分频设计详述

2011-04-28 14:00:11来源: 互联网
前言

很多人都认为DIY喇叭比起前级,后级及DAC简单,因为它只是一个木箱加上分音及单元便可以了,真是没有技术可言。当然啦,做出来有声出的确很简单.但做出好声音就有点难度了。

一向以来,分音器、音箱的设计都是厂商视为秘密般的收藏.这样使得仅有很少数的DIYer可以进行喇叭的实作,实在有点可惜。我尝试在这里为大家解开这个秘密,希望大家看完这篇文章可以对设计有了初步的了解,然后可以做出自己的第一对喇叭。

还要多谢立民兄给我写这篇文章的机会。

本篇会有三个单元:

分音器篇 音箱篇 实作篇

简介

首先想给大家一个说明,对喇叭各部份有个初步了解:

超高音:负责22kHz以上的频率

高音:负责5000Hz~22kHz频率.

中音:负责1500~5000Hz频率

低音:负责1500Hz以下频率

超低音(增加)负责200Hz以下频率

分音器:指定的频率分配给各个单元工作。

音箱:分为密封式,倒相式及迷宫式

喇叭单元的结构在此不作说明了,因为太过复杂很难解释清楚,以后再利用篇幅讲解。

分音器篇

表面上分音器只是一个十分简单的电路,应该不会太难设计.可是在现实却是完全两会事了.其中所包含的测量,分析及所要的仪器的确是相当的复杂.

不过今次要讲的不是那么高深难明的测量…………….而是要从最基本开始,好有个完整概念.分音器可分为以下两大类:

主动分音及被动分音:两者的分别很大,主动分音使用在前级及后级之间,用OPA来达成分音的目的,须要多部后级才能使用。而被动分音(以下称之分音器)就是放在音箱内的分音器,要用电感零件来达成分音的目的。但只须一部后级便可以使用.也今次所要介绍的。

编注:主动分音,又称有源分音(香港方面的说法),Active Cross Over;被动分音,又称无源分音(香港方面说法),Passive Cross Over。其中又可以把分音器再分为:

二路设计有:

 

First - Order线路图

C1=0.159 / RH F L1=RL / 6.28 F

式中的:

RH = 高音阻抗值

RL = 低音阻抗值

F = 分频点

 

Second - Order线路图

Second - Order Linkwitz - Riley

C1 = 0.0796 / RH F L1 = 0.3183 RL / F

C2 = 0.0796 / RF F L2 = 0.3183 RH / F

Second - Order Bessel,

C1 = 0.912 / RH F L1 = 0.2756 RL / F

C2 = 0.0912 / RL F L2 = 0.2856 RH / F

Second - Order Butterworth

C1 = 0.1125 / RH F L1 = 0.2251 RL / F

C2 = 0.1125 / RL F L2 = 0.2251 RH / F

Second - Order Chebychev

C1 = 0.1592 / RH F L1 = 0.1592 RL / F

C2 = 0.1592 / RL F L2 = 0.1592 RH / F

式中的:

RH = 高音阻抗值

RL = 低音阻抗值

F = 分频点

Third - Order线路图

Third - Order Butterworth

C1 = 0.1061 / RH F L1 = 0.1194 RH / F

C2 = 0.3183 / RH F L2 = 0.2387 RL / F

C3 = 0.212 / RL F L3 = 0.796 RL / F

式中的:

RH = 高音阻抗值

RL = 低音阻抗值

F = 分频点

 

