浅谈音箱分频器制作图解

yinxiangw · 发表于 2010-1-2 14:58:01

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浅谈音箱分频器制作图解

　　音箱分频器概念
　　音箱分频器可以将声音信号分成若干个频段。如二分频器就是由一个高通滤波器和一个低通滤波器组成。三分频则又增加了一个带通滤波器。分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。

　　分频器的使用问题音响技术分频器是一种可以将声音信号分成若干个频段的音响设备。我们知道，声音的频率范围是在20Hz—20kHz之间，祈望仅使用一只扬声器就能够保证放送、20Hz—20kHz这样宽频率的声音是很难做到的，因为这会在技术上存在各种各样的问题和困难。所以，在通常情况下，高质量的放音系统，为了保证再现声音的频率响应和频带宽度，在专业范畴内大都采用高低音分离式音箱放音，而采用高低音分离式音箱放送声音时，就必然要使用分频器。

　　音箱分频器结构
　　音箱分频器采用了下图结构，具体分析：

　　连接高音喇叭的电路：让电流先流过电容器，阻止低频，让高频通过，并且喇叭与一个线圈并联，让线圈产生负电压，那么这个电压对于高音喇叭来说正好是一个电压补偿，于是可以近似地逼真还原声音电流。

　　连接低音喇叭电路：电流先流过线圈，这样高频部分被阻止，而低频段由于线圈基本没有阻碍作用而顺利通过，同样，低音喇叭并联了一个电容器，就是利用电容器在高频的时候产生一个电压来补偿损失的电压，道理和高音喇叭端是一样的。

　　可以看出，分频器充分利用的电容器和线圈的特性达到分频。但是，线圈和电容器在各自阻碍的频率段内终究还是消耗了电压的，所以电路分频器会损失一定的声音，其补偿措施也有很多，由于笔者知识不够，难以说的很清楚。而电子分频就解决了这个问题，当声音输入到功放之前就先分频，然后对不同的频段使用专门的放大电路进行放大，这样的话声音失真小，还原逼真。但是电路复杂，造价昂贵。

　　音箱分频器作用
　　分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要，分频器是音箱内的一种电路装置，可以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。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，无论是高音单元还是低音的单元，它们本身的频响曲线都不是平坦的，高音和低音扬声器都会在两端有所衰减，这样低音频响的上线衰减部分可能就会与高音频响的下限衰减部分发生重合甚至交错，造成频段重合而无法组成平直曲线，这样出来的声音一定不会是好的音质。

　　分频器的作用正是负责各个扬声器之间完成这种频响的组合来实现更好的效果。分频器将功放输出的音乐信号经过其中的过滤波原件处理来让各个单元特定的频率信号通过，简单点说就是将原始信号分割成为若干频段，分频器来挑出最适合对应单元播放的频段并分配给它，来实现多扬声器的协同工作。

　　音箱分频器制作图解
　　所需器件：
　　1、电感骨架

　　依据电感线圈的要求，选择合适的非金属骨架，如焊锡丝、密封用生料带的塑料骨架以及其它木质、胶质骨架等。

　　2、漆包线

　　选用粗细合适、质量上乘的漆包线若干。

　　3、阻容件

　　根据电路要求选择容量、阻值和功率合适的电容、电阻，分频电容最好选用进口或国产优质ＣＢＢ电容，电阻以大功率水泥电阻为首选。

　　4、粘合剂

　　此剂可选用市售“立得牢”等强粘度胶。

　　5、硬币、螺栓

　　螺栓选择直径４ｍｍ左右的铜质品，其长度则根据电感骨架的高度而定。

　　6、敷铜板

　　根据分频元器件的多少，选择大小合适的优质敷铜板，线路走向则根据设计要求用美工刀刻制。

　　7、透明胶带一盘

　　制作：
　　1、绕电感

　　将粘合剂瓶顶、底中间各钻一直径略大于漆包线的小孔（因液体粘稠，故不会从孔中流出），在两孔各穿一段塑料胶管之后，把漆包线从两胶管中穿过，以保漆包线通过两孔时不被刮伤，然后一人将漆包线一端拉紧，另一人就可拿漆包线的另一端在骨架上绕线，绕时双手不可接触漆包线，因漆包线在通过粘合剂时已均匀地敷上了一层粘合剂，可用手捏住骨架两端使之旋转，待电感圈数绕足之后，将多余的漆包线剪掉，固定好外引出线，待线上的粘合剂凝固以后，用透明胶带在线圈上紧绕几层。

