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浅谈扬声器系统中分频点的选择
文章来源:永阜康科技 更新时间:2024/5/28 9:54:00
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通常在扬声器系统中所应用的分频器为无源分频器,其主要组成元件为电 感L、电容C 和电阻R,又称为LCR 滤波器。使用分频器的目的是使不同频段的扬声器组合起来,并得到理想的频率响应,以使扬声器系统实现全音域工作的目的。

图:二阶两路分频
分频器的主要功能就是将在不同频域工作的声源重叠结合起来。如图是两路分频器的情况,实际上是有高通网络和低通网络组成,两部份通过适当的相位关系组合起来,并得到平坦的幅频响应,相位关系决定了高、低通网络在结合部的衰减特性,当在结合部相差为90度的奇数倍时(奇数阶的分频网络),各部份声源可以认为完全不相关,此时结合部的衰减值为3dB,也就是通常所说的3dB 交叉; 当在结合部相差为90度的偶数倍时(偶数阶的分频网络),各部份声源可以认为完全相关,此时结合部的衰减值为 6dB,就是通常所说的6dB交叉。结合点对应的频率称为分频点,分频点的选择在扬声器系统中是一个关键的设计决策,它直接影响到音质和听感。

分频点的选择是一个技术性较强的工作涉及到很多方面的知识,比如扬声器单元知识,听觉生理学知识,音乐素养等,比较复杂,也比较难于掌握,这也是扬声器系统个性化的根本所在。体而言,家用扬声器系统通常采用两分频或三分频设计,而这两种设计对单元的要求是不一样的,但有一个基本原则需要把握在人声频带范围内尽量不要分频,因为人耳在3000Hz附近有一个谐振峰,也就是说人耳在对3000Hz左右的声音特别敏感,如果没有十分的把握,在做分频设计时,尽量不要将分频点选择在这里;同时,人讲话的音可到4.5kHz左右,这样一来,在5kHz以后分频对设计师来说也许把握更大;当然熟悉扬声器系统设计的人都知道,电声上很多东西都是矛盾,大部分时间都是在权衡,尽量能找到折中又最让人满意的方案,在这上面分频点的选择上同样也是如此,尤其对两分频的扬声器系统来说,低音单元轴向频响甚至可以做到10kHz以上,但一旦偏离轴向就会发现频幅响应变的很差,这就是通常所说的指向性的问题,因此在做扬声器系统设计时,不考虑到扬声器单元的指向特性,不是一个成熟的设计,比如8吋扬声器单元,如果采用指数形纸盆甚至可以将频带做到8kHz 以上,但如考察它的指向特性,就会发现偏离30度以后,3kHz~4kHz以后频响明显变差,因此用做两分频扬声器系统的低音单元时,最多只能用到3kHz左右,分频点设置也应该在3kHz左右,所以用8吋扬声器单体设计两分频扬声器系统是一个尴尬的选择,成功的案例并不多。因为电声设计本身是一个矛盾的东西,要求这么宽的频带要求必然要牺牲其他的好多性能,如功率,效率,灵敏度等,只能做一个折中的选择。对于三分频扬声器系统的设计毫无疑问要从容很多,在这里同样也希望在人声频带(尤其是中高频部分)尽量不要分频,另外一点中音扬声器工作频带上限和下限至少要高于3个倍频程(FHFL>8)这样才能保证频带内平坦。

音箱的分频点高低对声音的影响是显著的。通常,分频点的选择需要综合考虑以下因素:

1) 分频点应高于扬声器单体谐振频率一个倍频程以上;

2) 有效频率范围及频率响应;

3) 指向特性;

4) 功率承受能力;

5) 乐器频谱;

6) 语声频谱;

7) 听觉的特征;

 
 
 
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