音箱分频器的作用

音箱分频器的作用 在音箱中，有一个很不起眼的部件，说它不起眼，是因为在音箱的面上根本找不到它，一般人除了想深入了解音箱的人外，也几乎没有关注它的时候。而音箱离了它，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，而如果把全频段信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“多余信号”会对正常频段内的信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，设计师们必须将音频频段划分为几段，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。 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。高音通道只让高频信号通过而阻止低频信号;低音通道正好相反，只让低音通过而阻止高频信号;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。 看似简单，但在实际使用的分频器中，为了平衡高低音单元之间的灵敏度差异，厂家们需要根据不同情况加入大小不一的衰减电阻或是由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，不同的设计和生产工艺自然使分频器这个看似不起眼的元件在音箱中产生了效果不一的影响。而这些细节，正式所有HIFI器材必须追求的，这也是HIFI与普通民用设备的基本区别。 全频音箱上限不用切都可以，下限要看音箱尺寸而定。15寸的到60;12寸的到80;10寸的到90超低的上限要根据每个音箱的品质而定，你可以现场感觉听，听到哪里舒服就定哪里。关于超低的下限，我建议分到40以上因为现在的国产超低都是有严重拖尾的现象，40一下也是场所装修严重共振的地方。 分频器设计制作是要看喇叭具体数据的，最简单的是:几寸的喇叭(高音，中低音)两个喇叭的阻抗各是多少欧。还有就是分频点想选择在多少HZ。衰减选择多少,没有这些初级数据一个最简单的分频器都是弄不好的。 分频器定义 分频器是指将不同频段的声音信号区分开来，分别给于放大，然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。在高质量声音重放时，需要进行电子分频处理。 分频器 分频器: 分频器作用 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各滤波元件处理，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。 分频器分类 (1)功率分频器 位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。 (2)电子分频器 将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。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，及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小，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，运用于专业扩声系统。 分频器的“阶” 一般来说，分频器包括三个基本参数。 第一个，就是分频器的分频点，这个应该不用多说。 第二个，就是所谓分频器的“路”，也就是分频器可以将输入的原始信号分成几个不同频段的信号，我们通常说的二分频、三分频，就是分频器的“路”。 第三个，就是分频器的“阶”，也称“类”。 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”。 一阶分频器也是感容分频的结构，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～ 实际上，“二阶分频器”这样的说法也并不，因为“阶”并非是针对整个分频器的，而是针对其中的某一“路”的，所以严格的说法应该是“双路分频器，高低频皆采用二阶滤波”，因为虽然并不多见，但高频采用二阶滤波而低频采用一阶滤波这样的设计也是有的。 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频补偿电路(因为并不是“分”得越彻底越干净的分频器就是好分频器，理论上说，分频后的两个信号曲线在叠加之后，与原曲线完全一致，这才是真正的好分频器)，但高阶分频的功率损失大，特别是相位影响大，设计不好声音就会乱了套。所以不是越高阶的分频就越好。 市场上的2.0多媒体音箱，使用电容或阻容分频的居多，使用分频器的极少，而使用二阶分频的更少。如冲击波SB-2000使用的是一阶分频器，而使用二阶分频的，则只有惠威T200A、M200，漫步者S2000、1900TIII等寥寥而已。(注:还有不少高档音箱采用的是二阶分频)。 