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音箱分频器(滤波器)设计原理简述

鏃ユ湡锛2019-09-08 00:33 鏉ユ簮:未知 浣滆:admin

  音箱分频器(滤波器)设计原理:分频斜率,分频点的选择,分频后喇叭声波的相位,分频器电路计算,分频器材料要求等简述。

  物理学原理告诉我们,电容对高频信号阻抗小,对低频信号阻抗大(电容通高频,阻低频);电感对高频信号阻抗大,对低频信号阻抗小(电感通低频,阻高频)。所以,就用电容阻挡低频信号,就用电感阻挡高频信号,电容和电感就成为滤波器的基本组件,并按基本组件的数量,把滤波器分为一阶,二阶,三阶四阶等.

  分频斜率用来反映分频点处频响曲线的衰减情况,即每上升或下降一个倍频音程衰减或提升多少分贝,可分为:  6dB/Oct,  12dB/Oct, 18dB/Oct, 24 dB /Oct

  在分频点,电感上的感抗与负载阻抗相等,电感和负载消耗的电功率也相等,当频率增大了一倍,电感上的感抗增大了一倍,相应负载上的功率就缩小4倍,反映到声压级图上就成了声压级下降6分贝,即在倍频范围内声压级下降6分贝。

  类似若在电容分频电路上,则一阶分频器每倍频负载功率(声压级)增加(6分贝)二阶分频器每倍频负载功率(声压级)增加(12分贝)

  上述的是一阶(单元型)滤波器,二阶滤波器倍频范围内声压级下降12分贝,三阶滤波器倍频范围内声压级下降18分贝……

  2. 高低频扬声器分频点上的功率相当,各为一半功率,即分频点应在-3dB降落点交叉。

  相位:在分频点上相同频率的两个音波相位是有差异的。音频信号是交流电,通过电容,电感后,电流,电压的相位而改变,对一阶分频器来说,低通滤波器在分频点上负载上的电压比电路上的电压落后45度,高通滤波器在分频点上负载上的电压比电路上的电压超前45度,因此在分频点上同一频率,高音声波信号和低音声波信号相位差π/2;二阶分频器,相位差2*π/2 =π;三阶分频器,相位差3/2*π;四分频器,相位差2π。对π/2相差,可通过调整高低音扬声器辐射面在辐射方向上声程差,使高音扬声器产生π/2延迟以达到高低音同相辐射。对二阶分频器相差π,则用采用高低频扬声器相位反接的方法。相位反接之后,高低音扬声器对分频频率相相位,互相叠之后振辐加大,在分频点频响曲线出现突点,为此,要考虑在-6分贝点处分频。

  设计分频器时,为了输出功率达到最大,其本身阻抗要和负载阻抗相等,一阶分频器只有一个电容和一个电感.

  分频器的阻抗补偿和L,C的选择,扬声器的阻抗随频率变化,最好通过补偿将低频的峰值压下来,将高频的高值也压下来使之成为较平的额定电阻阻抗,才能保证镇分频器的良好特性,其方法叫阻抗补偿。

  喇叭在低音的谐振点阻抗很高,可将喇叭并接一串联的LCR电路,使其的串联共振频率与fo相等,利用串联电路共振时阻抗小的特点,减小分频器的负载。

  4. 电容器误差控制在正负5%之内,损耗要小,应使用无损耗,无极性电容,如金属膜纸介电容或塑料薄膜电容。

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