音箱分频器原理

柯柯 · 发表于 2007-8-28 16:40:06

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音箱分频器原理

　　所谓的音箱分频器就是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必需经过火频器中的各滤波元件处置，让各单元特定频率的讯号经过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才干有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位精确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次清楚、合拍，明朗、温馨、宽广、自然的音质。

　　从音箱分频器原理看，分频器就是一个由电容器和电感线圈构成的滤波网。高音通道只让高频信号经过而阻止低频信号；低音通道正好相反，只让低音经过而阻止高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率能够经过，高频成分和低频成分都将被阻止。

　　看似简单，但在实践运用的分频器中，为了均衡上下音单元之间的灵活度差别，厂家们需求依据不同状况参加大小不一的衰减电阻或是由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，不同的设计和消费工艺自然使分频器这个看似不起眼的元件在音箱中产生了效果不一的影响。而这些细节，正式一切HIFI器材必需追求的，这也是HIFI与普通民用设备的根本区别。

　　音箱分频器分类与特点

　　分频器有两大类：一类是被动分频器（PassiVeCrossover），亦称功率分频器；另一类是主动分频器（AcTIveCrossover），亦称电子分频器。

　　1、被动分频器
　　被动分频器是一种音箱内置分频器，由电容和电感滤波网络构成，其特点是分频网络设置在功率放大器和扬声器之间。这种分频器把从功率放大器直接出的全频音频功率信号分为低音和高音或者低音、中音和高音，将分频后的信号按不同频段分配给各频段扬声器。在全频高、低音或高、中、低音主动分频音箱中，均由被动分频电路完成分频任务

　　被动分频的优点是：首先，结构简单、成本低，与音安装在一起，毋需调整，使用方便；其次，在系统连接方面较为容易，只要给功放输入全频信号，将功放与音箱连接在一起就可以实现全频放音；第三，需要的功率放大器少，一般一台功放可以带两只全频被动分频音箱，故系统成本较低。

　　不足是：分频网络要承担加到扬声器上的很大功率和电流，所以要用较大体积的电感，而且由于电感的参数与扬声器阻抗有着直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差较大，计算较难；其次，功率放大器输出的功率音频信号通过电容和电感滤波器后，必然会由于电容和电感的非线性而造成失真，声音失真再所难免；第三，从功放输出的音频功率信号，每经过一个电容和电感器件都会造成功率信号的损失，所以被动分频的功率信号损失较大；最后，分频衰减率不能做得太高，一般最大12dB/倍频程，分频交叉区域的干扰偏大，这是因为被动分频器提高分频衰减率的途径是增加电容器或电感器，也就是滤波阶数，但是增加电容器或电感器的个数，就意味着随之增加信号失真和功率损失，提高分频衰减率的结果是带来了其他更多的问题。

　　顾名思义，被动分频是一种“无奈”：的分频方式，功放输出的全频功率信号不得不要分频，不分频就会导致一系列问题，故只能被迫将功率信号分频处理。民用音箱为了降低系统成本，全部采用被动分频方式。专业音箱由于与民用音箱在要求、听音主体以及使用人员等方面存在着很大的不同，故除了被动分频方式音箱外，还有主动分频方式音箱。

　　2．主动分频器
　　主动分频器是一种将全频音频弱信号进行分频的设备，一般由有源电子线路分频系统构成，其特点是分频系统位于功率放大器前，将全频音频弱分频后，把低音、高音或低音、中音、高音信号分别送至各自功率放大器，然后由功放分别输出到低音、高音或低音、中音、高音扬声器，这种方法被称为主动分频，因工作在弱信号情况下，故可用小功率的电子有源滤波器实现分频。

　　被动分频的音箱的各扬声器单元均设有自己的功率信号接口，有些高、低音分离式音箱可以有主动分频和被动分频两种连接方式，这类音箱的背后都设有主动分频（AcTIve）与被动分频（Passive）转换开关，有些音箱上的这种转换开关还装有锁定机构，避免发生误拨动情况。当采用主动分频方式时，一定要将分频方式转换开关拨到“AcTIve”一边，将高音功放接高音（Hi2h）输入、低音功放接低音（Low）输入。

　　主动分频的优点很多，一是由于采用弱信号电子线路信号进行分频处理，故声音信号损失小、失真小，再现音质好；二是分频衰减率可以较被动分频做得更高，达到24dB/倍频程很容易，分频交叉区域较被动分频小得多，分频交叉区域中的高、低音单元声音之间的干扰基本上被克服了；三是可调性好，电声指标高。

　　主动分频的不足没有一条是涉及音质方面的，其主要问题在于：一是成本高，投资大。由于主动分频方式高、低音每路分别要用独立的功率放大器，故使用功率放大器多，如一对二分配音箱要用两只功放推动；二是增加一台电子分频器，这就使得在连接和调整方面增加使用难度。

　　音箱分频器电路及作用

　　音箱分频器就是能够将声音信号的频率分开，将不同频段的声音信号区分开来，然后放大送往相应高低频段的扬声器中，实现高低不同音质的效果就是音箱分频器。

　　音箱分频器电路的作用：
　　1.在播放音乐时，由于扬声器单元本身的能力与构造限制，只用一个扬声器难以覆盖全部频段，而假如把全频段信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去，在单元频响范围之外的那局部“多余信号”会对正常频段内的信号复原产生不利影响，以至可能使高音、中音单元损坏。由于这个缘由，设计师们必需将音频频段划分为几段，不同频段用不同扬声器停止放声。这就是分频器的由来与作用。

　　2.分频器就是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必需经过火频器中的各滤波元件处置，让各单元特定频率的讯号经过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才干有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位精确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次清楚、合拍，明朗、温馨、宽广、自然的音质。

　　3.在实践的分频器中，有时为了均衡高、低音单元之间的灵活度差别，还要参加衰减电阻；另外，有些分频器中还参加了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平整一些，以便于功放驱动。

　　音箱分频器的接线方法图解

　　音箱分频器除了PCB线路板、元器件等还有连接线，音箱分频器连接线一般分为信号输入和信号输出（连接到高中低扬声器单元），音箱分频器接法是很关键的，接反了音质会与设计调试的相差甚远或者完全相反，接错了有时甚至会烧毁单元！

　　有人认为音箱分频器接法应该遵循蓝线接高音红线接低音扬声器单元，但我们不能按部就班。在不确定音箱分频器接法的情况下，可以尝试一下以下方法：

　　如上图所示，为一个两分频分频器实物。有人认为音箱分频器接法应该遵循蓝线接高音红线接低音扬声器单元，但我们不能按部就班。在不确定音箱分频器接法的情况下，可以尝试一下以下方法：

　　首先应该拆下分频器查看PCB线路板上的接线孔附近的丝印，一般输入线孔附近会标注IN+/IN-或者input+/input-，低音扬声器单元线孔附近会标注low+/low-，高音单元线孔附近会标注hi+/hi-；

　　其次，一般经验蓝线接高音红线接低音扬声器单元，黑线是地线，信号输入线一般为红黑两两并联的4根线；

　　再者，可以查看连接线的接线端子，一般扬声器单元的正负接线端子插片为一大一小，高音的大插片会较低音扬声器单元的小一些，信号输入端子一般为4个大插片。

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