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[影音] 分频器的原理原来这么简单

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发表于 2019-3-15 11:26:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
分频器的原理原来这么简单7 _7 M  k3 v% c/ b! j& ?# k' B
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分频器一般常用于拥有高音和低音的单元,或者带有中音单元的音箱中,若缺少分频器这种拥有多单元的音箱就不能将不同频段的声音进行回放。而且分频器的种类以及质量的差异,也同时影响到音箱能否回放出更好的声音表现。本文首先介绍了音箱分频器电路及作用,其次介绍了音箱分频器工作原理,最后阐述了音箱是如何呈现出高低音及音箱内的分频器详解。4 z5 _$ N. {6 }* Y6 m

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音箱分频器电路
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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。1 e) S( u9 M# s& o. Y) c! }" w6 V
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音箱分频器电路的作用* t5 q) b# ~: G- T1 R
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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。+ M, h( W- V3 w/ d0 W' m1 P  Y" u

6 O; t7 h: A2 Z+ Q/ b1 E2、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、声像相位精细,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。
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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。
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音箱分频器工作原理
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! s! h8 @" q- c# }( Z5 l从工作原理看,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。
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7 d+ A& r4 a" j6 Z3 W' h  L$ \- R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。5 \; X* y* u1 ]% r/ p
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6 b* H! ?* R7 _4 b" A5 J- `音箱是如何呈现出高低音_音箱内的分频器, W6 U! H- p* A
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分频器有什么用
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5 O. ^6 f9 d! n无论是高音单元还是低音单元,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。
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* R2 l. A4 t9 o$ f5 J' q5 o如果想要让它们在一起协调地工作并不是说简单对接就可以了,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。
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- r8 [. k4 V; R# z3 a: s  h8 R) w分频器的需要由音箱本身的设计决定的,双分频就是分割为两段,而三分频则分割为三段,这就是大家经常所说的“两路”和“三路”。按照分频器的工作原理来划分,它拥有多种实现方式,也就分成了不同类型的设计,但我们经常见到的还是功率分频器和电子分频器两大类,这也是大家经常能够听到的概念。
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, v8 M9 h  T, A3 o4 @电子零件为核心的功率分频器
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* ?% p. d% |% c% a8 }2 }功率分频器设计在功率放大器之后,主要采用电容和电感元件组成,所以也被称作是感容分频器。因为电感和电容有滤波作用,通过电感和电容能够实现低通和高通,最后达到分割频率的目的。这类分频器设置在音箱内部,通过LC滤波网络,将功放输出的音频信号分成高、中、低之后分别送至每一个发声单元。
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0 {, c/ K, [6 f" `& c0 p1 u最简单的功率分频为电容分频,就是在高音单元的后面串联一个电容来实现分频的方法。稍微复杂一些的可以在每一路中都使用电容和电感来达到更加精细的频率分割效果。但无论如何,功率分频器安装还是很简单的,有源和无源的音箱均能够适用。功率分频在频率分割后的频段也是存在衰减现象的,衰减曲线的斜率一般会与滤波的次数有关。
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但功率分频器的缺点也比较明显,它本身就消耗功率,会出现音频谷点并产生交叉失真。另外功率分频器的参数与扬声器单元本身的阻抗拥有直接的关系,因为单元的阻抗是频率的函数,与标称值偏离很大,因此误差很大,不利于调音,可能需要足够的经验和技术才能够让功率分频实现好的效果。
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利用音频信号工作的电子分频器
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与功率分频器不同,电子分频器位于功率放大器之前。电子分频器将音频弱信号进行分频后,再用各自独立的功放把每个频段的信号放大然后分别输送至音箱的单元来实现分频效果。比如两分频(两路)的音箱使用电子分频的话,双声道的信号就会被分成四路,所以后端的功放需要四声道才能完整输出。
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电子分频在技术上存在明显的优势,首先它并不像功率分频器那样本身会拥有功率的损耗,其电流较小可以用较小功率的电子有源滤波器实现,它的功率损耗并不明显甚至可以忽略不计。电子分频器的扬声器单元之间的干扰会小一些,信号损失小,音质也会略好一些,当然,它调音也更加直观和便利。
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当然电子分频器亦存在短板,由于运行原理的原因,电子分频每路都需要使用独立的功放,成本很高,电路结构的设计也会更加复杂,但相对于功率分频采用目前比较高价的黄铜看来,它还是具有成本优势的。而且因为电子分频器一般与功放系统集成在一起,所以对于DIY音箱玩家来说,电子分频器的可玩性也就不那么高了。7 \" v& d: h2 A8 ~; ?9 K% \

1 c( }8 B" }  L结语
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4 i! S" R, `0 O) I% s! q5 G5 U有了分频器,多单元的音箱才能将高、中、低音清晰、准确地进行声音回放。而且分频器的好坏,正好代表了厂商自身的技术实力,只有经验丰富、技术雄厚的厂商才能制作出出色的分频器。毫无疑问音箱的幕后功臣,非分频器莫属。1 b' d7 q- Y: ]1 a; j% h7 D3 P
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