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转个老文:浅论电子分频

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发表于 2015-9-11 00:58:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

一般人常说的电子分频,实际是指在功放电路之前的分频,分有源、无源两种,实际这种电子分频也可以叫前级分频、主动分频,数字类(软件、DSP等)分频这里不做讨论,这里只讨论模拟分频器(滤波器);为方便描述,以下将传统接喇叭的分频器称为功率分频器。

电子分频的优点:
1 电子分频一般是在前级进行的,因功放部分直驱扬声器单元,其阻尼特性(控制能力)、频响范围、功率需求都优于传统的功率分频方式,特别是控制力方面改善非常明显,音箱的弹性、力度、冲击力和透明程度可以明显提高。
2 因为需求功率变小,功放级的失真可以明显降低---反过来说,原功率分频方式改为电子分频后,可以采用一些较小功率的机器(功放)来分别推动高、低音单元,这一点很重要!首先来说同样的机型或者IC在中小音量下表现也往往优于大功率状态;其次在一些大型场馆用的扩声音箱上,如果采用功率分频方式,带来的插入损耗及对功放的功率需求增加往往是灾难性的,这个不多说了;而在一些特殊应用场合更显其必要,如使用电池供电的便携式设备电量有限、供电电压较低无法获得更大功率输出等。
3 分频精度高,幅频特性好。很多人为电子分频的元件精度更容易控制,因此电子分频方式精度更高。实际功率分频方式的阻、容、感元件离散性完全可以通过筛选来控制,电子分频方式下一样要有阻容元件,无非是以有源器件做模拟电感而已。电子分频方式精度高的真正原因是扬声器阻抗特性非线性(非恒阻),采用功率分频方式容易出现频率漂移,无论扬声器负载特性或阻抗曲线如何变化,对分频点都不会造成变化;功率分频方式的分频点很容易受负载阻抗影响(扬声器阻抗)。

电子分频的常见误区
1 电子分频没有相位偏移:电子分频和功率分频,基本框架的电路结构或者说交流等效电路是一样的,无论是电子分频还是功率分频,相位偏转都是必然存在的,相位不偏转如何实现分频?这是分频的基础,区别仅仅是在功放之前还是之后罢了。
2 电子分频档次高:功率分频和电子分频只是形式不同、调整手法不同,各有千秋,没什么高下之分,市场价几百元的有源音箱采用电子分频方式的也很多。在很多场合采用电子分频方式,反而能够明显降低成本。
3 电子分频对扬声器性能要求高。对扬声器性能要求高的理由是功放直通扬声器,音色依赖扬声器自身特性。其实设计电子分频方式,所谓的幅频特性、相频特性和阻抗补偿与常规功率分频方式无异,做的好效果是一样的,只是很多人仅仅使用巴特沃兹或林奎兹滤波器简单的构成基础高、低通滤波器,完全不考虑扬声器特性,因不能达到预期效果而苛责于扬声器,实际上这是对电路了解不够深入造成的。

设计电子分频的几点注意事项
1 音箱分频不仅仅是简单确定分频这么简单,需要根据扬声器灵敏度来调整高低音通道增益、需要根据扬声器实际特性来确定分频点等,但是业余条件下往往缺乏测试手段,人耳受环境、节目源等因素影响较大,无法得到精准的测试结果,很难得到正确或预期的设计效果。
2  分频器除起到分频、平衡高低音的作用外,还要调整音箱的幅频特性、相频特性、阻抗校正、抑制峰谷等等,优秀的设计师还可以通过调整功率分频器分频电感的线径、阻容值等离散参数来影响扬声器T/S小信号参数、以获得期望的音色,这也是同样采用KEF的B110单元,但Rogers、雨后初晴、KEF、思奔达几家的LS 3/5A味道相差很大的原因所在。网上经典名箱分频器图纸很多,但是仔细看就能发现,基本上没有一款其分频网络高低音通道的阻容值取值一致。
改造电子分频如果想要保持原有音色、并在此基础上增加透明度、解析力和控制力,必须详尽分析扬声器单元和原有功率分频器参数与特性,采用现有成品或通用型电子分音器取代原有功率分频器,是无法有针对性的做出相应的幅频与相频特性补偿的,也很难取得原有音色,这一点需要慎重考虑。
做电子分频很成功的一个例子是Altec lansing----号角箱的鼻祖之一,它的有源音箱全部是电子分频方式的,无论是选用什么口径、什么振膜材料的扬声器,最终出来的都是其特有的味道,让人一听就知道是“Altec lansing”的声音!

几句题外话
1 无论是电子分频还是传统的功率分频,分频器都是非常考验设计者功底,优秀的设计师可以使不同扬声器发出自己期望的声音,也可以用同一只扬声器获得截然不同的音色。
2 电子分频设计和功率分频一样,必须对扬声器特性有深入了解,做最合适的修正与补偿,否则都无法达到满意的效果。常见论坛有人随意找不同品牌的高、低音扬声器,然后随意找个功率分频器装上去一样,很多玩电子分频的爱好者或自搭线路,或找现成的电子分频器成品(仅仅能调整分频点和各通道灵敏度)使用,这样做的最终结果与期望值相去甚远。
这也是电子分频方式的功放不流行的主要原因,无论设计多精密、补偿多复杂的电子分频式功放,在不确认所使用的扬声器的情况下,是完全不能达到预期效果的,而反过来说,针对某款特定扬声器做了完美补偿的电子分频功放,市场面就太窄了,这样的产品在商业上来说是失败的。



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精灵王

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发表于 2015-9-11 07:20:36 来自手机 | 显示全部楼层
专业!还是车用主机可以任意调节分频各项参数的能灵活运用容易出效果了。

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 楼主| 发表于 2015-9-11 11:53:58 | 显示全部楼层
70后老法 发表于 2015-9-11 07:20
专业!还是车用主机可以任意调节分频各项参数的能灵活运用容易出效果了。 ...

是的,实际电子分频的分频点相对容易确定,但是相应的带外衰减斜率、补偿、Q值对音质音色影响很大,需要多试多听

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新手上路

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发表于 2017-11-4 09:36:14 来自手机 | 显示全部楼层
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