音箱中電子分頻器的功能及分類-音箱的結(jié)構(gòu)組成詳解

Word音箱中電子分頻器的功能及分類_音箱的結(jié)構(gòu)組成詳解

本文首先介紹了分頻器的原理，其次闡述了音箱中（電子）分頻器的功能及分類，最后介紹了音箱的結(jié)構(gòu)組成，分別從揚(yáng)聲器、箱體及分頻器三個(gè)方面詳細(xì)介紹。

電子分頻器簡(jiǎn)介

在音響系統(tǒng)中，分頻器是使揚(yáng)聲器正常而有效工作的重要部件，因?yàn)殡妱?dòng)式揚(yáng)聲器在提高其放聲功率過程中，由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，導(dǎo)致其頻率覆蓋范圍變窄，為了達(dá)到全頻段大功率放聲，必須分頻段制作揚(yáng)聲器，再組合在一起放聲，分頻就是把信號(hào)分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻段，它能使揚(yáng)聲系統(tǒng)中的各種揚(yáng)聲器都工作于最佳的頻率范圍內(nèi)，從而提高了功放的工作效率，降低了音箱的頻率失真，實(shí)現(xiàn)了高保真重放聲音信號(hào)的目的，按信號(hào)頻段分，根據(jù)輸出信號(hào)頻段可分為二分頻，三分頻和四分頻，用于實(shí)現(xiàn)分頻任務(wù)的（電路）或（音頻）設(shè)備稱為分頻器。

分頻器的原理

根據(jù)分頻器所處的位置不同，可分為功率分頻器和電子分頻器兩種，功率分頻器設(shè)在（功率放大器）和揚(yáng)聲器之間，將功率放大器輸出信號(hào)分為高頻段，中頻段，低頻段等頻段信號(hào)，然后送到相應(yīng)的揚(yáng)聲器中，如圖7-29所示，功率分頻器通常由無源LC網(wǎng)絡(luò)組成，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，接線容易，成本低。缺點(diǎn)是非線性失真較大，頻率特性均勻性差，和揚(yáng)聲器不一匹配，并且分頻器本身會(huì)消耗一部分聲功率，同時(shí)使揚(yáng)聲器的阻尼變差，圖7-30所示為兩種三分頻功率分配器。

用電子線路方式實(shí)現(xiàn)分頻任務(wù)的音頻設(shè)備稱為電子分頻器。

電子分頻器位于功率放大器之前，如圖7-31所示，他將音頻信號(hào)分頻后再分別由各自的功率放大器進(jìn)行放大，推動(dòng)各自的揚(yáng)聲器單元放音，電子分頻器通常由（運(yùn)算放大器）及RC有源網(wǎng)絡(luò)組成，因而調(diào)整方便，能得到較高的電聲指標(biāo)，并且具有可調(diào)的增益，可克服功率分頻器的上述缺點(diǎn)。

音箱中電子分頻器的功能及分類

目前的揚(yáng)聲器還未能做到在整個(gè)音頻范圍（20Hz-20kHz）內(nèi)獲得比較均勻的重放頻響特性，因此，只能用兩只揚(yáng)聲器（一只高音、一只低音）或三只揚(yáng)聲器（高、中、低音）采取類似“接力”的辦法來獲得良好的音響效果。這樣一來就需要設(shè)置一個(gè)專門的電路（稱為分頻器或分音器）以便把音頻全頻帶分成兩個(gè)或多個(gè)頻段，分別送到不同的揚(yáng)聲器去放音。

如前所述，分頻器分為功率分頻（后級(jí)分頻）和電子分頻（前級(jí)分頻）兩大類。功率分頻是在音箱內(nèi)部裝設(shè)由（電感）、（電容）組成的分頻網(wǎng)絡(luò)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接方便，通用性強(qiáng)，在家用音箱和小功率專業(yè)音箱中廣泛采用。但是功率分頻網(wǎng)絡(luò)要用大電流的電感元件，調(diào)整困難，分頻點(diǎn)不易準(zhǔn)確，功耗也較大，各頻段輸出功率大小的比例難以調(diào)整。因此在功率較大、要求較高的專業(yè)音響系統(tǒng)普遍都不用或少用功率分頻而采用電子分頻。近年在家庭影院等一類家用音響中，需要產(chǎn)生超重低音效果時(shí)也都采用電子分頻電路。

電子分頻系統(tǒng)的核心部分是電子分頻器，它的任務(wù)是在功率放大器之前，把音頻信號(hào)按高、低兩個(gè)頻段（稱為2分頻）或高、中、低三個(gè)頻段（稱為3分頻）分別輸出，送至各頻段專用的功率放大器，以驅(qū)動(dòng)各頻段的揚(yáng)聲器。

音箱的結(jié)構(gòu)組成詳解

音箱（揚(yáng)聲器系統(tǒng)）一般主要由揚(yáng)聲器、箱體和分頻器等組成。

1、揚(yáng)聲器

揚(yáng)聲器（俗稱喇叭）的作用是將功率放大器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)再輻射出去。

（1）揚(yáng)聲器的分類

揚(yáng)聲器有多種分類方式：按其換能方式可分為電動(dòng)式、電磁式、壓電式、數(shù)字式等多種；按振膜結(jié)構(gòu)可分為單紙盆、復(fù)合紙盆、復(fù)合號(hào)筒、同軸等多種；按振膜形狀可分為錐盆式、球頂式、平板式、帶式等多種；按重放頻帶可分為高頻、中頻、低頻和全頻帶揚(yáng)聲器；按磁路形式可分為外磁式、內(nèi)磁式、雙磁路式和屏蔽式等多種；按磁路性質(zhì)可分為鐵氧體磁體、釹鐵硼磁體、鋁鎳鈷磁體揚(yáng)聲器；按振膜材料可分為紙質(zhì)和非紙盆揚(yáng)聲器……

