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    高質量分頻器的業余制作方法
    發布時間 2012-02-22 來源 -

     把音箱體和揚聲器單元裝好,不接分頻器,用《雨果金碟》測試信號,按正常的放音方式,用固定音量2~3W,重復播放分頻點處頻率f,用圖4自制的簡易聲壓測試儀,在2m處測試聲壓,調節話筒音量電位器使數字萬用表讀數,為一容易記憶的整數,記下備用。然后,接入分頻器低通網絡,將聲壓計放在1m處,測試讀數與上次應相同,否則,按讀數大(小)增大(減小)電容量,直到讀數相同(這時分頻點頻率f衰減6dB)。然后,將信號重新直接輸入低音單元,將測試信號調節成高于分頻點頻率f的倍頻程信號,用聲壓計在4m處測試聲壓,記下讀數備用。最后,接入分頻器低通網絡,將聲壓計放在1m處,讀數與上次相同,否則,稍加微調(這時倍頻程頻率f衰減12dB),這樣,低音網絡就調試完畢。高音網絡重復以上操作步驟,調節電感,注意第二步輸入低于分頻點頻率f的倍頻程信號。這樣,一套高質量的分頻器就制作和調試完成。

     業余制作音箱,建議兩分頻的方式。
      一、分頻點頻率f的選擇
      兩分頻音箱的分頻點,可以在2~5kHz之間進行優化選擇。一般把分頻點頻率f選在單元自上限起一個倍頻程以下,高音單元自下限起一個倍頻程以上的范圍內。
      二、分頻器與功率的分配
      構成音箱的高、低音單元,各自的標稱功率是不一樣的,而在實際節目信號的功率譜中,高頻、信號的比例也是不一樣的,因此將各種信號統計平均后,就得到了圖1所示的模擬信號功率譜。將圖1的功率譜進行計算,就得到了圖2所示的功率分配曲線。在選擇分頻點時,一定要考慮功率的分配問題,使高音單元留有一定的余量。圖2表示20Hz~20kHz的總功率規一化為100%,把20Hz至某頻率f所占功率為總功率的百分數,應用舉例如下。
      如分頻點為2?5kHz的二分頻系統,由圖2的橫座標2?5kHz到曲線相交,從縱座標讀出百分數,則20Hz~2.5kHz的功率比例為87%,2?5kHz~20kHz的功率比例為13%。當總功率為100W時,則低音功率W低=100×87%=87W,高音功率W高=100×13%=13W。
      使用上面的功率分配關系時,還請注意揚聲器單元的功率標準。一般產品標注是額定最大正弦功率(RMS),而有的制造廠為了商業目的,標注峰值功率或稱為音樂功率,但數值一般卻是RMS功率的2~4倍。
      三、分頻方式的選擇
      分頻方式雖然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落點交叉型及12dB/oct型、6dB降落點交叉型等數種,但綜合考慮它們的優缺點,建議使用12dB/oct型。
      四、分頻網絡
      設計分頻網絡時,如把負載單元加入RC阻抗補償電路,作為恒阻抗進行設計,這樣當然是最好。但筆者查閱大量書刊資料后,發現RC阻抗補償電路的計算方法有多種,而得出的RC值也不相同,讓人不易選擇,只好按頻點電阻法來進行設計。
      首先,用圖3所示電路連接,測出高、低音單元在分頻點處的阻值(注意不要用單元標稱阻抗代替,否則誤差會很大,然后進行右上表中的計算和按圖將LC元件連接,即告初步制作完成。高、低音單元的靈敏度不平衡,可用電阻衰減調節(1997年《電子報》第15期有專門文章介紹),制作時建議使用優質聚丙烯,優化設計空芯,將元件用熱熔膠固定在印制板上,電感可用棉線或塑料扎扣帶加強固定,用搭棚焊的方法連接,做成高、低音通道各自獨立的分線分音方式。
      五、調試方法
      根據聲壓級平方反比定律,點聲源在自由空間中,距離增加一倍,聲壓級衰減6dB。利用這一定律,就可以進行下面的實際操作。
      

    高保真的多數都是由兩只或兩只以上的單元構成,要高質量的還原20Hz~20kHz全頻段的信號,必須借助優質器的協助。由于各自音箱的揚聲器單元不同,分頻器也就不能簡單的代用,必須按照具體揚聲器單元的特性進行制作。總結出一套較為完善的、制作、方法,只要求制作者備有一張內含20Hz~20kHz純音頻測試信號的《雨果金碟》、一個話筒信號放大電路、一只話筒和一塊數字萬用表,而不需要專門的測試儀器。


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