分頻器是指將不同頻段的聲音信號區分開來,分別給於放大,然後送到相應頻段的揚聲器中再進行重放.在高品質聲音重放時,需要進行電子分頻處理.
它可分為兩種:
(1)功率分頻器:位於功率放大器之後,設置在音箱內,通過LC濾波網路,將功率放大器輸出的功率音頻信號分為低音,中音和高音,分別送至各自揚聲器.連接簡單,使用方便,但消耗功率,出現音頻穀點,產生交叉失真,它的參數與揚聲器阻抗有的直接關係,而揚聲器的阻抗又是頻率的函數,與標稱值偏離較大,因此誤差也較大,不利於調整.
(2)電子分頻器:將音頻弱信號進行分頻的設備,位於功率放大器前,分頻後再用各自獨立的功率放大器,把每一個音頻頻段信號給予放大,然後分別送到相應的揚聲器單元.因電流較小故可用較小功率的電子有源濾波器實現,調整較容易,減少功率損耗,及揚聲器單元之間的干擾.使得信號損失小,音質好.但此方式每路要用獨立的功率放大器,成本高,電路結構複雜,運用於專業擴聲系統.
分頻點設計規則
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業餘製作分頻器一法
發燒友在製作音箱時,分頻器大多選用市售成品,但市場上出售的分頻器良莠不齊,品質上乘者多在百元以上,非初級燒友所能接受.價格在幾十元以下的分頻器品質難以保證,實際使用表現平庸.自製分頻器可以較少的投入換取較大的收穫.筆者經實踐,摸索出業餘製作分頻器的方法,將自製的分頻器用在音響系統中表現不俗.
一、備料
根據設計的分頻器原理圖,備齊以下材料:
1. 電感骨架 依據電感線圈的要求,選擇合適的非金屬骨架,如焊錫絲、密封用生料帶的塑膠骨架以及其他木質、膠質骨架等.
2. 漆包線 選用粗細合適、品質上乘的漆包線若干(筆者選用的是從汽車啟動機開關中拆下的漆包線).
3. 阻容件 根據電路要求選擇容量、阻值和功率合適的電容、電阻,分頻電容最好選用進口或國產優質CBB電容,電阻以大功率水泥電阻為首選.
4. 粘合劑 此劑可選用市售“立得牢”等強粘度膠.
5. 硬幣、螺栓 螺栓選擇直徑4mm左右的銅質品,其長度則根據電感骨架的高度而定.
6. 敷銅板 根據分頻元器件的多少,選擇大小合適的優質敷銅板,線路走向則根據設計要求用美工刀刻制.
7. 透明膠帶一盤.
二、製作
1. 繞電感 將粘合劑瓶頂、底中間各鑽一直徑略大於漆包線的小孔(因液體粘稠,故不會從孔中流出),在兩孔各穿一段塑膠膠管之後,把漆包線從兩膠管中穿過,以保漆包線通過兩孔時不被刮傷,然後一人將漆包線一端拉緊,另一人就可拿漆包線的另一端在骨架上繞線,繞時雙手不可接觸漆包線,因漆包線在通過粘合劑時已均勻地敷上了一層粘合劑,可用手捏住骨架兩端使之旋轉,待電感圈數繞足之後,將多餘的漆包線剪掉,固定好外引出線,待線上的粘合劑凝固以後,用透明膠帶在線圈上緊繞幾層.
2. 元器件安裝 根據電感線圈及阻容件在板上的位置,用小鑽在板上打好孔,在硬幣中間鑽一比銅螺栓直徑略大的孔,將銅螺栓依次穿過硬幣、線圈和電路板,然後再墊上彈簧墊片,用螺母緊固,將線圈、電容和電阻的引線刮淨上錫後焊在相應的位置上,最後在板上焊接好進出線.
經過以上操作,一隻質優價廉的分頻器便製作完工,剩下的就是你體驗成功的喜悅了.
分頻器電感接線有講究
音箱分頻器中電感線圈的接法對音質音色影響極大.使用的一對倒相式音箱,電感線圈接法是外圈入裏圈出(如圖),音色均衡圓潤.曾使用裏圈入外圈出接法,結果低音全無.
高品質分頻器的業餘製作方法
高保真的音箱多數都是由兩隻或兩隻以上的揚聲器單元構成,要高品質的還原20Hz~20kHz全頻段的音頻信號,必須借助優質分頻器的協助.由於各自音箱的揚聲器單元不同,分頻器也就不能簡單的代用,必須按照具體揚聲器單元的特性進行製作.總結出一套較為完善的設計、製作、調試方法,只要求製作者備有一張內含20Hz~20kHz純音頻測試信號的《雨果金碟》、一個話筒信號放大電路、一隻話筒和一塊數位萬用表,而不需要專門的測試儀器.
業餘製作音箱,建議選擇兩分頻的方式.
一、分頻點頻率f的選擇
兩分頻音箱的分頻點,可以在2~5kHz之間進行優化選擇.一般把分頻點頻率f選在低音單元自上限起一個倍頻程以下,高音單元自下限起一個倍頻程以上的範圍內.
二、分頻器與功率的分配
構成音箱的高、低音單元,各自的標稱功率是不一樣的,而在實際節目信號的功率譜中,高頻、低頻信號的比例也是不一樣的,因此將各種信號統計平均後,就得到了圖1所示的類比信號功率譜.將圖1的功率譜進行計算,就得到了圖2所示的功率分配曲線.在選擇分頻點時,一定要考慮功率的分配問題,使高音單元留有一定的餘量.圖2表示20Hz~20kHz的總功率規一化為100%,把20Hz至某頻率f所占功率為總功率的百分數,應用舉例如下.
如分頻點為25kHz的二分頻系統,由圖2的橫座標25kHz到曲線相交,從縱座標讀出百分數,則20Hz~2.5kHz的功率比例為87%,25kHz~20kHz的功率比例為13%.當總功率為100W時,則低音功率W低=100×87%=87W,高音功率W高=100×13%=13W.
使用上面的功率分配關係時,還請注意揚聲器單元的功率標準.一般產品標注是額定最大正弦功率(RMS),而有的製造廠為了商業目的,標注峰值功率或稱為音樂功率,但數值一般卻是RMS功率的2~4倍.
三、分頻方式的選擇
分頻方式雖然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落點交叉型及12dB/oct型、6dB降落點交叉型等數種,但綜合考慮它們的優缺點,建議使用12dB/oct型.
四、分頻網路
設計分頻網路時,如把負載單元加入RC阻抗補償電路,作為恒阻抗進行設計,這樣當然是最好.但筆者查閱大量書刊資料後,發現RC阻抗補償電路的計算方法有多種,而得出的RC值也不相同,讓人不易選擇,只好按頻點電阻法來進行設計.
首先,用圖3所示電路連接,測出高、低音單元在分頻點處的阻值(注意不要用單元標稱阻抗代替,否則誤差會很大,然後進行右上表中的計算和按圖將LC元件連接,即告初步製作完成.高、低音單元的靈敏度不平衡,可用電阻衰減調節(1997年《電子報》第15期有專門文章介紹),製作時建議使用優質聚丙烯電容,優化設計空芯電感,將元件用熱熔膠固定在印製板上,電感可用棉線或塑膠紮扣帶加強固定,用搭棚焊的方法連接,做成高、低音通道各自獨立的分線分音方式.
五、調試方法
根據聲壓級平方反比定律,點聲源在自由空間中,距離增加一倍,聲壓級衰減6dB.利用這一定律<span style="background:white;color:rgb(51, 51,
