什么是分频器
分频器是指将不同频段的声音信号区分开来,分别给于放大,然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。在高质量声音重放时,需要进行电子分频处理。
 
分频器是音箱内的一种电路装置,用以将输入的模拟音频信号分离成高音、中音、低音等不同部分,然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。之所以这样做,是因为任何单一的喇叭都不可能完美的将声音的各个频段完整的重放出来。
 
分频器是音箱中的“大脑”,对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的过滤波元件处理,让各单元特定频率的讯号通过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器,才能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、声像相位准确,才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍、明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。
 
在一个扬声器系统里,人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件,而分频器是音箱中的“大脑”,分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。尤其在中、高频部分,分频电路所起到的作用就更为明显。
 
 
总的来说可将分频器可定义为:将输入的电信号分离成两路单独的信号,且使每一路信号的带宽均小于原始信号的带宽,这种由一对或多对滤波器构成的装置就称为分频器。也可称为“频率分配网络”。
 
分频器通常由高通(低切)滤波器(简称为 HPF)和低通(高切)滤波器(简称为 LPF)组成。滤波器是一种频率选择器件,可以通过被选择的频率而阻碍其他的频率通过。滤波器通常有以下三个参数:截止频率,网络类型,斜率。截止频率是指滤波器的响应在低于它的最大电平时跌落到某点的频率,通常为最大电平的 0.707 倍或 0.5 倍,或下降 3dB 或 6dB 时的频率。
 
一般来说,分频器包括三个基本参数:分频点、路和阶。下面详细介绍一下各参数的意义。
 
分频点
 
 
分频点指分频器高通、带通和低通滤波器之间的分界点,常用频率来表示,单位为赫兹。高低音两分频音箱只有一个分频点,高、中、低三分频音箱有两个分频点,分频点应根据各频段扬声器单元或音箱的频率特性和功率分配来具体确定。
 
分频点通常定义为两个分频器的响应(一般由一个 LPF 和一个 HPF 组成)互相交叉处的频率,可能是两个电子分频器(从动或主动式)电学特性上的分频点,或者是两个声学滤波器上的分频点。任何喇叭单元实质上都是一个滤波器,每一个都有他们内部所固有的高通和低通滤波器,以及固有的截止频率,斜率,网络类型。
 
一个系统的总体声学分频点取决于这个系统中电子滤波器与喇叭单元频率响应的数学组合,当一个电子滤波器添加到一个声学滤波器系统时,他们的频率响应将叠加,形成一个全新的响应曲线。
 
两个不同单元之间的声级 / 灵敏度差异,及高频器件的相位滞后都是显而易见的。高频部分很可能被固定在一个长喉管的号筒上,因此产生相对于低频扬声器的延迟,为了更好地使系统重现信号,最新发展的分频器要求能够平滑频率响应曲线。
 
选择原则
分频点的选择是较为灵活的,但是总体要有几个主导理论。
 
1、高低音扬声器的频率特性,分频点要选择在两者之间较为恰当的地方,让全频带平滑。
2、高低音扬声器对于不同频率的音色表现,有的单元适合,有的不适合。
3、高音扬声器的素质,特别是在分频点较低的时候,对高音扬声器的音色和功率承载能力要求很高。
 
选择方法
1、考虑中低单元指向性实用边界频率 f=345/d(d=单元振膜有效直径)。通常 8”单元的边界频率为 2k,6.5”单元的边界频率为 2.7k,5”单元为 3.4k,4”单元为 4.3k。也就是说使用上述单元,其分频点不能大于各单元所对应的实用边界频率。
2、从高音单元谐振频率考虑,分频点应大于三倍的谐振频率。也就是说从高音单元的角度出发,通常分频点应大于 2.5k。
3、考虑中低音单元高端响应 Fh,通常分频点不应大于 1/2Fh。实际上,二分频音箱上述条件很难得到同时满足。这时设计者应在这三者中有一个比较好的折中选择。但必须强调的是,第一个条件即实用边界频率应该优先满足。
4、三分频的情况下,通常应将两个分频点隔得愈远(应在三个倍频程以上),组合后的系统响应会变得愈好。否则,将会出现复杂的干扰辐射现象。
5、低音与中音的分频点应考虑人声声像定位的问题。应使人声的重放尽可能由中音单元来承担,以避免人声的声像定位音色发生过大的变化。这一点往往容易被设计者所忽视。通常这一分频点应为 200-300HZ。
分频器的“路”
 
三分频电路图
 
分频器的“路”,也就是分频器可以将输入的原始信号分成几个不同频段的信号,通常只有一阶、两阶、三阶、四阶。我们通常说的二分频、三分频,就是分频器的“路”。
 
一般情况下,我们对单元按频率会划分为超高音,高音,中高音,中音,重低音,低音,超低音。
 
超高音:负责 22kHz 以上的頻率
 
高音:负责 5000Hz~22kHz 頻率
 
中音:负责 1500~5000Hz 頻率
 
低音:负责 1500Hz 以下頻率
 
超低音(增加)负责 200Hz 以下頻率
 
分频器阶数越高,所用元件越多,分频点外衰减越利害(低音喇叭串入的中高音越少,高音喇叭串入的中低音越少),也就是“分”得越彻底,当然调试也越困难,失真的可能性将会增大。
 
分频器的“阶”
 
 
三阶分频器
分频器的“阶”,也称“类”,是电信号在滤波电路中经过滤波的次数。
 
一个无源分频器,本质上就是几个高通(电容)和低通(电感)滤波电路的复合体,而这些滤波电路的数量,就是上面所说的“路”。但是在每一个滤波电路中,还有更精细的设计,换句话说,在每一个滤波电路中,都可以分别经过多次滤波,这个滤波的次数,就是分频器的“阶”。
 
因此有“双路一阶分频器”,“双路二阶分频器”等说法。
 
一阶分频器也是感容分频的结构,而二阶分频器中的每一路都经过了两次滤波,这个“两次滤波”才是“二阶”的真正含义!
 
但实际上,“二阶分频器”这样的说法也并不规范,因为“阶”并非是针对整个分频器的,而是针对其中的某一“路”的,所以严格的说法应该是“双路分频器,高低频皆采用二阶滤波”,因为虽然并不多见,但高频采用二阶滤波而低频采用一阶滤波这样的设计也是有的。
 
采用高阶分频的好处在于其滤波衰减斜率更大,分频效果更好,而且也有利于设计分频补偿电路(因为并不是“分”得越彻底越干净的分频器就是好分频器,理论上说,分频后的两个信号曲线在叠加之后,与原曲线完全一致,这才是真正的好分频器),但高阶分频的功率损失大,特别是相位影响大,设计不好声音就会乱了套。所以不是越高阶的分频就越好。
 
 
以上就是分频器的定义及主要参数的相关介绍,希望网友们能在选购音响时能对其有个充分的认识,挑选更加适合自己的音响。