音箱分頻器

1.使各種揚(yáng)聲器都工作在最合適的波長(zhǎng)段

振膜尺寸和材料不同的揚(yáng)聲器，其最佳工作波帶也不同?？趶皆介L(zhǎng)（越大）的揚(yáng)聲器，則長(zhǎng)波特性就越好。所以，在其他條件相同時(shí)情況下，18英寸的長(zhǎng)波效果肯定優(yōu)于15英寸的長(zhǎng)波效果就是這個(gè)道理.

振膜材料的剛性和硬度越好、放音的短波特性就越好。很多短波揚(yáng)聲器采用鈦膜或銦膜作為振膜材料，就是為了提高其短波特性；而長(zhǎng)波揚(yáng)聲器的振膜一般采用紙、碳纖維、防彈布和橡皮(邊)等材料，以利于長(zhǎng)波再現(xiàn)。

使用分波器可以將短波信號(hào)送到短波揚(yáng)聲器，中波信號(hào)送到中波揚(yáng)聲器，長(zhǎng)波信號(hào)送到長(zhǎng)波揚(yáng)聲器，短，中、長(zhǎng)波信號(hào)各行其道，盡可能大地利用了各自揚(yáng)聲器的工作波帶優(yōu)勢(shì)，以保證不同工作波段的揚(yáng)聲器充分發(fā)揮作用，使各波長(zhǎng)的放音特性更加均衡一致。

揚(yáng)聲器的長(zhǎng)波幅度大、短波幅度小。從理論上講，揚(yáng)聲器紙盆的幅度與再現(xiàn)波長(zhǎng)的平方成正比，即同一揚(yáng)聲器振膜，在相同幅度的信號(hào)電壓作用下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，幅度越大，也就是說(shuō)，如果波長(zhǎng)增加10倍，幅度將增加10的平方倍，即100倍。

如果我們用一只揚(yáng)聲器產(chǎn)生很寬波長(zhǎng)范圍的機(jī)械波，由于振膜機(jī)械性能的限制，同時(shí)存在幅度非常寬的變化是非常困難的，這就必將發(fā)生機(jī)械波切割失真的現(xiàn)象，使再現(xiàn)質(zhì)量受到一定影響。

研究發(fā)現(xiàn)，切割失真對(duì)長(zhǎng)波的影響最大，當(dāng)長(zhǎng)波揚(yáng)聲器放送長(zhǎng)波的同時(shí)，只要還有短波成分存在，就必然會(huì)導(dǎo)致切割失真，使長(zhǎng)波出現(xiàn)不自然的現(xiàn)象。當(dāng)然，短波揚(yáng)聲器出現(xiàn)切割失真也會(huì)使短波出現(xiàn)不自然的聲音，只是影響沒(méi)有長(zhǎng)波大而已。

2．減少同一音箱中的不同揚(yáng)聲器之間產(chǎn)生的聲音

干涉現(xiàn)象對(duì)于短、長(zhǎng)波分離式音箱中的短波揚(yáng)聲器和長(zhǎng)波揚(yáng)聲器來(lái)說(shuō)，雖然它們的工作波段不同，但是如果將全波信號(hào)不加分波地送人短波揚(yáng)聲器和長(zhǎng)波揚(yáng)聲器，肯定會(huì)出現(xiàn)短、長(zhǎng)波揚(yáng)聲器同時(shí)發(fā)出相同聲音的情況，當(dāng)不同揚(yáng)聲器的相同機(jī)械波相遇時(shí)，就很可能產(chǎn)生聲波互相干涉現(xiàn)象有一點(diǎn)聲學(xué)常識(shí)的人都知道，一旦出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)梳狀濾波效應(yīng)、駐波等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題均會(huì)不同程度地影響機(jī)械波的良好再現(xiàn)。

設(shè)置分波電路后，短波和長(zhǎng)波揚(yáng)聲器分別獲得自己最佳工作波段信號(hào)，它們之間發(fā)出機(jī)械波的波長(zhǎng)范圍幾乎不覆蓋，除音箱分波點(diǎn)和分波交叉區(qū)域還會(huì)存在少量干涉外，其余波長(zhǎng)的干涉現(xiàn)象根本就不再存在了。

