讨论：功率分频器、前级模拟分频器、数字分频器、电脑软件分频

上海益民 · 发表于 2005-7-25 05:11:00

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功率分频器、前级模拟分频器、数字分频器、电脑软件分频
玩音响，分频器始终是热门话题。在“1024”网友倡导下，开帖就此话题讨论一番，欢迎各路烧友侃谈分频器话题!
宏观分类，音频领域分频器主要是无源模拟功率分频和前级有源分频两种，但有源分频又分模拟和数字，数字又有独立分频和电脑软件分频。
数字音乐节目随技术发展，保真度、动态范围、信噪比越来越高，传统电声技术必须同步。音箱的分频由无源向有源发展渐成趋势。同价位有源音箱的瞬态特征、保真度、动态范围、有效功耗等指标，普遍好于传统的无源音箱。借鉴有源音箱理念，从分频出发，把手头的无源音箱的潜力发掘出来，以适应数字音乐的播放需要，这是本帖的出发点。
我先就各种分频器作概要介绍，谈下个人对各类方式分频器利弊看法。
一、功率分频器
功率分频器是音箱内的一种电路装置，用以将输入的模拟功率信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分送相应的高、中、低音喇叭单元中重放。之所以这样做，是因为任何单一的喇叭都不可能完美的将声音的各个频段完整的重放出来
。
功率分频器原理是通过电感、电容、电阻构成简易滤波网络实现带通输出。设计要素是转折频率、衰减斜率（靠网络阶数实现）、输出频段数。
优点：
一是设计制作容易，
二是无有源器件，
三是造价低(但玩起发烧电容100可能变4万！），
四是音箱使用简单可靠。
缺点：
一是所用电感、电容有不同相移、延迟；
二是电感、电阻会降低功率效率，阶数越多前述负面影响越大；
三是电感会减低功放对喇叭阻尼系数（例如分频点低的大电感有近100米漆包线绕制），影响喇叭控制力；
四是在大功率环境下各元件会产生较强电磁干扰，从而改变参数，产生失真。
图为一般功率分频器的电路和产品外观

二、模拟前级分频器
可以电压放大器的形式做在前级中，也可做成独立设备，连接在前级和功放之间。将全频信号通过多路模拟带通放大器处理后，分频段输出。
优点：
1，小信号处理避免功率信号处理造成的干扰和损失。
2，分频频率转折点、Q值（衰减曲线陡度）、各通道增益可调。
3，造价低（新品几百元）。
4，国际标准接口适用于各类国标器材驳接。
缺点：
1，大量使用多级模拟线性放大器来补偿带通滤波损失，失真提高、信噪比下降。
2，调谐机关过多，两声道、各频段参数难以靠电位器调到精确一致。
3，容易误操作和参数变化给系统带来不安全。
图为一般前级模拟分频器的电路和产品外观

上海益民 · 发表于 2005-7-25 07:57:00

三、数字前级分频器（音频DSP处理器）
与模拟前级分频器形式、作用一样，只是模拟或数字信号都可输入，模拟信号先进入ADC进行量化编码，再进入DSP按已编写的程序进行数字运算，然后将处理后的信息分频段解码，滤波、线性放大输出。品质取决于软件品质和DSP的量化比特数及取样频率，模拟部分（线放）与模拟分频器相似。
优点：
1，信息处理在数字状态进行，精确、一致、稳定、可靠，信噪比高；
2，由于DSP强大的处理能力，一个设备取代了模拟的带通滤波、频率均衡、压缩保护、相移、延时、增益补偿等多台设备的功能；3，运用灵活，做成模块可直接装进功放和音箱。
缺点：
1，模拟信号经过二次模数、数模转换，如果CD、解码器、前级是高级品，经过反复转换后，分频器的品质成为音质决定因素甚至是木桶短板，令玩HI-END高级器材的烧友所不容。
2，工程级的产品虽不贵，家用高级数字分频器（如金嗓子），却是天价。
图为工程级和发烧数字分频器的产品外观

四、电脑软件分频
这与我近一年学习实验的PC-HIFI有关了，可能是我们重点讨论对象。
这种分频方式也有多种，主要是1，在播放器软件的输出通道中插入软件电子分频器或精密EQ插件；2，利用声卡的DSP在输出通道的设定来实现多频段输出。
优点：
1，与分体数字分频器一样，但减少了分频器硬件设备，多了电脑。
2，所有分频参数掌控在我们玩家手中，可存不同喇叭和不同音色的场景程序，随意调用，好玩儿！3，声卡代替了前级。
缺点：
1，用插件分频，必须电脑所有的声音播放都用同一播放软件，否则像网络流氓有声广告会绕过分频插件，全频直进各输出通道，给娇嫩的高频喇叭带来威胁。声卡自带DSP就不存在这问题。
2，学习掌握软件要有一定电声技术基础和过程。
图为我们用电脑软件进行分频的案例

电脑分频实验过程和体会，以期剖砖引玉：

我没有更全面更专业的测试手段，消声室没条件，大严冬无法野外摆摊，玩的过程中多是在听音室内，不断调整有关参数，靠与监听音箱切换比较，体验各参数对听感的影响。感性认识：

