音箱分頻器概述

分波器的使用問題音箱技術分波器是一種可以將機械波分成若干個波段的音箱設備。我們知道，可聽機械波的波長范圍是在1.7cm~17m之間，祈望僅使用一只揚聲器就能夠保證放送、1.7cm~17m這樣寬波長的機械波是很難做到的，因為這會在技術上存在各種各樣的問題和困難。所以，在通常情況下，高質量的放音系統(tǒng)，為了保證再現(xiàn)的波長響應和波帶寬度，在專業(yè)范疇內大都采用長短波分離式音箱放音，而采用長短波分離式音箱放送時，就必然要使用分波器。

音箱分波器采用了下圖結構，具體分析：

連接短波喇叭的電路：讓電流先流過電容器，阻止長波，讓短波通過，并且喇叭與一個線圈并聯(lián)，讓線圈產(chǎn)生負電壓，那么這個電壓對于短波喇叭來說正好是一個電壓補償，于是可以近似地逼真還原電流。

連接長波喇叭電路：電流先流過線圈，這樣短波部分被阻止，而長波段由于線圈基本沒有阻礙作用而順利通過，同樣，長波喇叭并聯(lián)了一個電容器，就是利用電容器在短波的時候產(chǎn)生一個電壓來補償損失的電壓，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到分波。但是，線圈和電容器在各自阻礙的波長段內終究還是消耗了電壓的，所以電路分波器會有一定損失，其補償措施也有很多，由于筆者知識不夠，難以說的很清楚。而電子分波就解決了這個問題，當輸入到功放之前就先分波，然后對不同的波段使用專門的放大電路進行放大，這樣的話失真小，還原逼真。但是電路復雜，造價昂貴。

1.使各種揚聲器都工作在最合適的波長段

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

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；而長波揚聲器的振膜一般采用紙、碳纖維、防彈布和橡皮(邊)等材料，以利于長波再現(xiàn)。

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

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

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

研究發(fā)現(xiàn)，切割失真對長波的影響最大，當長波揚聲器放送長波的同時，只要還有短波成分存在，就必然會導致切割失真，使長波出現(xiàn)不自然的現(xiàn)象。當然，短波揚聲器出現(xiàn)切割失真也會使短波出現(xiàn)不自然的聲音，只是影響沒有長波大而已。

2．減少同一音箱中的不同揚聲器之間產(chǎn)生的聲音

干涉現(xiàn)象對于短、長波分離式音箱中的短波揚聲器和長波揚聲器來說，雖然它們的工作波段不同，但是如果將全波信號不加分波地送人短波揚聲器和長波揚聲器，肯定會出現(xiàn)短、長波揚聲器同時發(fā)出相同聲音的情況，當不同揚聲器的相同機械波相遇時，就很可能產(chǎn)生聲波互相干涉現(xiàn)象有一點聲學常識的人都知道，一旦出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，就會出現(xiàn)梳狀濾波效應、駐波等一系列問題，這些問題均會不同程度地影響機械波的良好再現(xiàn)。

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

分波點和分波交叉區(qū)域會存在干涉現(xiàn)象的原因很簡單，由于分波器的分波衰減率不可能做得無窮大，在分波交叉區(qū)域，尤其是在分波點，短波揚聲器和長波揚聲器會同時存在對方波段的機械波，這時出現(xiàn)干涉現(xiàn)象在所難免。所以說，分波器的分波衰減率做得越高，分波交叉區(qū)域就越小，揚聲器問的干涉就越小。

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

1、被動分波器

被動分波器是一種音箱內置分波器，由電容和電感濾波網(wǎng)絡構成，其特點是分波網(wǎng)絡設置在功率放大器和揚聲器之間。這種分波器把從功率放大器直接出的全波功率信號分為長波和短波或者長波、中波和短波，將分波后的信號按不同波段分配給各波段揚聲器。在全波短、長波或短、中、長波主動分波音箱中，均由被動分波電路完成分波任務

被動分波的優(yōu)點是：首先，結構簡單、成本低，安裝在一起，毋需調整，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，將功放與音箱連接在一起就可以實現(xiàn)全波放音；第三，需要的功率放大器少，一般一臺功放可以帶兩只全波被動分波音箱，故系統(tǒng)成本較低。

