家用音響中二階三分頻功率分頻器的設計與制作

楊世明 肖韓鳳 重慶水利電力職業(yè)技術學院

家用音響中二階三分頻功率分頻器的設計與制作

楊世明 肖韓鳳 重慶水利電力職業(yè)技術學院

音箱分頻器在音響系統(tǒng)中有著重要的作用，由于分頻器放置于音箱的箱體中，很多生產廠家為了節(jié)約成本，往往不注重分頻器的品質，由此形成制約音響系統(tǒng)的瓶頸，針對這種情況，本文探討了如何自制分頻器來替換原本不是很滿意的產品。

分頻器 參數(shù) 確定 制作

在家用音響系統(tǒng)中，要想還原出清晰、逼真、令人陶醉的聲音，在選擇音響器材時，從音源，連線、功放一直到音箱都要精挑細選，合理搭配，即使這樣，有時買回的音響還是不能達到滿意的效果，原因是什么呢？原來一個重要原因在分頻器上。因為分頻器藏于音箱的箱體中，人們在挑選音箱時，注意力放在了音箱的外觀、箱體的材質以及揚聲器的品牌上，而忽略了箱體中的分頻器。很多廠家為了節(jié)約成本，一般都不會著力打造藏在暗處的分頻器，以至于很多音箱中的分頻器簡單粗糙。分頻器是串于功放與音箱之間的器件，它的好壞直接影響音響的頻響，聲像的相位以及功放的阻尼系數(shù)，所以很多人將其稱為音箱的大腦，可見其在音響系統(tǒng)中的作用。為此，我們完全可以自己設計制作一款適合自己的分頻器。下面以二階三分頻功率分頻器的設計及制作為例，談談自己的制作體會，以期與同行們分享制作過程的樂趣。

1 根據(jù)高，中、低音揚聲器的頻率特性曲線確定分頻點

確定分頻點的原則是：低頻信號的分頻頻率應低于低頻揚聲器上限截止頻率的一個倍頻程；高于中頻揚聲器下限頻率的一個倍頻程。高頻信號的分頻頻率應低于中頻揚聲器的上限截止頻率一個倍頻程，而高于高頻揚聲器下限截止頻率一個倍頻程。按照這個條件，根據(jù)使用經驗，三分頻器的低頻分頻點選在人聲及樂聲頻率范圍500—5KHz之外的400Hz左右，而高頻分頻點則應選在2KHz左右比較恰當。當然這個值也不是固定不變的，在實際使用中可以根據(jù)使用的揚聲器不同，以及個人的偏好做適當?shù)恼{整，但總的要求是：輸出的聲壓在整個頻段內（20Hz—20KHz）幾乎是平坦的。

2 根據(jù)電路確定元件數(shù)值

常用的二階三分頻經典電路如圖所示

在該電路中需滿足：C1=C4、C3=C2、L1=L3、L4=L2由于該電路為二階三分頻，所以在分頻點附近的衰減為12dB/倍頻程，如果低端分頻點取f1=400Hz，高頻分頻點f2=2KHz，揚聲器的阻抗取Rl=8Ω，則：

以上數(shù)值只是理論數(shù)據(jù)，在實際制作過程中由于元件存在誤差，為了滿足輸出特性曲線平坦的幅頻特性曲線，需要通過實測進行修正。有了正確的理論計算就該說說電容的選擇，電感的制作。

3 電容的選擇

電容在分頻器中起著信號的耦合或者衰減的作用，為了讓信號耦合、衰減點準確，要求電容的容量必須準確，且需經過嚴格的測試，在使用過程中其參數(shù)應基本保持不變，要達到這一要求，選擇電容一定要慎重，其選擇原則是：

從使用經驗看，應選擇信譽良好的品牌電容；

從使用過程看，盡量選擇聚丙烯、聚苯乙烯等無感薄膜電容，盡量不選參數(shù)變化大的電解電容。

使用前需經過元件的老化處理，且老化處理的時間必須足夠。處理后的電容應該進行漏電測試與容量測試，在確保無漏電和容量不變的情況下才能使用。

4 電感的選擇與制作

在功率分頻器中，一般不使用鐵芯電感與磁芯電感，因為鐵芯，磁芯的導磁率比較高，功放在工作中輸出峰值電壓高、峰值電流大。大的電流容易產生磁飽和而造成音頻信號的失真，所以分頻器的電感一般采用空心電感。制作電感的銅線應該選用純度高、斷面反光好的無氧銅作為制作的材料。在制作過程中，為了使分頻點與設計分頻點吻合，需要電感線圈的電感量必須準確，制作的過程中需要測試，測試好了之后才剪斷漆包線。在分頻網絡中與揚聲器串聯(lián)的電感如果直流電阻大，一方面會消耗功放的輸出功率而影響音響的響度，同時功放內阻對低音單元的阻尼作用也將減弱。況且與中音單元并聯(lián)的電感線圈如果直流電阻大，則會影響對低頻信號的衰減而導致信號分離不徹底，從以上兩個方面看：線圈的直流電阻越小越好，理論分析應使與揚聲器串聯(lián)線圈的直流電阻小于揚聲器阻抗的十分之一，與揚聲器并聯(lián)的線圈直流電阻應小于揚聲器阻抗的十分之一，為了達到要求，在不出現(xiàn)制作困難的情況下，導線盡量選擇粗一點的，根據(jù)經驗一般選擇直徑為0．8----1．5mm的銅線。最后還要說明一點，在制作的過程中不能劃傷漆包線，如有劃傷應在制作完成后，澆注兩次絕緣漆，待干后再使用。

電感參數(shù)的確是可以按如下的經驗公式進行計算：

式中b為繞組線圈的長度（高度），L為設計電感量，R為希望電阻值，

確定了以上參數(shù)后就可以按如圖所示的形狀繞制。

[1]唐道濟. 音響發(fā)燒友進階第1版 . 北京：中國電力出版社，2016.