1，尽量发挥单元线性频段优势来确立分频点
例如，我的低音箱有18寸倒相箱和12寸等宽后加载号角。18寸喇叭盆径太大，中频指向性由于锥盆聚焦作用显得太狭窄，分割振动起点频率应该800赫兹就开始了，显然分频点越低越好，而且低（200赫兹以下）会较好发挥中音8寸喇叭瞬态优势，因为把8寸喇叭200赫兹以下的大振幅基本滤除，降低了它的功放的负担，提高了中低音重放清晰度。12寸号角低音因有号角匹配，口径小，中频指向性比18寸宽一些，分频点可适当提高，我现在的选取是1100赫兹。

2，低音高切Q值参数选取
试听结果表明目，Q值高，低音丰满度差些，但紧凑感增强。Q低些，人声的腔音、喉音厚度增强，低音部器乐弥漫氛围即所谓“空气感”好些，但大编制交响作品会感到中低部分清晰度、利落感不足。中低喇叭低切听感反之。这样我在18寸与8寸中音的处理上，Q取1.0,分频点180赫兹。中频低切，Q选0.7，斜率18dB。而在与3寸膜10寸直流压铸铝号角的两分频搭配时，由于号角的开口面积限制，导致的低频截止频率较高（在混响室实测580赫兹开始滚降），分频点选750赫兹，Q选1.0以24dB斜率，锐减号角的低频供给。

3，增益设定
依据喇叭装箱后的实测灵敏度大致设定通道增益。
18寸橡皮边EV电影还音喇叭380升音箱，实测96dB/2,83v.m（100赫兹); 钕铁硼3寸铝膜驱动器加号角实测109dB/2.83v,m(1000赫兹），喇叭两者差13dB。

低音功放是皇冠录音参考2号375瓦，平衡输入+4dB;高音先锋A600功放60W，-10dB RCA非平衡输入。按各自标称输入电平，功放两者差约8dB，高音功放富裕余度很大。

这样，设声卡低音通道输出电平为+4dB;高音通道输出电平设为-10dB。低音功放全开，高音功放增益处在9点位置。
在听音室内输入扫频信号，录制频响曲线，供陷波器和高音增益调整参考。低音60赫兹陷波-3、Q1.5；3400赫兹-1.5，Q取0.9，高音功放提升3dB，再录音分析，响应基本均衡。存场，作为基本数据。

4，低音延时试验
低音喇叭音圈与高音驱动器物理位置基本在一个平面（低音深锥盆、铝号角浅变设计）。基本不需加延时。做过调整试验，对口型聚焦有微弱影响。

5，输出相位调整试验
调整高音通道相位，一度一度的调，对声音音色和声聚焦有明显影响，最后确定是0，音色柔和聚焦较好。

以上试验给出的是一种思路和程序。调整多在声卡的软件调音台上进行键入绝对值方式，也做过扫值式对比试验。方法可能多有缺陷。
电脑插件的试验是用 logc pro编曲软件赠送的精密EQ上进行，方法是：在Logc pro播放器调音台界面，复制三组立体声输出，点击插入EQ进入这三组通道，并路由到声卡的自定义三组输出母线，声卡DSP关闭一切插件（EQ、低切、效果、压缩、延时等等），声卡电平设定与以上参数一致。分频基本效果一致，只是可调阈值更宽，图形界面更易懂。

上海益民 · 发表于 2005-7-25 16:56:00

利用电脑分频的实测参数制作功率分频器

功率分频的利弊首帖已作分析。设计制作容易、独立运行、安全可靠是不能替代的。
这里我以我的两分频号角音箱为实例，介绍利用电脑分频的实测参数制作功率分频器方法。
分析方法如上帖：
12寸国产全频喇叭，中高频应予利用（进行喇叭频率阻抗特征补偿）；装箱后100赫兹灵敏度98分贝
2寸国产钛膜驱动器，加自制木质号角，低频截止频率约800赫兹，灵敏度实测110dB（1000赫兹）
经电脑分频试验，多次改变参数调整，取1100赫兹为分频点。
高低音喇叭灵敏度相差12分贝，采用电阻衰减获得平衡。
为降低造价，采用12分贝两阶无源滤波线路：通过通用LC网络计算公式算出电感、电容、电阻数值。设计图如下：

工具制作方法
数字万用表，有电容、电感测试功能；
到电子市场寻找拆机电感线圈，尽量找圈数多、个头大的，多买几个。测出电感量，进行拆圈或加绕，或加装铁氧体磁芯，使电感符合设计值。
聚酯电容可通过串并联获得所需设计值。
将原件搭棚焊接在旧拆机线路板上
连机试验如果接近电脑分频的听感，（低音力度高频通透不可能与前级数字分频相比）就OK了，如果高音多或不足，可微调衰减电阻的组合调整。
以上实物分频器：

目前我用EL34三极管接法推挽12W胆机，天龙1560CD，一股股金色夕阳温暖+木头味的声音，也会激起某种怀旧之幽情。尤其播放爵士和女声，比较有感觉。音箱制作请搜索本坛普兰：《豪华号角音箱》
这个音箱的蓝本据说是上世纪50年代JBL设计师应日本名古屋一个酒吧老板发烧友之约设计的，原设计采用JBL D131低音、2405高音简易补声方式。酒吧因这对音箱而出名，生意甚是红火。

hanbing07 · 发表于 2005-12-5 02:08:00

强烈支持！

红遍中华 · 发表于 2006-8-26 21:18:00

欣赏了，谢谢楼主发布，好文章，收藏了啊

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[DIY发烧] 讨论：功率分频器、前级模拟分频器、数字分频器、电脑软件分频

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