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了解音箱中的分频器

发布时间:2018-04-12 12:12 来源:音响中国 阅读: 我要投稿

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  家庭影院网 HDAV.com.cn在扬声器中,有一个很不起眼的部件,说它不起眼,是因为在扬声器的表面上根本找不到它,一般人除了想深入了解扬声器的外,也几乎没有关注它的时候。而扬声器离开了它,又根本无法工作,它就是分频器。

  

  在播放音乐时,由于扬声器单元自身的能力与结构限制,只用一个扬声器难以覆盖全部频段,而如果把全频段讯号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去,在单元频响范围之外的那部分“多余讯号”会对正常频段内的讯号还原产生不利影响,甚至可能使高音、中音单元损坏。因为这个原因,设计师们必须将音讯频段划分为几段,不同频段用不同扬声器进行放声。这就是分频器的由来与作用。

  

  分频器是音箱中的“大脑”,对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的滤波组件处理,让各单元特定频率的讯号通过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器,才能有效地修饰喇叭单元的不同特性,优化组合,使得各单元扬长避短,淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能,使各频段的频响变得平滑、声像相位准确,才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍、明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。

  

  从工作原理看,分频器就是一个由电容器和电感线圈构成的滤波网。高音信道只让高频讯号通过而阻止低频讯号;低音通道正好相反,只让低音通过而阻止高频讯号;中音通道则是一个带通滤波器,除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过,高频成分和低频成分都将被阻止。

  被动分频器的组件组成:L/C/R,即L电感、C电容、R电阻,依照各组件对频率分割的特性灵活运用在分频网络上。

  

  L电感:其特性是阻挡较高频率,只让较低的频率通过,也就称为“低通滤波器(Low Pass Filter)”。通过较低频率的多少是由该“L电感”之电感量来决定,其感抗单位为“μH、mH”代表。电感材质常见有:空心电感、铁淦氧电感、硅钢片电感等。铁淦氧电感、硅钢片电感通常只在需要高电感值而无法由空心电感来获得低直流电阻的场合下才使用,由于铁心电感具有磁饱和而在大电流的场合造成失真的天性,所以铁心电感是一种妥协下的产物。

  C电容:其特性与电感刚好相反,也就是阻挡低频率通过,让较高的频率通过,称为“高通滤波器(High Pass Filter)”。高频率通过多少由C电容的电容量决定。其单位为“μF”。电容材质种类繁多,但用于被动式分频器中则使用无极性电容。电容在被动式分频器中用于中音域及高音域材质上的考虑必须慎重,因为与音质有绝对的相关性,选择电容的材质通常由喇叭单体特性和电容损失因素、相位损失以及价格而决定。

  R电阻:并无切割频率的特性,而应用在被动式分频器中是与电感、电容混和搭配,针对特定的频率点和频带来做修正、等化曲线、灵敏度增减的用途。

  一个无源分频器,本质上就是几个高通和低通滤波电路的复合体,而这些滤波电路的数量,就是上面所说的“路”。但是在每一个滤波电路中,还有更精细的设计,换句话说,在每一个滤波电路中,都可以分别经过多次滤波,这个滤波的次数,就是分频器的“阶”。一阶分频器也是电感和电容分频的结构,而二阶分频器中的每一路都经过了两次滤波,这个“两次滤波”才是“二阶”的真正含义!

  

  除了一阶分频和二阶分频外,无源分频器还有三阶、四阶乃至六阶分频。采用高阶分频的好处在于其滤波衰减斜率更大,分频效果更好,而且也有利于设计分音补偿电路,并不是“分”得越彻底越干净的分频器就是好分频器,理论上说,分音后的两个讯号曲线在迭加之后,与原曲线完全一致,这才是真正的好分频器。

  

  无源分频器看似简单,不同的设计和生产工艺自然使分频器这个看不起眼的组件在扬声器中产生了效果不一的影响。而这些细节,正是所有Hi-Fi器材必须追求的,这也是高级Hi-Fi与普通设备的基本区别。

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