　　2、元器件安装

　　根据电感线圈及阻容件在板上的位置，用小钻在板上打好孔，在硬币中间钻一比铜螺栓直径略大的孔，将铜螺栓依次穿过硬币、线圈和电路板，然后再垫上弹簧垫片，用螺母紧固，将线圈、电容和电阻的引线刮净上锡后焊在相应的位置上，最后在板上焊接好进出线。

　　经过以上操作，一只质优价廉的分频器便制作完工，剩下的就是你体验成功的喜悦了。

　　分频器电感接线有讲究

　　音箱分频器中电感线圈的接法对音质音色影响极大。使用的一对倒相式音箱，电感线圈接法是外圈入里圈出音色均衡圆润。曾使用里圈入外圈出接法，结果低音全无。

　　质量分频器的业余制作方法：
　　高保真的音箱多数都是由两只或两只以上的扬声器单元构成，要高质量的还原20Hz～20kHz全频段的音频信号，必须借助优质分频器的协助。由于各自音箱的扬声器单元不同，分频器也就不能简单的代用，必须按照具体扬声器单元的特性进行制作。总结出一套较为完善的设计、制作、调试方法，只要求制作者备有一张内含20Hz～20kHz纯音频测试信号的《雨果金碟》、一个话筒信号放大电路、一只话筒和一块数字万用表，而不需要专门的测试仪器。

　　业余制作音箱，建议选择两分频的方式。

　　1、分频点频率f的选择

　　两分频音箱的分频点，可以在2～5kHz之间进行优化选择。一般把分频点频率f选在低音单元自上限起一个倍频程以下，高音单元自下限起一个倍频程以上的范围内。

　　2、分频器与功率的分配

　　构成音箱的高、低音单元，各自的标称功率是不一样的，而在实际节目信号的功率谱中，高频、低频信号的比例也是不一样的，因此将各种信号统计平均后，就得到了图1所示的模拟信号功率谱。将图1的功率谱进行计算，就得到了图2所示的功率分配曲线。在选择分频点时，一定要考虑功率的分配问题，使高音单元留有一定的余量。图2表示20Hz～20kHz的总功率规一化为100％，把20Hz至某频率f所占功率为总功率的百分数，应用举例如下。

　　如分频点为25kHz的二分频系统，由图2的横座标25kHz到曲线相交，从纵座标读出百分数，则20Hz～2.5kHz的功率比例为87％，25kHz～20kHz的功率比例为13％。当总功率为100W时，则低音功率W低=100&TImes;87％=87W，高音功率W高=100&TImes;13％=13W。

　　使用上面的功率分配关系时，还请注意扬声器单元的功率标准。一般产品标注是额定最大正弦功率（RMS），而有的制造厂为了商业目的，标注峰值功率或称为音乐功率，但数值一般却是RMS功率的2～4倍。

　　3、分频方式的选择

　　分频方式虽然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落点交叉型及12dB/oct型、6dB降落点交叉型等数种，但综合考虑它们的优缺点，建议使用12dB/oct型。

　　4、分频网络

　　设计分频网络时，如把负载单元加入Rc阻抗补偿电路，作为恒阻抗进行设计，这样当然是最好。但笔者查阅大量书刊资料后，发现Rc阻抗补偿电路的计算方法有多种，而得出的RC值也不相同，让人不易选择，只好按频点电阻法来进行设计。

　　首先，用图3所示电路连接，测出高、低音单元在分频点处的阻值（注意不要用单元标称阻抗代替，否则误差会很大），然后进行右上表中的计算和按图将LC元件连接，即告初步制作完成。高、低音单元的灵敏度不平衡，可用电阻衰减调节，制作时建议使用优质聚丙烯电容，优化设计空芯电感，将元件用热熔胶固定在印制板上，电感可用棉线或塑料扎扣带加强固定，用搭棚焊的方法连接，做成高、低音通道各自独立的分线分音方式。

　　自制分频器的调校方法

　　经过实验，根据分频器设计时都是按恒阻抗法计算的原理，采用了先用标准电阻代替扬声器对分频网络进行调试，使之符合其标准衰减斜率，然后去掉电阻，接上扬声器并加上阻抗校正网络再重新进行调试的方法获得成功，实际试听感觉不错。

　　下图是分频器的原理图，供你参考；

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