消侧音的两种方法讨论

消侧音的方法通常有变量器法、电桥平衡法和相位抵消法。变量器法曾经在号盘式电话机中广泛应用，现今已被淘汰。电桥平衡法在按键电话机中普遍应用，相位抵消法在无线对讲机和楼宇对讲系统中比较常见。相位抵消法有多种电路形式，可以发现这些电路良莠混杂、谬误常出，因此，对相位抵消法原理及其电路形式进行系统阐述尤为必要。另外，电桥平衡法可视为相位抵消法的一个特殊形式将另文探讨。

1 用加法实现消侧音

1．1 原理

在图1所示的串联分压电路中，R1，R2为纯电阻，v1，v2为输入电压，vo为输出电压，据叠加定理：

令vo=0，则v1R2+v2R1=0，即：

特别地，当R1=R2时，v1=-v2。

由式(1)可见，欲使vo=0，v1，v2须满足2个条件：

(1)每个频率分量的相位相反；

(2)每个频率分量幅度呈一定比例且比例相同。

1．2 电路形式(一)

对讲各方的音频输入输出电路一般都相同，图2示意了两方对讲的消侧音电路，以虚线分割。甲方R10，R11之和远大于R6，故R10，R11组成的支路可视为开路。同理，乙方R21，R22组成的支路也可视为开路。对于U1输出的交流信号而言，传输线两端的隔直电容C2，C10可视为短路，运放U3的输出端可视为交流接地，于是R6，R17组成了简单的串联关系。忽略传输线的损耗，假设U1输出为1，经R6后降为0．5。再假设U2的放大倍数为-A(图中U2的实际放大倍数为正值，但相对于U1来说是负值)，根据式(1)，0．5R11=A×R10。由甲乙方电路的对称性，乙方的R21=R10且R22=R11。在乙方，R17右侧获得的电压为0．5，运放U4的输出端可视为交流接地，射随器可视为开路，故射随器输入端获得的电压为：

当2A远大于1时，接收方功放输入端获得的电压接近0．5。需要说明的是，如果音频传输线上并联了多个的相同设备，射随器输入端获得的电压将更小。

1．2 电路形式(二)

图3是文献提供的消侧音电路框图，其运用的原理与图1所述的相同。

甲乙两方的电路仍然是对称的，R1，R4，R2与R5，R3，R6分别相等。尽管文献没有给出具体的电路参数，但根据式(1)很容易得出接收方功放获得的电压。假设U1输出为1，U2，U3的输入电阻足够大，并忽略传输线对信号的损耗，则图中b点和d点电压均为0．5。再假设U2，U3的放大倍数为-A，由式(1)知0．5A×R2=R3。这时乙方功放输入端获得的电压为：

当A远大于2，接收方功放输入端获得的电压接近-1。如果音频传输线上并联了多个相同设备，功放输入端获得的电压也将更小。

1．3 电路形式(三)

图4所示的电路适用于低成本场合。三极管发射极和集电极的信号反相，一个三极管的作用相当于图2中的U1和U2。图中三级管的偏置电路没有画出，C1和C2将直流分量同传输线隔离开。需要特别提出的是，如果可调电阻P1足够大，从而对三极管的偏置影响足够小，可将C2去掉，可调电阻P1直接和三极管的c，e极并联。

2 用减法实现消侧音

2．1 原理

图5所示是用来实现两个电压vS1，vS2相减的电路，在理想运放情况下，利用“虚短”、“虚断”现象，可得输出电压：

如果选取电阻值满足Rt／R1=R3／R2的关系，输出电压可简化为：

vo=Rf／R1(vS2-vS1) (5)

特别地，当vS1=vS2时，vo=0。

应当注意的是，运放的两个输入端存在共模电压，需选用共模抑制比较高的集成运放，才能保证一定的运算精度。

2．2 电路形式

对称的两方对讲的音频电路如图6所示，以虚线为界。

运放U1，U2的同相端偏置电路可参考图2，此处未画出。对交流信号而言，传输线两端的电容C3，C5可视为短路，考察甲方的消侧音电路，运放U3的输出端可视为交流接地，这时R15就相当于图5中的R3。同理，对乙方的消侧音电路来说R7相当于图5中的R3。

以甲方发送音频信号为例，设U1的输出为1，则U2的输出几乎为0，达到了消侧音的目的。忽略音频信号在传输线上的损耗，由理想运放的虚断现象可知，U4的同相端电压为0．5，这时U4与周边电阻的连接关系如图7所示，易得U4的输出为1，乙方接收到了甲方的音频信号。

需要特别说明的是，在多方通话的场合，音频传输线上每多并一个相同设备，为满足Rf／R1=R3／R2的关系，运放的Rf均需相应调整。

反相信号相加、同相信号相减，可实现消侧音功能。正因为利用了信号的加减运算，消侧音电路的音频输出信号一般不宜用变压器隔离，因为隔离变压器和运放的隔直电容一起，往往会明显改变参加运算一方的相位，消侧音效果将大打折扣。实际应用中，输入和输出运放最好加上低通或高通滤波电路，以限制输入和输出信号的带宽。图2中的R11处可用两个电阻串联，以便微调阻值。当选定一种消侧音电路，可借助仿真软件优化电路参数，以取得最合适的消侧音效果。

对讲设备增加消侧音电路之后，除了节约一根音频传输线以外，还便于实现多方通话，只要将各方的音频信号线并联即可。