（2）電動(dòng)式揚(yáng)聲器

電動(dòng)式揚(yáng)聲器是民用音響系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種，它是利用音圈與恒定磁場(chǎng)之間的相互作用力使振膜（振動(dòng)）而發(fā)聲的。電動(dòng)式的低音揚(yáng)聲器以錐盆式居多，中音揚(yáng)聲器多為錐盆式或球頂式，高音揚(yáng)聲器則以球頂式和帶式、號(hào)筒式為常用。

錐盆式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量轉(zhuǎn)換效率較高。它使用的振膜材料以紙漿材料為主，或摻人羊毛、蠶絲、碳（纖維）等材料（或涂膠），以增加其剛性、內(nèi)阻尼及防水等性能。新一代電動(dòng)式錐盆揚(yáng)聲器使用了非紙質(zhì)振膜材料，如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纖維編織、防彈布、硬質(zhì)鋁箔、CD波紋、玻璃纖維等復(fù)合材料，性能進(jìn)一步提高。

球頂式揚(yáng)聲器有軟球頂和硬球頂之分。軟球頂揚(yáng)聲器的振膜采用蠶絲、絲絹、浸漬酚醛樹脂的棉布、化纖及復(fù)臺(tái)材料，其特點(diǎn)是重放音質(zhì)柔美；硬球頂揚(yáng)聲器的振膜采用鋁合金、鈦合金及鈹合金等材料，其特點(diǎn)是重放音質(zhì)清脆。

號(hào)筒式揚(yáng)聲器的輻射方式與錐盆揚(yáng)聲器不同，它是在振膜振動(dòng)后，聲音經(jīng)過號(hào)筒再擴(kuò)散出去。其特點(diǎn)是電聲轉(zhuǎn)換及輻射效率高、距離遠(yuǎn)、失真小，但重放頻帶及指向性較窄。

帶式揚(yáng)聲器的音圈直接制作在整個(gè)振膜（鋁臺(tái)金或聚酰亞胺薄膜等）上，音圈與振膜間直接（耦合）。音圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)與恒磁場(chǎng)相互作用，使帶式振膜振動(dòng)而輻射出聲波。其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快、失真小，重放音質(zhì)細(xì)膩、層次感好。

2、箱體

箱體用來消除揚(yáng)聲器單元的聲（短路）、抑制其聲共振，拓寬其頻響范圍，減小失真。

音箱的箱體外形結(jié)構(gòu)有書架式和落地式之分，還有立式和臥式之分。箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)又有密閉式、倒相式、帶通式、空紙盆式、迷宮式、雙腔雙開口式、1／4波長(zhǎng)加載式、對(duì)稱驅(qū)動(dòng)式和號(hào)筒式等多種形式，使用最多的是密閉式、倒相式和帶通式，如下圖所示。

3、分頻器

分頻器有功率分頻器和電子分頻器之分，主要作用均是頻帶分割、幅頻特性與相頻特性校正、（阻抗）補(bǔ)償與衰減等作用。

功率分頻器也稱無源式后級(jí)分頻器，是在功率放大器之后進(jìn)行分頻的。它主要由電感（L）、（電阻）（R）、電容（C）等無源元件組成（濾波器）網(wǎng)絡(luò)，把各頻段的音頻信號(hào)分別送到相應(yīng)頻段的揚(yáng)聲器中去重放。其特點(diǎn)是制作成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合業(yè)余制作，但插入損耗大、效率低、瞬態(tài)特性較差。

電子分頻器也稱有源式前級(jí)分頻器，是由各種阻容元件與（晶體管）或（集成電路）等有源器件組成，它是置于前置（放大器）和功率放大器（信號(hào)線）路中的一種模擬電子濾波器，能把前置放大器輸出的音頻信號(hào)分成不同頻段后，再送人功率放大器進(jìn)行放大處理。其特點(diǎn)是各頻段頻譜平衡、相互干擾小、輸出動(dòng)態(tài)范圍大，本身有一定的放大能力，插入損耗較小。但因電路復(fù)雜一些，業(yè)余制作的難度較功率分頻器要大。

分頻器按分頻頻段可分為二分頻、三分頻和四分頻。二分頻是將音頻信號(hào)的整個(gè)頻帶劃分成高頻和低頻兩個(gè)頻段；三分頻是將整個(gè)頻帶劃分成高頻、中頻和低頻三個(gè)頻段；四分頻將三分頻多劃分出一個(gè)超低頻段。業(yè)余條件下制作音箱，以二分頻和三分頻為主。

分頻點(diǎn)與分頻斜率是直接影響分頻器的分頻頻率（交叉頻率）。

分頻點(diǎn)是指兩個(gè)相鄰揚(yáng)聲器（如二分頻中的高音與低音，三分頻中的高音與中音、中音與低音）的頻響曲線在某一頻率上的相交點(diǎn)，通常為兩個(gè)揚(yáng)聲器中功率輸出的一半處（即一3dB點(diǎn)）的頻率，要根據(jù)音箱和每個(gè)揚(yáng)聲器的頻率特性和失真度等參數(shù)決定。通常二分頻分頻器的分頻點(diǎn)取lkHz～3k之間，三分頻取250Hz～1kHz和5kHz兩個(gè)分頻點(diǎn)。

分頻斜率（也稱濾波器的衰減斜率）用來反映分頻點(diǎn)以下頻響曲線的下降斜率，用分貝／倍頻程（dB／oct））來表示。它有一階（6dB／oct）、二階（12dB／oct）、三階（18dB／oct））和四階（24dB／oct