Fourth - Order线路图

Fourth - Order Linkwitz - Riley

C1 = 0.0844 / RH F L1 = 0.1000 RH / F

C2 = 0.1688 / RH F L2 = 0.4501 RH / F

C3 = 0.2533 / RL F L3 = 0.3000 RL / F

C4 = 0.0563 / RL F L4 = 0.1500 RL / F

Fourth - Order Bessel

C1 = 0.070 / RH F L1 = 0.0862 RH / F

C2 = 0.0719 / RH F L2 = 0.4983 RH / F

C3 = 0.2336 / RL F L3 = 0.3583RL / F

C4 = 0.0504 / RL F L4 = 0.1463 RL / F

Fourth - Order Butterworth

C1 = 0.1040 / RH F L1 = 0.1009 RH / F

C2 = 0.1470 / RH F L2 = 0.4159 RH / F

C3 = 0.2509 / RL F L3 = 0.2437 RL / F

C4 = 0.0609 / RL F L4 = 0.1723 RL / F

Fourth - Order Legendre

C1 = 0.1104 / RH F L1 = 0.1073 RH / F

C2 = 0.1246 / RH F L2 = 0.2783 RH / F

C3 = 0.2365 / RL F L3 = 0.2294 RL / F

C4 = 0.091 / RL F L4 = 0.2034 RL / F

Fourth - Order Gaussian

C1 = 0.0767 / RH F L1 = 0.1116 RH / F

C2 = 0.1491 / RH F L2 = 0.3251 RH / F

C3 = .2235 / RH F L3 = 0.3253 RL / F

C4 = 0.0768 / RL F L4 = 0.1674 RL / F

Fourth - Order Linear - Phase

C1 = 0.0741 / RH F L1 = 0.1079 RH / F

C2 = 0.1524 / RH F L2 = 0.3853 RH / F

C3 = 0.2255 / RL F L3 = 0.3285 RL / F

C4 = 0.0632 / RL F L4 = 0.1578 RL / F

三路设计有:

First - Order线路图

 

First - Order ( I ) 中音正相接

[page_break]

C1 = 0.1590 / RH FH L1 = 0.0458 RM / FM

C2 = 0.5540 / RM FM L2 = 0.1592 RL / FL

First - Order ( II ) 中音正相接

C1 = 0.1590 / RH FH L1 = 0.0500 RM / FM

C2 = 0.5070 / RM FM L2 = 0.1592 RL / FL

Second -Order线路图

 

Second -Order ( I ) 中音增益2.08dB中音反相接

C1 = 0.0791 / RH FH L1 = 0.3202 RH / FH

C2 = 0.3236 / RM FM L2 = 1.0291 RM / FM

C3 = 0.0227 / RM FM L3 = 0.0837 RM / FM

C4 = 0.0791 / RL FL L4 = 0.3202 RL / FL

Second -Order ( II ) 中音增益2.45dB中音反相接

C1 = 0.78 / RH FH L1 = 0.3217 RH / FH

C2 = 0.3046 / RM FM L2 = 0.9320 RM / FM

C3 = 0.0248 / RM FM L3 = 0.0913 RM / FM

C4 = 0.0788 / RL FL L4 = 0.3217 RL / FL

 

