我們在處理和調試一些較復雜的揚聲器系統時,常會把目光聚集在處理器上。而里邊的分頻器部分,便是我們最開始需要關注的板塊,它起到了將多個揚聲器整合成一個完整擴聲系統的作用。
今天,我們一起認識分頻器。
重點:濾波類型
分頻器的定義:將輸入的電信號分離成多路單獨的信號,且使每一路信號的帶寬均小于原始信號的帶寬,這種由一對或多對濾波器構成的裝置就稱為分頻器。也稱為頻率分配網絡(Frequency distribution network)。
分頻器通常由三大部分組成
高通(低切)濾波器(簡稱為HPF或Low Cut)
帶通濾波器(簡稱 BPF)
低通(高切)濾波器(簡稱為 LPF或High Cut)
濾波器是一種頻率選擇器件,可以通過被選擇的頻率而阻礙其他的頻率通過。濾波器通常有以下三個參數:截止頻率,網絡類型,斜率。
截止頻率是指濾波器的響應在低于它的最大電平時跌落到某點的頻率,通常為最大電平的 0.707 倍或 0.5 倍,或下降 3dB 或 6dB 時的頻率。
網絡類型是指濾波器的頻率響應曲線在截止頻率附近的形狀。
近些年來,人們設計了很多種類型的濾波器,常見的濾波器類型有:Butterworth巴特沃夫,Link-riley林克威茲,Bessle貝塞爾等,下圖為各種濾波器的頻率響應曲線,斜率定義為濾波器的頻率響應曲線中下降到截止頻率時的傾斜程度,單位為 dB/倍頻程,通常斜率為每倍頻程 6,12,18 和 24dB。也可以稱為"濾波器斜率"或"濾波器階數",濾波器階數每增加一階,則其斜率增加 6dB/倍頻程,也就是,一階濾波器有 6dB/倍頻程的斜率,二階濾波器則有 12dB/倍頻程的斜率。那么,24dB/倍頻程的巴特沃夫濾波器就相當于 4 階的巴特沃夫濾波器。
紅色:1000Hz 24dB 巴特沃夫高通濾波器,
綠色:1000Hz -24dB 林克威茲–瑞利高通濾波器,
藍色:1000Hz -24dB貝塞爾高通濾波器,
紅色“-3dB”,綠色“-6dB”
重點:分頻器應用
由于喇叭單元有高音、中音、低音和超低音的功能定位,音圈的尺寸不同,承受功率的區別,因此分頻器的作用就是把不同的電信號送給不同的喇叭單元,然后再組合一個全頻范圍的揚聲器系統。低頻單元用來還原低頻信號,中音單元用來還原中頻信號,高頻單元用來還原高頻信號,分頻器將適當的頻率信號傳輸到不同的喇叭單元。
通常分頻器分為主動式和被動式,也叫電子分頻和功率分頻,或內置分頻和外置分頻。總體上說:被動式分頻器分離功放輸出后的音頻信號(揚聲器電平),常被做在揚聲器內部。而主動式的分頻器,則分離放大器放大之前的音頻信號(線路電平),通常是獨立的電子裝置,位于信號源與放大器之間。一般采用電子分配器或者數字處理器,信號經過分頻器最終流入對應的喇叭單元,喇叭單元用來再現聲音頻譜的適當部分。當分頻器被設計好后,各個喇叭單元的信號組成并能精確的再現原始的輸入信號。
分頻器的調整并不是隨心所欲,它帶來許多變化,包括影響其他參數,如:相位,帶寬,甚至是功率。因此在調試時要格外注意,分頻點的選用也是非常講究。
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