Vc)=100至3200Hz
最终得到的平衡三角波输出可以在8 Ω负载上产生约300 mW的响亮音色，而不会显得过于刺耳。当然，在扬声器线上串联一个基本的约50Ω的变阻器可以使其更适用于对噪音敏感的环境，如果采用这种方法，请务必将变阻器连接到A2的扬声器侧。
同时需要注意的是，7052的数据手册并未对温度系数补偿或任何其他精确增益编程功能做出任何承诺。因此，我也不作任何承诺。图1在精确应用(例如音乐合成)中的实用性因此非常值得怀疑。
以防有人好奇，R5是后来加的，目的是建立一个从输出到输入的反相直流反馈回路，以促进初始振荡启动。
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