Third -Order ( I ) 中音增益1.6dB 中音正相接

C1 = 0.0995 / RH FH L1 = 0.1191 RH / FH

C2 = 0.3402 / RH FH L2 = 0.0665 RM / FH

C3 = 0.0683 / RM FM L3 = 0.0233 RM /FM

C4 = 0.3125 / RM FM L4 = 0.4285 RM / FM

C5 = 148 / RM FM L5 = 0.2546 RL / FM

C6 = 0.2126 / RL FL L6 = 0.0745 RL / FL

Third -Order ( II ) 中音增益2.1dB中音正相接

C1 = 0.0980 / RH FH L1 = 0.1190 RH / FH

C2 = 0.3459 / RH FH L2 = 0.0711 RM / FM

C3 = 0.0768 / RM FH L3 = 0.1254 RM / FM

C4 = 0.2793 / RM FM L4 = 0.3951 RM / FM

C5 = 1.061 / RM FM L5 = 0.2586 RL / FL

C6 = 0.2129 / RL FL L6 = 0.0732 RL / FL

Third -Order ( III ) 中音增益0.85dB中音反相接

C1 = 0.1138 / RH FH L1 = 0.1191 RH / FH

C2 = 0.2976 / RH FH L2 = 0.0598 RM / FM

C3 = 0.0765 / RM FM L3 = 0.0253 RM / FM

C4 = 0.3475 / RM / FM L4 = 0.3789 RM / FM

C5 = 1.068 / RM FM L5 = 0.2227 RL / FL

C6 = 0.2127 / RL FL L6 = 0.0852 RL / FL

Third -Order ( IV ) 中音增益0.99dB中音反相接

C1 = 0.1158 / RH FH L1 = 0.1189 RH / FH

C2 = 0.2927 / RH FH L2 = 0.0634 RM / FM

C3 = 0.0844 / RM FM L3 = 0.0284 RM / FM

C4 = 0.3112 / RM FM L4 = 0.3395 RM / FM

C5 = 0.9667 / RM FM L5 = 0.2187 RL / FL

C6 = 0.2130 / RL FL L6 = 0.0866 RL / FL

 

Fourth - Order线路图

Fourth - Order ( I ) 中音增益2.28dB中音正相接

C1 = 0.0848 / RH FH L1 = 0.1004 RH / FH

C2 = 0.1686 / RH FH L2 = 0.4469 RM / FH

C3 = 0.3843 / RM FM L3 = 0.2617 RM / FM

C4 = 0.5834 / RM FM L4 = 1.423 RM / FM

C5 = 0.0728 / RM FM L5 = 0.0939 RM / FM

C6 = 0.0162 / RM FM L6 = 0.0445 RM / FM

C7 = 0.2523 / RL FL L7 = 0.2987 RL / FL

C8 = 0.0567 / RL FL L8 = 0.1502 RL / FL

Fourth - Order ( II ) 中音增益2.84dB中音正相接

C1 = 0.0849 / RH FH L1 = 0.1007 RH / FH

C2 = 0.1685 / RH FH L2 = 0.4450 RH / FH

C3 = 0.3774 / RM FM L3 = 0.2224 RM / FM

C4 = 0.5332 / RM FM L4 = 1.273 RM / FM

C5 = 0.0799 / RM FM L5 = 0.1040 RM / FM

C6 = 0.0178 / RM FM L6 = 0.0490 RM / FM

C7 = 0.2515 / RL FL L7 = 0.2983 RL / FL

C8 = 0.0569 / RL FL L8 = 0.1503 RL / FL

很复杂吗?不用怕只是举一点例子,实际使用时不是全部使用的。何况现在已经可以用计算机程序计算.所以大家不用担心。除了分频电路外还需加上以下电路使做出来分音器的效果更加完美:

降低高音灵敏度电路图

 

一般高音的灵感度都会比低音高出几dB,所以要用这个电路来使高,低音的灵敏度平衡.

编注:使用这个衰减网络时,要记得以下几点

打算衰减多少dB来配合?注意,就电压增益N倍来说来说,以dB表示的算式为

20LOG N。假设衰减十倍,则为衰减 20LOG10=20dB。反过来看,如果打算衰减6dB,则为衰减二分之一(20LOG0.5=-6dB)

衰减网络加入前后的总阻抗不变:假设我们原先设计分音网络时以

阻抗RL为假设,则加入两个电阻后的阻抗:

R1+(R2//RL)=RL,其中R2//RL表示为两电阻并联,其合成阻抗为1/(1/R2+1/RL)

高音阻抗补偿电路图

 

高音阻抗补偿电路 :

我们知道单元的阻抗不是直线而是曲线,所以我们要设法把这条曲线拉得比较平直点.

C = 0.1592 / (RE Qes fs )

L = 0.1592 (Qes RE ) / fs

R = RE + ( Qes RE )/Qms

式中的:RE, Qes, Qms, fs可以在单元的数据中找到。

只要代入式中便可以找到答案。

现在很多高音的阻抗都已经很平直了,所以也可以不用这个电路。

低音阻抗补偿电路 : 低音阻抗补偿电路图

 

[1] [2]

关键字:设计

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0428/article_7841.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
设计

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved