分頻電路

在一個揚聲器系統里，人們把箱體、分頻電路、揚聲器單元稱為揚聲器系統的三大件，而分頻電路對揚聲器系統能否高質量地還原電聲信號起著極其重要的作用。尤其在中、高頻部分，分頻電路所起到的作用就更為明顯。

基本介紹

• 中文名：分頻電路
• 概述：在一個揚聲器系統里，人
• 作用：合理地分割各單元的工作頻
• 分頻點：分頻點指分頻器高通

作用

1、合理地分割各單元的工作頻段；

2、合理地進行各單元功率分配；

分頻電路

3、使各單元之間具有恰當的相位關係以減少各單元在工作中出現的聲干涉失真；

4、利用分頻電路的特性以彌補單元在某頻段里的聲缺陷；

5、將各頻段圓滑平順地對接起來。

顯然，分頻電路的這些作用已被人們所認識和接受。

分頻點

1）分頻點指分頻器高通、帶通和低通濾波器之間的分界點，常用頻率來表示，單位為赫茲。分頻點應根據各頻段揚聲器單元或音箱的頻率特性和功率分配來具體確定

2）分頻點的選擇：

1、考慮中低單元指向性實用邊界頻率f=345/d（d=單元振膜有效直徑）。通常8”單元的邊界頻率為2k，6.5”單元的邊界頻率為2.7k，5”單元為3.4k，4”單元為4.3k。也就是說使用上述單元，其分頻點不能大於各單元所對應的實用邊界頻率。

2、從高音單元諧振頻率考慮，分頻點應大於三倍的諧振頻率。也就是說從高音單元的角度出發；通常分頻點應大於2.5k。

分頻電路

3、考慮中低音單元高端回響Fh，通常分頻點不應大於1/2Fh。實際上，二分頻音箱上述條件很難得到同時滿足。這時設計者應在這三者中有一個比較好的折中選擇。但必須強調的是，第一個條件即實用邊界頻率應該優先滿足。

4、三分頻的情況下；通常應將兩個分頻點隔得愈遠（應在三個倍頻程以上），組合後的系統回響會變得愈好。否則，將會出現複雜的干擾輻射現象。

5、低音與中音的分頻點應考慮人聲聲像定位的問題。應使人聲的重放儘可能由中音單元來承擔，以避免人聲的聲像定位音色發生過大的變化。這一點往往容易被設計者所忽視。通常這一分頻點應為200-300Hz

我們知道，人可以聽到的聲音的頻率範圍是在20Hz—20kHz之間，祈望僅使用一隻揚聲器就能夠保證放送20Hz—20kHz這樣寬頻率的聲音是很難做到的，因為這會在技術上存在各種各樣的問題和困難。所以，在通常情況下，高質量的放音系統為了保證再現聲音的頻率回響和頻頻寬度，在專業範疇內大都採用高低音分離式音箱放音。而採用高低音分離式音箱放送聲音時，就必然要對聲音按頻段分離，將聲音按頻率分段的個數就是聲音分頻數。

聲音的分頻主要是受揚聲器的控制，因為絕大多數揚聲器都有自己最適合的頻率範圍，真正的高質量全頻揚聲器非常少見並且價格極端昂貴。同時為了克服不同頻率聲音揚聲器引起的切割失真和減少同一音箱中的不同揚聲器之間產生的聲音干涉現象，必須對聲音進行分頻，將不同頻段的聲音送入不同的揚聲器。

分類

從分頻方式看可以分為兩種，一種是主動分頻（ActiveCrossover），或者叫電子分頻，也可以叫外置分頻、有源分頻；另一種是被動分頻（PassiveCrossover），或者叫功率分頻，也可以叫內置分頻、無源分頻。主動分頻是指分頻器不在音箱內部，而在功率放大之前，由於此時聲音信號很弱，因此容易將聲音徹底分頻，缺點是相應的電子線路分頻點較為固定，不容易和不同揚聲器配合，常見於高端和專業音響，隨著多路功放的普及，主動分頻方式比以前普及很多。被動分頻是指分頻器在音箱內，此時聲音信號已經經過放大，分頻電路會造成一定干擾，但音箱可以適用於不同功放。

