分頻器的主要參數(shù)

什么是分頻器

分頻器是指將不同頻段的聲音信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，分別給于放大，然后送到相應(yīng)頻段的揚(yáng)聲器中再進(jìn)行重放。在高質(zhì)量聲音重放時(shí)，需要進(jìn)行電子分頻處理。

分頻器是音箱內(nèi)的一種電路裝置，用以將輸入的模擬音頻信號(hào)分離成高音、中音、低音等不同部分，然后分別送入相應(yīng)的高、中、低音喇叭單元中重放。之所以這樣做，是因?yàn)槿魏螁我坏睦榷疾豢赡芡昝赖膶⒙曇舻母鱾€(gè)頻段完整的重放出來(lái)。

分頻器是音箱中的“大腦”，對(duì)音質(zhì)的好壞至關(guān)重要。功放輸出的音樂(lè)訊號(hào)必須經(jīng)過(guò)分頻器中的過(guò)濾波元件處理，讓各單元特定頻率的訊號(hào)通過(guò)。要科學(xué)、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)計(jì)好音箱之分頻器，才能有效地修飾喇叭單元的不同特性，優(yōu)化組合，使得各單元揚(yáng)長(zhǎng)避短，淋漓盡致地發(fā)揮出各自應(yīng)有的潛能，使各頻段的頻響變得平滑、聲像相位準(zhǔn)確，才能使高、中、低音播放出來(lái)的音樂(lè)層次分明、合拍、明朗、舒適、寬廣、自然的音質(zhì)效果。

在一個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)里，人們把箱體、分頻電路、揚(yáng)聲器單元稱(chēng)為揚(yáng)聲器系統(tǒng)的三大件，而分頻器是音箱中的“大腦”，分頻電路對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)能否高質(zhì)量地還原電聲信號(hào)起著極其重要的作用。尤其在中、高頻部分，分頻電路所起到的作用就更為明顯。

總的來(lái)說(shuō)可將分頻器可定義為：將輸入的電信號(hào)分離成兩路單獨(dú)的信號(hào)，且使每一路信號(hào)的帶寬均小于原始信號(hào)的帶寬，這種由一對(duì)或多對(duì)濾波器構(gòu)成的裝置就稱(chēng)為分頻器。也可稱(chēng)為“頻率分配網(wǎng)絡(luò)”。

分頻器通常由高通(低切)濾波器(簡(jiǎn)稱(chēng)為HPF)和低通(高切)濾波器(簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)PF)組成。濾波器是一種頻率選擇器件，可以通過(guò)被選擇的頻率而阻礙其他的頻率通過(guò)。濾波器通常有以下三個(gè)參數(shù)：截止頻率，網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，斜率。截止頻率是指濾波器的響應(yīng)在低于它的最大電平時(shí)跌落到某點(diǎn)的頻率，通常為最大電平的0.707倍或0.5倍，或下降3dB或6dB時(shí)的頻率。

一般來(lái)說(shuō)，分頻器包括三個(gè)基本參數(shù)：分頻點(diǎn)、路和階。下面詳細(xì)介紹一下各參數(shù)的意義。

分頻點(diǎn)

分頻點(diǎn)指分頻器高通、帶通和低通濾波器之間的分界點(diǎn)，常用頻率來(lái)表示，單位為赫茲。高低音兩分頻音箱只有一個(gè)分頻點(diǎn)，高、中、低三分頻音箱有兩個(gè)分頻點(diǎn)，分頻點(diǎn)應(yīng)根據(jù)各頻段揚(yáng)聲器單元或音箱的頻率特性和功率分配來(lái)具體確定。

分頻點(diǎn)通常定義為兩個(gè)分頻器的響應(yīng)(一般由一個(gè)LPF和一個(gè)HPF組成)互相交叉處的頻率，可能是兩個(gè)電子分頻器(從動(dòng)或主動(dòng)式)電學(xué)特性上的分頻點(diǎn)，或者是兩個(gè)聲學(xué)濾波器上的分頻點(diǎn)。任何喇叭單元實(shí)質(zhì)上都是一個(gè)濾波器，每一個(gè)都有他們內(nèi)部所固有的高通和低通濾波器，以及固有的截止頻率，斜率，網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。

一個(gè)系統(tǒng)的總體聲學(xué)分頻點(diǎn)取決于這個(gè)系統(tǒng)中電子濾波器與喇叭單元頻率響應(yīng)的數(shù)學(xué)組合，當(dāng)一個(gè)電子濾波器添加到一個(gè)聲學(xué)濾波器系統(tǒng)時(shí)，他們的頻率響應(yīng)將疊加，形成一個(gè)全新的響應(yīng)曲線。

兩個(gè)不同單元之間的聲級(jí)/靈敏度差異，及高頻器件的相位滯后都是顯而易見(jiàn)的。高頻部分很可能被固定在一個(gè)長(zhǎng)喉管的號(hào)筒上，因此產(chǎn)生相對(duì)于低頻揚(yáng)聲器的延遲，為了更好地使系統(tǒng)重現(xiàn)信號(hào)，最新發(fā)展的分頻器要求能夠平滑頻率響應(yīng)曲線。