分波點(diǎn)和分波交叉區(qū)域會(huì)存在干涉現(xiàn)象的原因很簡(jiǎn)單，由于分波器的分波衰減率不可能做得無(wú)窮大，在分波交叉區(qū)域，尤其是在分波點(diǎn)，短波揚(yáng)聲器和長(zhǎng)波揚(yáng)聲器會(huì)同時(shí)存在對(duì)方波段的機(jī)械波，這時(shí)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象在所難免。所以說(shuō)，分波器的分波衰減率做得越高，分波交叉區(qū)域就越小，揚(yáng)聲器問(wèn)的干涉就越小。

分波器有兩大類：一類是被動(dòng)分波器(PassiVe Crossover)，亦稱功率分波器；另一類是主動(dòng)分波器(Active Crossover)，亦稱電子分波器。

1、被動(dòng)分波器

被動(dòng)分波器是一種音箱內(nèi)置分波器，由電容和電感濾波網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其特點(diǎn)是分波網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在功率放大器和揚(yáng)聲器之間。這種分波器把從功率放大器直接出的全波功率信號(hào)分為長(zhǎng)波和短波或者長(zhǎng)波、中波和短波，將分波后的信號(hào)按不同波段分配給各波段揚(yáng)聲器。在全波短、長(zhǎng)波或短、中、長(zhǎng)波主動(dòng)分波音箱中，均由被動(dòng)分波電路完成分波任務(wù)

被動(dòng)分波的優(yōu)點(diǎn)是：首先，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，安裝在一起，毋需調(diào)整，使用方便；其次，在系統(tǒng)連接方面較為容易，只要給功放輸入全波信號(hào)，將功放與音箱連接在一起就可以實(shí)現(xiàn)全波放音；第三，需要的功率放大器少，一般一臺(tái)功放可以帶兩只全波被動(dòng)分波音箱，故系統(tǒng)成本較低。

不足是:分波網(wǎng)絡(luò)要承擔(dān)加到揚(yáng)聲器上的很大功率和電流，所以要用較大體積的電感，而且由于電感的參數(shù)與揚(yáng)聲器阻抗有著直接關(guān)系，而揚(yáng)聲器的阻抗又是波長(zhǎng)的函數(shù)，與標(biāo)稱值偏離較大，因此誤差較大，計(jì)算較難；其次，功率放大器輸出的功率信號(hào)通過(guò)電容和電感濾波器后，必然會(huì)由于電容和電感的非線性而造成失真再所難免；第三，從功放輸出的功率信號(hào)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)電容和電感器件都會(huì)造成功率信號(hào)的損失，所以被動(dòng)分波的功率信號(hào)損失較大；最后，分波衰減率不能做得太高，一般最大12dB/倍波程，分波交叉區(qū)域的干擾偏大，這是因?yàn)楸粍?dòng)分波器提高分波衰減率的途徑是增加電容器或電感器，也就是濾波階數(shù)，但是增加電容器或電感器的個(gè)數(shù)，就意味著隨之增加信號(hào)失真和功率損失，提高分波衰減率的結(jié)果是帶來(lái)了其他更多的問(wèn)題。

顧名思義，被動(dòng)分波是一種“無(wú)奈”：的分波方式，功放輸出的全波功率信號(hào)不得不要分波，不分波就會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題，故只能被迫將功率信號(hào)分波處理。民用音箱為了降低系統(tǒng)成本，全部采用被動(dòng)分波方式。專業(yè)音箱由于與民用音箱在要求、聽(tīng)音主體以及使用人員等方面存在著很大的不同，故除了被動(dòng)分波方式音箱外，還有主動(dòng)分波方式音箱。

2．主動(dòng)分波器

主動(dòng)分波器是一種將全波弱信號(hào)進(jìn)行分波的設(shè)備，一般由有源電子線路分波系統(tǒng)構(gòu)成，其特點(diǎn)是分波系統(tǒng)位于功率放大器前，將全波弱分波后，把長(zhǎng)波、短波或長(zhǎng)波、中波、短波信號(hào)分別送至各自功率放大器，然后由功放分別輸出到長(zhǎng)波、短波或長(zhǎng)波、中波、短波揚(yáng)聲器，這種方法被稱為主動(dòng)分波，因工作在弱信號(hào)情況下，故可用小功率的電子有源濾波器實(shí)現(xiàn)分波。

