家用音響中二階三分頻功率分頻器的設計與制作

楊世明 肖韓鳳 重慶水利電力職業技術學院

家用音響中二階三分頻功率分頻器的設計與制作

楊世明 肖韓鳳 重慶水利電力職業技術學院

音箱分頻器在音響系統中有著重要的作用，由于分頻器放置于音箱的箱體中，很多生產廠家為了節約成本，往往不注重分頻器的品質，由此形成制約音響系統的瓶頸，針對這種情況，本文探討了如何自制分頻器來替換原本不是很滿意的產品。

分頻器 參數 確定 制作

在家用音響系統中，要想還原出清晰、逼真、令人陶醉的聲音，在選擇音響器材時，從音源，連線、功放一直到音箱都要精挑細選，合理搭配，即使這樣，有時買回的音響還是不能達到滿意的效果，原因是什么呢？原來一個重要原因在分頻器上。因為分頻器藏于音箱的箱體中，人們在挑選音箱時，注意力放在了音箱的外觀、箱體的材質以及揚聲器的品牌上，而忽略了箱體中的分頻器。很多廠家為了節約成本，一般都不會著力打造藏在暗處的分頻器，以至于很多音箱中的分頻器簡單粗糙。分頻器是串于功放與音箱之間的器件，它的好壞直接影響音響的頻響，聲像的相位以及功放的阻尼系數，所以很多人將其稱為音箱的大腦，可見其在音響系統中的作用。為此，我們完全可以自己設計制作一款適合自己的分頻器。下面以二階三分頻功率分頻器的設計及制作為例，談談自己的制作體會，以期與同行們分享制作過程的樂趣。

1 根據高，中、低音揚聲器的頻率特性曲線確定分頻點

確定分頻點的原則是：低頻信號的分頻頻率應低于低頻揚聲器上限截止頻率的一個倍頻程；高于中頻揚聲器下限頻率的一個倍頻程。高頻信號的分頻頻率應低于中頻揚聲器的上限截止頻率一個倍頻程，而高于高頻揚聲器下限截止頻率一個倍頻程。按照這個條件，根據使用經驗，三分頻器的低頻分頻點選在人聲及樂聲頻率范圍500—5KHz之外的400Hz左右，而高頻分頻點則應選在2KHz左右比較恰當。當然這個值也不是固定不變的，在實際使用中可以根據使用的揚聲器不同，以及個人的偏好做適當的調整，但總的要求是：輸出的聲壓在整個頻段內（20Hz—20KHz）幾乎是平坦的。

2 根據電路確定元件數值

常用的二階三分頻經典電路如圖所示

在該電路中需滿足：C1=C4、C3=C2、L1=L3、L4=L2由于該電路為二階三分頻，所以在分頻點附近的衰減為12dB/倍頻程，如果低端分頻點取f1=400Hz，高頻分頻點f2=2KHz，揚聲器的阻抗取Rl=8Ω，則：

以上數值只是理論數據，在實際制作過程中由于元件存在誤差，為了滿足輸出特性曲線平坦的幅頻特性曲線，需要通過實測進行修正。有了正確的理論計算就該說說電容的選擇，電感的制作。

3 電容的選擇

電容在分頻器中起著信號的耦合或者衰減的作用，為了讓信號耦合、衰減點準確，要求電容的容量必須準確，且需經過嚴格的測試，在使用過程中其參數應基本保持不變，要達到這一要求，選擇電容一定要慎重，其選擇原則是：

從使用經驗看，應選擇信譽良好的品牌電容；

從使用過程看，盡量選擇聚丙烯、聚苯乙烯等無感薄膜電容，盡量不選參數變化大的電解電容。

使用前需經過元件的老化處理，且老化處理的時間必須足夠。處理后的電容應該進行漏電測試與容量測試，在確保無漏電和容量不變的情況下才能使用。

4 電感的選擇與制作

在功率分頻器中，一般不使用鐵芯電感與磁芯電感，因為鐵芯，磁芯的導磁率比較高，功放在工作中輸出峰值電壓高、峰值電流大。大的電流容易產生磁飽和而造成音頻信號的失真，所以分頻器的電感一般采用空心電感。制作電感的銅線應該選用純度高、斷面反光好的無氧銅作為制作的材料。在制作過程中，為了使分頻點與設計分頻點吻合，需要電感線圈的電感量必須準確，制作的過程中需要測試，測試好了之后才剪斷漆包線。在分頻網絡中與揚聲器串聯的電感如果直流電阻大，一方面會消耗功放的輸出功率而影響音響的響度，同時功放內阻對低音單元的阻尼作用也將減弱。況且與中音單元并聯的電感線圈如果直流電阻大，則會影響對低頻信號的衰減而導致信號分離不徹底，從以上兩個方面看：線圈的直流電阻越小越好，理論分析應使與揚聲器串聯線圈的直流電阻小于揚聲器阻抗的十分之一，與揚聲器并聯的線圈直流電阻應小于揚聲器阻抗的十分之一，為了達到要求，在不出現制作困難的情況下，導線盡量選擇粗一點的，根據經驗一般選擇直徑為0．8----1．5mm的銅線。最后還要說明一點，在制作的過程中不能劃傷漆包線，如有劃傷應在制作完成后，澆注兩次絕緣漆，待干后再使用。

電感參數的確是可以按如下的經驗公式進行計算：

式中b為繞組線圈的長度（高度），L為設計電感量，R為希望電阻值，

確定了以上參數后就可以按如圖所示的形狀繞制。

[1]唐道濟. 音響發燒友進階第1版 . 北京：中國電力出版社，2016.