選擇原則

分頻點(diǎn)的選擇是較為靈活的，但是總體要有幾個(gè)主導(dǎo)理論。

1、高低音揚(yáng)聲器的頻率特性，分頻點(diǎn)要選擇在兩者之間較為恰當(dāng)?shù)牡胤?，讓全頻帶平滑。

2、高低音揚(yáng)聲器對(duì)于不同頻率的音色表現(xiàn)，有的單元適合，有的不適合。

3、高音揚(yáng)聲器的素質(zhì)，特別是在分頻點(diǎn)較低的時(shí)候，對(duì)高音揚(yáng)聲器的音色和功率承載能力要求很高。

選擇方法

1、考慮中低單元指向性實(shí)用邊界頻率f=345/d(d=單元振膜有效直徑)。通常8”單元的邊界頻率為2k，6.5”單元的邊界頻率為2.7k，5”單元為3.4k，4”單元為4.3k。也就是說(shuō)使用上述單元，其分頻點(diǎn)不能大于各單元所對(duì)應(yīng)的實(shí)用邊界頻率。

2、從高音單元諧振頻率考慮，分頻點(diǎn)應(yīng)大于三倍的諧振頻率。也就是說(shuō)從高音單元的角度出發(fā)，通常分頻點(diǎn)應(yīng)大于2.5k。

3、考慮中低音單元高端響應(yīng)Fh，通常分頻點(diǎn)不應(yīng)大于1/2Fh。實(shí)際上，二分頻音箱上述條件很難得到同時(shí)滿足。這時(shí)設(shè)計(jì)者應(yīng)在這三者中有一個(gè)比較好的折中選擇。但必須強(qiáng)調(diào)的是，第一個(gè)條件即實(shí)用邊界頻率應(yīng)該優(yōu)先滿足。

4、三分頻的情況下，通常應(yīng)將兩個(gè)分頻點(diǎn)隔得愈遠(yuǎn)(應(yīng)在三個(gè)倍頻程以上)，組合后的系統(tǒng)響應(yīng)會(huì)變得愈好。否則，將會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的干擾輻射現(xiàn)象。

5、低音與中音的分頻點(diǎn)應(yīng)考慮人聲聲像定位的問(wèn)題。應(yīng)使人聲的重放盡可能由中音單元來(lái)承擔(dān)，以避免人聲的聲像定位音色發(fā)生過(guò)大的變化。這一點(diǎn)往往容易被設(shè)計(jì)者所忽視。通常這一分頻點(diǎn)應(yīng)為200-300HZ。

分頻器的“路”

三分頻電路圖

分頻器的“路”，也就是分頻器可以將輸入的原始信號(hào)分成幾個(gè)不同頻段的信號(hào)，通常只有一階、兩階、三階、四階。我們通常說(shuō)的二分頻、三分頻，就是分頻器的“路”。

一般情況下，我們對(duì)單元按頻率會(huì)劃分為超高音，高音，中高音，中音，重低音，低音，超低音。

超高音：負(fù)責(zé)22kHz以上的頻率

高音：負(fù)責(zé)5000Hz~22kHz頻率

中音：負(fù)責(zé)1500~5000Hz頻率

低音：負(fù)責(zé)1500Hz以下頻率

超低音(增加)負(fù)責(zé)200Hz以下頻率

分頻器階數(shù)越高，所用元件越多，分頻點(diǎn)外衰減越利害(低音喇叭串入的中高音越少，高音喇叭串入的中低音越少)，也就是“分”得越徹底，當(dāng)然調(diào)試也越困難，失真的可能性將會(huì)增大。

分頻器的“階”

三階分頻器

分頻器的“階”，也稱(chēng)“類(lèi)”，是電信號(hào)在濾波電路中經(jīng)過(guò)濾波的次數(shù)。

一個(gè)無(wú)源分頻器，本質(zhì)上就是幾個(gè)高通(電容)和低通(電感)濾波電路的復(fù)合體，而這些濾波電路的數(shù)量，就是上面所說(shuō)的“路”。但是在每一個(gè)濾波電路中，還有更精細(xì)的設(shè)計(jì)，換句話說(shuō)，在每一個(gè)濾波電路中，都可以分別經(jīng)過(guò)多次濾波，這個(gè)濾波的次數(shù)，就是分頻器的“階”。

因此有“雙路一階分頻器”，“雙路二階分頻器”等說(shuō)法。

一階分頻器也是感容分頻的結(jié)構(gòu)，而二階分頻器中的每一路都經(jīng)過(guò)了兩次濾波，這個(gè)“兩次濾波”才是“二階”的真正含義!

但實(shí)際上，“二階分頻器”這樣的說(shuō)法也并不規(guī)范，因?yàn)?ldquo;階”并非是針對(duì)整個(gè)分頻器的，而是針對(duì)其中的某一“路”的，所以嚴(yán)格的說(shuō)法應(yīng)該是“雙路分頻器，高低頻皆采用二階濾波”，因?yàn)殡m然并不多見(jiàn)，但高頻采用二階濾波而低頻采用一階濾波這樣的設(shè)計(jì)也是有的。

采用高階分頻的好處在于其濾波衰減斜率更大，分頻效果更好，而且也有利于設(shè)計(jì)分頻補(bǔ)償電路(因?yàn)椴⒉皇?ldquo;分”得越徹底越干凈的分頻器就是好分頻器，理論上說(shuō)，分頻后的兩個(gè)信號(hào)曲線在疊加之后，與原曲線完全一致，這才是真正的好分頻器)，但高階分頻的功率損失大，特別是相位影響大，設(shè)計(jì)不好聲音就會(huì)亂了套。所以不是越高階的分頻就越好。

以上就是分頻器的定義及主要參數(shù)的相關(guān)介紹，希望網(wǎng)友們能在選購(gòu)音響時(shí)能對(duì)其有個(gè)充分的認(rèn)識(shí)，挑選更加適合自己的音響。