最簡單的分頻就是二分頻，將聲音分為高頻和低頻，分頻點需要高於低音喇叭上限頻率的1/2，低於高音喇叭下限頻率的2倍，一般的分頻點在2K到5K之間。但是這樣分頻對低音照顧仍然不夠完善，因為低音為了獲得更好效果，往往需要單獨處理，並且揚聲器的切割失真對低音的影響也最大，因此近些年三分頻逐漸流行起來。三分頻是將聲音分為低音、中音和高音，有兩個分頻點，低音分頻點一般在200Hz以下，或者120Hz，甚至更低，高音分頻點一般為2Hz－6KHz。此外也有少量的四分頻或者多分頻系統。顯然更多分頻數理論上更有利於聲音的還原，但過多的分頻點會造成整體成本上升，並且實際效果提升有限，因此常見的分頻數仍然是二分頻和三分頻。

優點

瞬態回響得到改善

首先要弄清楚揚聲器的工作原理（實際也並不複雜，普通高中生也應該能明白），揚聲器的最基本的理論基礎就是電磁感應原理。揚聲器的通電螺線圈產生磁場，與揚聲器的磁場相互排斥或吸引令振膜振動發生。而當一個電信號完成它的使命消失的時候，振膜依然有慣性，通過慣性運動，導體切割磁感線也會產生感生電動勢，而此時感生電流產生的磁場將會產生一個與運動相反的力矩，將揚聲器振膜拉回原始位置。

以上即是揚聲器完成一個信號周期運動的最理想、最簡單、最基本的形式（再最理想的狀態下，人們希望揚聲器振膜能夠完全受電磁控制，給出一個電流振膜就應該到達規定位置，不會產生多餘的振動），雖然揚聲器的運動遠沒有這么簡單，但是這即是人們分析問題的基礎（即使是最簡單的信號，對揚聲器進行衝擊後也會產生二次、三次的感生電動勢，原理與上面所提類似）。

在這裡，感生電動勢是電子分頻技術的關鍵點，因為產生的感生電動勢與揚聲器加速後的最終速度有關，在產生感生電動勢後，能產生多大的電流需要看功放至揚聲器間的迴路阻抗來決定，而這將是產生力矩大小的關鍵因素。阻抗小的系統，電流相對就會較大，產生的感生力矩也會更大。揚聲器回復到原始位置的速度也就越快。至此人們可以得出比較清晰的結論：功放至揚聲器間的阻抗越小越好。換句話說就是功放至揚聲器的迴路阻抗越小（高阻尼係數，高制動性），其對揚聲器的控制力就越強，在聽感上就會產生聲音乾淨、瞬態反映好、速度快的特點，這是第一。

每隻放大器工作頻帶變窄

由於採用了先分頻再放大的電路設計，因此每組放大器所接收到的音頻信號頻帶，相對傳統的功率分頻電路放大器來說都會變窄。

低頻過載可能性降低

低頻過載可能性降低的問題其實與上面的優勢是相聯繫的，可以說低頻過載可能性降低是單個放大器工作頻率變窄的結果或好處之一。由於音頻信號的中低頻占據了整個信號能量的大部分，因此傳統的放大器（假設採用的是同一款功放IC），在回放電平較大的信號時，如果先全頻放大的話，很可能出現削頂失真。而先分頻再放大的話，則有可能避免這一點。首先，高頻信號可以不受中低頻的影響單獨放大；其次，截掉高頻信號後，降低了放大頻寬要求，功放IC在放大時，冗餘度也更寬裕了，這對提升回放音質的確是有好處的。

挑選

除了一階分頻和二階分頻外，無源分頻器還有三階、四階乃至六階分頻。採用高階分頻的好處在於其濾波衰減斜率更大，分頻效果更好，而且也有利於設計分頻補償電路（因為並不是“分”得越徹底越乾淨的分頻器就是好分頻器，理論上說，分頻後的兩個信號曲線在疊加之後，與原曲線完全一致，這才是真正的好分頻器），但高階分頻的功率損失大，特別是相位影響大，設計不好聲音就會亂了套。所以不是越高階的分頻就越好。市場上的2.0多媒體音箱，使用電容或阻容分頻的居多，使用分頻器的極少，而使用二階分頻的更少。如衝擊波SB-2000使用的是一階分頻器，而使用二階分頻的，則只有惠威T200A、M200，漫步者S2000、1900TIII等寥寥而已。