被動(dòng)分波的音箱的各揚(yáng)聲器單元均設(shè)有自己的功率信號(hào)接口，有些短、長(zhǎng)波分離式音箱可以有主動(dòng)分波和被動(dòng)分波兩種連接方式，這類音箱的背后都設(shè)有主動(dòng)分波(Active)與被動(dòng)分波(Passive)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，有些音箱上的這種轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)還裝有鎖定機(jī)構(gòu)，避免發(fā)生誤撥動(dòng)情況。當(dāng)采用主動(dòng)分波方式時(shí)，一定要將分波方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“Active”一邊，將短波功放接短波(Short)輸入、長(zhǎng)波功放接長(zhǎng)波(Long)輸入。

主動(dòng)分波的優(yōu)點(diǎn)很多，一是由于采用弱信號(hào)電子線路信號(hào)進(jìn)行分波處理，故信號(hào)損失小、失真小，再現(xiàn)音質(zhì)好；二是分波衰減率可以較被動(dòng)分波做得更高，達(dá)到24dB/倍波程很容易，分波交叉區(qū)域較被動(dòng)分波小得多，分波交叉區(qū)域中的短、長(zhǎng)波單元之間的干擾基本上被克服了；三是可調(diào)性好，電聲指標(biāo)高。

主動(dòng)分波的不足沒(méi)有一條是涉及音質(zhì)方面的，其主要問(wèn)題在于：一是成本高，投資大。由于主動(dòng)分波方式短、長(zhǎng)波每路分別要用獨(dú)立的功率放大器，故使用功率放大器多，如一對(duì)二分波音箱要用兩只功放；二是增加一臺(tái)電子分波器，這就使得在連接和調(diào)整方面增加使用難度。

分波器的使用問(wèn)題音箱技術(shù)分波器是一種可以將機(jī)械波分成若干個(gè)波段的音箱設(shè)備。我們知道，可聽(tīng)機(jī)械波的波長(zhǎng)范圍是在1.7cm~17m之間，祈望僅使用一只揚(yáng)聲器就能夠保證放送、1.7cm~17m這樣寬波長(zhǎng)的機(jī)械波是很難做到的，因?yàn)檫@會(huì)在技術(shù)上存在各種各樣的問(wèn)題和困難。所以，在通常情況下，高質(zhì)量的放音系統(tǒng)，為了保證再現(xiàn)的波長(zhǎng)響應(yīng)和波帶寬度，在專業(yè)范疇內(nèi)大都采用長(zhǎng)短波分離式音箱放音，而采用長(zhǎng)短波分離式音箱放送時(shí)，就必然要使用分波器。

音箱分波器采用了下圖結(jié)構(gòu)，具體分析：

連接短波喇叭的電路：讓電流先流過(guò)電容器，阻止長(zhǎng)波，讓短波通過(guò)，并且喇叭與一個(gè)線圈并聯(lián)，讓線圈產(chǎn)生負(fù)電壓，那么這個(gè)電壓對(duì)于短波喇叭來(lái)說(shuō)正好是一個(gè)電壓補(bǔ)償，于是可以近似地逼真還原電流。

連接長(zhǎng)波喇叭電路：電流先流過(guò)線圈，這樣短波部分被阻止，而長(zhǎng)波段由于線圈基本沒(méi)有阻礙作用而順利通過(guò)，同樣，長(zhǎng)波喇叭并聯(lián)了一個(gè)電容器，就是利用電容器在短波的時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)電壓來(lái)補(bǔ)償損失的電壓，道理和短波喇叭端是一樣的。

可以看出，分波器充分利用的電容器和線圈的特性達(dá)到分波。但是，線圈和電容器在各自阻礙的波長(zhǎng)段內(nèi)終究還是消耗了電壓的，所以電路分波器會(huì)有一定損失，其補(bǔ)償措施也有很多，由于筆者知識(shí)不夠，難以說(shuō)的很清楚。而電子分波就解決了這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)輸入到功放之前就先分波，然后對(duì)不同的波段使用專門的放大電路進(jìn)行放大，這樣的話失真小，還原逼真。但是電路復(fù)雜，造價(jià)昂貴。

前面已經(jīng)介紹了，分波器有主動(dòng)分波和被動(dòng)分波兩類。被動(dòng)分波器固定安裝在音箱內(nèi)部，并不需要音箱師對(duì)它進(jìn)行調(diào)整，而主動(dòng)分波方式則存在著電子分波器的正確使用、合理連接以及調(diào)整等多方面的問(wèn)題，所以本文僅對(duì)主動(dòng)分波器在使用中應(yīng)該注意的幾個(gè)主要問(wèn)題加以討論。