被动式分频网路 被动式分频网路(Crossover Network)，国内习惯称为“分音器”，其设计受到相当多的变数与考量 因素所影响，因而是一项很复杂的工作。 被动式分音器“功能、用途”是介于扩大器与喇叭之间，由于单一喇叭无法达到“全频段响应”(全频段即是20HZ-20KHZ，为人耳听觉范围)，因而利用喇叭单体尺寸不同的物理频宽响应，来达到要求的“全频段响应”之目的，也因此产生了多种尺寸单体运用在同一声道上的方式。被动式会音器功能就是负责将扩大器全频段输出后，分割成不同频段的声音，分别送到不同尺寸喇叭单体上，表现其应有的特质。由此出现的多音路喇叭组合或称为“分音喇叭”，从一音路喇叭到多音路喇叭均有其用途与多重之选择。 被动分音器的元件组成:L/C/R，即L电感、C电容、R电阻，依照各元件对频率分割的特性灵活运用在分频网路上。 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、矽钢片电感等。铁淦氧电感、矽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，但用于被动式分音器中则使用无极性电容。 电容在被动式分音器中用于中音域及高音域材质上的考量必须慎重，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。 中高音域不超过30μF的电容可采较佳的材质。 R电阻:并无切割频率的特性，而应用在被动式分音器中是与电感、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。 喇叭分音器可分为串联式分音器、并联式分音器两种。并联式分音器以绝对多数成为喇叭分音器最佳的选择，其优点在于多音路系统中都可视为独立的个体，而且任何一个元件的改变都可能影响到高通或低通的特性。 被动式分音器常用的斜率可分为4种:一阶斜率6dB、二阶斜率12dB、三阶斜率18dB、四阶斜率24dB。 编辑本段 主动式分频网路 简介 又称为主动式电子分音器。因为车内空间形体、喇叭安装指向，在实务运用上有其无法变更的因素存在，甩以藉由电子分音器灵活的特性可在各类段上之分频点、相位、Q值变动几时到最理想的频段调整，来克服各种车内变数，以达到车内最佳聆听环境之目的。 电子分音器是由低通、带通、高通滤波器所组成。 主动式电子分音器装置于车用主机与扩大器之间，电子分音器可由二音路到多音路型态，但是所分出来的每一音路讯号都不得必须经过一个扩大器，如果音路分得越多，扩大器也就相等增加。 主动式电子分音器之优点 1、提高动态范围 2、改善暂态表现能力 3、对超低音喇叭得到较佳与扩大器相容性和十足功率 4、喇叭单体间灵敏度不同的问题容易受到控制 5、扩大器工作在固定的频带上过截失真可降低许多 6、阻抗变化较低，可得到较佳的分类表现 编辑本段 分频器的接法 一般车用分频器上面有8个端子。 分频器标注的输入英文是“INPUT” 接低音炮的端子是“WOOFER" 接低音的端子是“BASS” 接中音的端子是“MEDIAN” 接高音的端子是“TREBLE" 其中INPUT 两个端子、WOOFER两个端子、TREBLE有四个端子，一个是负极，三个是高音的增益提升及衰减接头，分别为+3db，0db，-3db。 接法是: 主机进来的输入信号接 INPUT 低音炮接 WOOFER 低音接 BASS 高音接 TREBLE 正极 看个人试听的感觉，接+3db，0db，-3db。 电子分频 自2007年年中，惠威推出D1080MKII以来，电子分频这个关键字在多媒体音箱领域的出现开始变得频繁起来，一些音箱厂商也适时推出了更多的电子分频产品。在泛滥的褒贬声过后我们不禁要问:“难道只要采用了电子分频技术的音箱就天下无敌了么”,现在回过头理性分析一下这个音频技术的应用，或许能够令我们看得更清晰一些，更透彻一些。 关键点1——什么是电子分频, 所谓电子分频，就是将分频电路提至放大电路之前的电路拓扑设计，就这么简单。问题是为何要将分频电路提前呢,这样做有何好处呢, 关键点2——电子分频有何优势, 根据实用扬声器技术编著者王以真老师总结出来的特点，电子分频(或称有源、主动分频)网络有以下优点:1.瞬态响应得到改善;2.每只放大器工作频带变窄;3.低频过载可能性降低;4.动态范围提高;5.互调失真小;6.各单元灵敏度便于控制六大优点。我们现在仅就已经掌握的资料对其中几点进行讨论。 1.瞬态响应得到改善 首先我们要弄清楚扬声器的工作原理(实际也并不复杂，普通高中生也应该能明白)，扬声器的最基本的理论基础就是电磁感应原理。扬声器的通电螺线圈产生磁场，与扬声器的磁场相互排斥或吸引令振膜振动发生。而当一个电信号完成它的使命消失的时候，振膜依然有惯性，通过惯性运动，导体切割磁感线也会产生感生电动势，而此时感生电流产生的磁场将会产生一个与运动相反的力矩，将扬声器振膜拉回原始位置。 以上即是扬声器完成一个信号周期运动的最理想、最简单、最基本的形式(再最理想的状态下，人们希望扬声器振膜能够完全受电磁控制，给出一个电流振膜就应该到达规定位置，不会产生多余的振动)，虽然扬声器的运动远没有这么简单，但是这即是我们分析问题的基础(即使是最简单的信号，对扬声器进行冲击后也会产生二次、三次的感生电动势，原理与上面所提类似)。 