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分频器的基础知识

 lws1963 2020-07-25

好久没有发过文章啦,我的国庆节假期比较长~

分频器

分频网络又称分频器,是指将全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出(即把信号分成两个或两个以上的频段)的电子装置。

分频器主要用于实现分频任务的电路和音频设备,主要作用均是频带分割、幅频特性与相频特性校正、阻抗补偿与衰减等作用。

共两类,一类是功率分频器(无源分频)

将分频器设置音箱内,位于功率放大器与扬声器之间,通过LC滤波网络(主要由电感、电阻、电容等无源组件组成滤波器网络),将功率放大器输出的功率音频信号分为低音、中音和高音, 分别送至相应频段的扬声器中去重放,这种方法被称为被动分频。

功率分频器也称无源式后级分频器,是在功率功放之后进行分频的。

其特点是制作成本低,结构简单,适合业余制作,但插入损耗大、效率低、瞬态特性较差。

第二类:电子分频器(有源分频)

也称有源式前级分频器,是一种将音频弱信号进行分频的设备,分频器设置在前级电压放大器和功率放大器之间的信号线路中的一种模拟电子滤波器能把前置放大器输出的音频信号分成不同频段后,把每一个音频频段信号给予放大,然后分别送到相应的各自独立的扬声器进行放大处理,这种方法被称为主动分频。

因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现,调整较容易,减少功率损耗(这种分频器常用在功放中或单独使用),各频段频谱平衡,相互干扰小,输出动态范围大,本身有一定的放大能力,插入损耗小,音质好。

但此方式每路要用独立的功率放大器,成本高,电路结构复杂,适用于专业扩声系统   

分类:

分频频段可分二分频、三分频和四分频

二分频是将音频信号的整个频带划分为高频和低频两个频段;

三分频是将整个频带划分成高频、中频和低频三个频段;

四分频将三分频多划分出一个超低频段。

常见的有两路分频扬声器系统:用一只8英寸或6.5英寸中低音单元加上球顶高音单元.

由于中低频段公用一只扬声器,就要求扬声器单元有宽阔的活塞振动范围而不出现分割振动,以保证理想的指向性和相位特性。

哑铃式扬声器系统:用两只8英寸或6.5英寸中低音单元之间夹一只球顶高音单元,旨在加强低音

三路分频扬声器系统:在两路分频的基础上1只中音单元,其优点是充分利用各单元的活塞振动频带,减少失真,提高功率承受能力.

分频点与分频斜率是直接影响分频品质分频频率(交叉频率)。

分频点是指两个相邻扬声器(如二分频中的高音与低音,三分频中的高音与中音,中音与低音)的频响曲线在某一频率上的相交点,通常为两个扬声器中功率输出的一半处(即-3dB点)的频率,要根据音箱和每个扬声器的频率特性和失真度等参数决定。

通常二分频分频器的分频点取1KHZ~3KHZ之间,三分频取250HZ~1KHZ和5KHZ两个分频点。

分频斜率(也称滤波器的衰减斜率)用来反映分频点以下频响曲线的下降斜率,用分贝/倍频程(dB/oct)来表示。

它有一阶(6 dB/oct)、二阶(12 dB/oct)、三阶(18 dB/oct)和四阶(24 dB/oct)之分,阶数越高,分频点后的频率曲线斜率就越大。

较常用的是二阶分频斜率。高阶分频器可增加斜率,但相移位大;低阶分频吕能产生较平缓的斜率和很好的瞬态响应,但幅频特性较差。

决定高、低音滤波的阶数主要应考虑到扬声器本身在分频点处相位的良好衔接问题。

电子分频器是很常用的设备,特别是现在很多专业音箱都需要用分频器分频,超低音音箱更是需要电子分频器把低音信号分离出来,在这里介绍它的一般指标:

(A)交叉频率一般分别给低频,中频,和高频的分频点。

(B)输入输出电平:其最高输入、输出电平一般大于20dBu与均衡器差不多。

(C)输入输出阻抗一般输入阻抗10-20KΩ,输出阻抗为50-200Ω左右。平衡式的输入输出阻抗高一些。

(D)失真参数大多数都是给出谐波失真和互调失真。动态范围与噪声是相关的,动态范围一般都大于100dB,噪声一般也在-90dB左右

(E)频率响应在20HZ-20KHZ频率范围内频响曲线越平坦越好。

三分频音箱好?还是二分频音箱好?

关于分频,一般来讲三分频要比二分频的好,因为三分频增加了一个中场扬声器单元,因而可使中音更加厚实,同时三个扬声器各自分担的功率减小了,因此整个音箱可以承担更大的功率。

但是,这样增加了音箱的成本,因此如果一个三分频音箱和一个二分频音箱价格一样时,因为处于对成本的考虑,三分频势必会降低对单元的质量要求,所以这时的二分频音箱要比三分频的好一些。

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