不足是:分波網(wǎng)絡要承擔加到揚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)與揚聲器阻抗有著直接關系，而揚聲器的阻抗又是波長的函數(shù)，與標稱值偏離較大，因此誤差較大，計算較難；其次，功率放大器輸出的功率信號通過電容和電感濾波器后，必然會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，每經(jīng)過一個電容和電感器件都會造成功率信號的損失，所以被動分波的功率信號損失較大；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，這是因為被動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數(shù)，就意味著隨之增加信號失真和功率損失，提高分波衰減率的結果是帶來了其他更多的問題。

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

2．主動分波器

主動分波器是一種將全波弱信號進行分波的設備，一般由有源電子線路分波系統(tǒng)構成，其特點是分波系統(tǒng)位于功率放大器前，將全波弱分波后，把長波、短波或長波、中波、短波信號分別送至各自功率放大器，然后由功放分別輸出到長波、短波或長波、中波、短波揚聲器，這種方法被稱為主動分波，因工作在弱信號情況下，故可用小功率的電子有源濾波器實現(xiàn)分波。

被動分波的音箱的各揚聲器單元均設有自己的功率信號接口，有些短、長波分離式音箱可以有主動分波和被動分波兩種連接方式，這類音箱的背后都設有主動分波(Active)與被動分波(Passive)轉換開關，有些音箱上的這種轉換開關還裝有鎖定機構，避免發(fā)生誤撥動情況。當采用主動分波方式時，一定要將分波方式轉換開關撥到“Active”一邊，將短波功放接短波(Short)輸入、長波功放接長波(Long)輸入。

主動分波的優(yōu)點很多，一是由于采用弱信號電子線路信號進行分波處理，故信號損失小、失真小，再現(xiàn)音質好；二是分波衰減率可以較被動分波做得更高，達到24dB/倍波程很容易，分波交叉區(qū)域較被動分波小得多，分波交叉區(qū)域中的短、長波單元之間的干擾基本上被克服了；三是可調性好，電聲指標高。

主動分波的不足沒有一條是涉及音質方面的，其主要問題在于：一是成本高，投資大。由于主動分波方式短、長波每路分別要用獨立的功率放大器，故使用功率放大器多，如一對二分波音箱要用兩只功放；二是增加一臺電子分波器，這就使得在連接和調整方面增加使用難度。

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

（1）面板與功能鍵

電子分波器的正面板如圖1所示，下面介紹各個功能鍵、鈕和接口的作用。

輸入增益。輸入信號電平調節(jié)，一般放在肋B位置。

(2)LW

長波延時。對長波進行O—2ms(最大60cm)延時。

(3)LW/SW GAIN

長波/短波增益。對長波波段、短波波段的電平進行調節(jié)。

(4)MUTE

弱音.阻斷某波段的信號。

(5)x-0VER WAVELEN

分波波長(分波點)，二分波時，只有一個分波點；三分波時，有兩個分波點。

(6)RANGE

波長范圍—分波波長范圍在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

單聲長波，在雙聲道立體聲方式中，可以選擇單聲長波輸出。

(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.輸出信號增益限制調節(jié)，用于限制過強信號，保護功放音箱。

(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,下面介紹各個接口和功能鍵的作用.

(12)FUSE

保險及電源插座.。

(13)SERIAL NUMBER

產(chǎn)品系列號碼。

(14)SHORT/MID/LONG OUTPUT

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

(15)POLARITY

極性(相位)鍵，用此鍵可以進行相位和反相調節(jié)。

(16)INPUT

信號輸入接口。從此接口輸入全波信號,單聲道三分波方式時，從左聲道輸入信號。

分頻器是一個音箱的心臟，設計是否合理直接影響到喇叭的發(fā)揮，派揚音響有十多年的高保真音箱設計經(jīng)驗，熟知中國發(fā)燒友最需要什么樣的聲音。最近又邀請了丹麥音箱設計大師G.stanfer先生做公司高端音箱設計顧問，中歐合璧形式的設計無疑會使我們的音箱水準更上一層樓。P2分頻網(wǎng)絡高通部分三階，低通兩階加補嘗，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，確保信號傳輸無瓶頸，更是不惜成本選用法國索倫發(fā)燒級電容，確保聲音細節(jié)無損失，高精度1.0線徑的無氧銅電感線圈及無感大功率電阻確保分頻點穩(wěn)定精準，配以定制級無氧銅導線，高保真信號暢通無阻。

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、信號耦合及時間常數(shù)設定、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，其陽極（正極）應與電源電壓的正極端相連接，陰極（負極）與電源電壓的負極端相連接，不能接反，否則會損壞電容器。 無極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。 電解電容器廣泛應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。其缺點是介質損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為 100%、-20%），耐高溫性較差，存放時間長容易失效。