在这里，感生电动势是电子分频技术的关键点，因为产生的感生电动势与扬声器加速后的最终速度有关，在产生感生电动势后，能产生多大的电流需要看功放至扬声器间的回路阻抗来决定，而这将是产生力矩大小的 关键因素。阻抗小的系统，电流相对就会较大，产生的感生力矩也会更大。扬声器回复到原始位置的速度也就越快。至此我们可以得出比较清晰的结论:功放至扬声器间的阻抗越小越好。换句话说就是功放至扬声器的回路阻抗越小(高阻尼系数，高制动性)，其对扬声器的控制力就越强，在听感上就会产生声音干净、瞬态反映好、速度快的特点，这是第一。 2.每只放大器工作频带变窄 由于采用了先分频再放大的电路设计，因此每组放大器所接收到的音频信号频带，相对传统的功率分频电路放大器来说都会变窄。 3.低频过载可能性降低 低频过载可能性降低的问题其实与上面的优势是相联系的，可以说低频过载可能性降低是单个放大器工作频率变窄的结果或好处之一。由于音频信号的中低频占据了整个信号能量的大部分，因此传统的放大器(假设采用的是同一款功放IC)，在回放电平较大的信号时，如果先全频放大的话，很可能出现削顶失真。 而先分频再放大的话，则有可能避免这一点。首先，高频信号可以不受中低频的影响单独放大;其次，截掉高频信号后，降低了放大带宽要求，功放IC在放大是，冗余度也更宽裕了，这对提升回放音质的确是有好处的。 关键点3——采用了电子分频技术的音箱就天下无敌了么, 这其实是一个相当敏感的问题，毕竟目前一些采用电子分频的厂商在尝到甜头后，开始打算将该技术引入到更高端的产品领域。据我们收到的小道消息以及已经确认的消息显示，惠威与三诺都打算在2.0的顶级产品上引入电子分频技术。但是电子分频技术并非完美无缺，从哲理上考虑这也是不可能的事情。那么电子分频由何局限性呢,我们援引外设时空Debug老师的结论有三点:1.由于结构限制，电子分频主要应用于有源音箱，而不适于无源设备;2.电子分频不能像功率分频一样将大部分功率集中于一个频带;3.电子分频提高了对扬声器的要求。 1.电子分频主要应用于有源音箱，而不太适合于无源设备 电子分频网络多用于专业扩音，在高保真系统其实也有人尝试，不过如果采用则需要整套配置，也就是说考虑到配套问题，您将不得不在整个音频系统中采用同一品牌的产品(其实高端系列如此也无不可，Hi-End产品有不少厂商是采用整套解决的)。不过更多见的是有源系统内。监听音箱常用的就是电子分频设计。 其实这一点放在多媒体领域内就不算是缺陷了，毕竟多媒体领域大多是有源音箱，即便是独立功放的产品，也没太大的配套问题，这是我们的观点。 2.电子分频不能像功率分频一样将大部分功率集中于一个频带 这个问题是Debug老师首先提出的，由于结构问题，在相同总功率相同的条件下，在分频后放大的频段最大功率已经被放大电路限定，而不能 事先进行分配;而功率放大器则可以天然的先进行能量分配再分频，最后将能量足够的信号送至扬声器。 不过这个问题并非不可解决，只是涉及到下面的问题第四。不过首先要突破我们刚刚讨论的问题的条件，也就是说扩大产品的总功率，不过成本的提升恐怕又不好解决了。总的来说，这个问题是电子分频将声音信号的功率在放大前做了固定分配所致，也可以说是功率分频不灵活。 3.电子分频提高了对扬声器的要求 对于这一点，由于太过专业，因此我们援引外设时空Debug老师的原作文字(如果一下援引对您的著作权构成印象请与我们联系，一下原文)。 对于普通的功率分频器来说，首要的作用当然是分频。而次要的作用则包括了阻抗匹配、相位调整、曲线调整等问题。而对于电子分频来说，阻抗匹配问题先天得到了解决，但在扬声器相位调整和回放曲线调整上，电子分频就没有什么很明显的优势了。 至少在目前来看，使用电子分频的多媒体音箱在设计上还都没有考虑到曲线调整的问题，而是靠扬声器自身的素质硬扛。而实际上，分频器对于曲线的调整，不仅可以弥补一些扬声器自身的先天不足，而且可以有意识的体现设计师自身对于声音的理解。 电子分频本身依靠有源滤波器也是可以做到对曲线的调整的，但是其实现起来的复杂度并不容易，对于多媒体产品来说，更多依赖扬声器本身的素质。同时这也是电子分频往往用在监听音箱上的原因之一。 4.成本相对要高一些(附加) 这一点是我们附加上去的，从电路结构上看，电子分频需要有两个独立的放大电路，成本相应会有一些提高。并且无论采用传统的连接方式还是惠威的“一线通”，成本相对普通音箱来说都有一定的提升。 这一点造成的影响是电子分频的普及问题，为了保证采用电子分频能提供足够多的音质加分(也就是说尽可能让电子分频方案的比常规方案获得更明显的音质改善)，需要划出可观的成本在电子分频整个分频、功放电路上，再加上第三点，成本不可能压缩得足够低，以令其能够沿用到低端产品中。如果不顾这一问题将电子分频应用于低端产品，或许会造成产品表现还不如功率分频的同类产品，这将是非常尴尬的。 从一些可靠和非可靠的消息看，采用电子分频技术的两大厂商都有意将该技术引至高端产品，三诺的新品N-50G以及惠威可能将在明年推出的 M200MKIII很可能都将采用该技术。虽然电子分频技术已经出现褒贬不一的声音，但是它的渐渐普及的确令我们听到了更动听的声音，希望它并不会成为一个被炒烂的概念，能够为大家带来切实的受益。