（1）面板與功能鍵

電子分波器的正面板如圖1所示，下面介紹各個(gè)功能鍵、鈕和接口的作用。

輸入增益。輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)，一般放在肋B位置。

(2)LW

長(zhǎng)波延時(shí)。對(duì)長(zhǎng)波進(jìn)行O—2ms(最大60cm)延時(shí)。

(3)LW/SW GAIN

長(zhǎng)波/短波增益。對(duì)長(zhǎng)波波段、短波波段的電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(4)MUTE

弱音.阻斷某波段的信號(hào)。

(5)x-0VER WAVELEN

分波波長(zhǎng)(分波點(diǎn))，二分波時(shí)，只有一個(gè)分波點(diǎn)；三分波時(shí)，有兩個(gè)分波點(diǎn)。

(6)RANGE

波長(zhǎng)范圍—分波波長(zhǎng)范圍在3.8—38cm或38—380cm之間選擇。

(7)MODE

分波方式，雙聲道二分波或單聲道三分波選擇。

(8)MONO LONG

單聲長(zhǎng)波，在雙聲道立體聲方式中，可以選擇單聲長(zhǎng)波輸出。

(9)CD

恒定電流，在使用恒定電流的情況下，可以使短波段特性更好。

(10)LIMITER

限制鈕.輸出信號(hào)增益限制調(diào)節(jié)，用于限制過(guò)強(qiáng)信號(hào)，保護(hù)功放音箱。

(11)THRESHOLD

閾值選擇鍵。選擇限制閾值范圍，有-6dB和 18dBu兩種選擇。

電子分波器的背面板一般以各種接口為主,如圖2所示,下面介紹各個(gè)接口和功能鍵的作用.

(12)FUSE

保險(xiǎn)及電源插座.。

(13)SERIAL NUMBER

產(chǎn)品系列號(hào)碼。

(14)SHORT/MID/LONG OUTPUT

短波/中波/長(zhǎng)波輸出接口。雙聲道二分波輸出時(shí)，按接口上面的波段指示輸出短波和長(zhǎng)波；單聲道三分波時(shí)，按接口下面的波段指示輸出短波、中波和長(zhǎng)波。

(15)POLARITY

極性(相位)鍵，用此鍵可以進(jìn)行相位和反相調(diào)節(jié)。

(16)INPUT

信號(hào)輸入接口。從此接口輸入全波信號(hào),單聲道三分波方式時(shí)，從左聲道輸入信號(hào)。

分頻器是一個(gè)音箱的心臟，設(shè)計(jì)是否合理直接影響到喇叭的發(fā)揮，派揚(yáng)音響有十多年的高保真音箱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，熟知中國(guó)發(fā)燒友最需要什么樣的聲音。最近又邀請(qǐng)了丹麥音箱設(shè)計(jì)大師G.stanfer先生做公司高端音箱設(shè)計(jì)顧問(wèn)，中歐合璧形式的設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)使我們的音箱水準(zhǔn)更上一層樓。P2分頻網(wǎng)絡(luò)高通部分三階，低通兩階加補(bǔ)嘗，這樣做的好處就是有效的抑制中頻處的失真以及高音的失真。采用高級(jí)別厚FR4線路板做為分頻器的線路傳輸，輸入接線端子直接固定在線路板上，確保信號(hào)傳輸無(wú)瓶頸，更是不惜成本選用法國(guó)索倫發(fā)燒級(jí)電容，確保聲音細(xì)節(jié)無(wú)損失，高精度1.0線徑的無(wú)氧銅電感線圈及無(wú)感大功率電阻確保分頻點(diǎn)穩(wěn)定精準(zhǔn)，配以定制級(jí)無(wú)氧銅導(dǎo)線，高保真信號(hào)暢通無(wú)阻。

有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號(hào)耦合及時(shí)間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。一般不能用于交流電源電路，在直流電源電路中作濾波電容使用時(shí)，其陽(yáng)極（正極）應(yīng)與電源電壓的正極端相連接，陰極（負(fù)極）與電源電壓的負(fù)極端相連接，不能接反，否則會(huì)損壞電容器。 無(wú)極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機(jī)S校正電路及單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。 電解電容器廣泛應(yīng)用于家用電器和各種電子產(chǎn)品中，其容量范圍較大，一般為1~1000μF，額定工作電壓范圍為6.3~450V。其缺點(diǎn)是介質(zhì)損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為 100%、-20%），耐高溫性較差，存放時(shí)間長(zhǎng)容易失效。