业余的分频器制作方法

2011-04-28 13:56:02来源: 互联网 关键字: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。
  一、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。
  二、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2?5kHz的二分频系统,由图2的横座标2?5kHz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%,2?5kHz~20kHz的功率比例为13%。当总功率为100W时,则低音功率W低=100×87%=87W,高音功率W高=100×13%=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。
  三、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。
  四、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(1997年《电子报》第15期有专门文章介绍),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。

  五、调试方法
  根据声压级平方反比定律,点声源在自由空间中,距离增加一倍,声压级衰减6dB。利用这一定律,就可以进行下面的实际操作。
  把音箱体和扬声器单元装好,不接分频器,用《雨果金碟》测试信号,按正常的放音方式,用固定音量2~3W,重复播放分频点处频率f,用图4自制的简易声压测试仪,在2m处测试声压,调节话筒音量电位器使数字万用表读数,为一容易记忆的整数,记下备用。然后,接入分频器低通网络,将声压计放在1m处,测试读数与上次应相同,否则,按读数大(小)增大(减小)电容量,直到读数相同(这时分频点频率f衰减6dB)。然后,将信号重新直接输入低音单元,将测试信号调节成高于分频点频率f的倍频程信号,用声压计在4m处测试声压,记下读数备用。最后,接入分频器低通网络,将声压计放在1m处,读数与上次相同,否则,稍加微调(这时倍频程频率f衰减12dB),这样,低音网络就调试完毕。高音网络重复以上操作步骤,调节电感,注意第二步输入低于分频点频率f的倍频程信号。这样,一套高质量的分频器就制作和调试完成。

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0428/article_7834.html
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