音箱二分频器线路图(音箱分频器电路设计)

这样的摆位在“发烧友”中很常见,但通常是有问题的

前不久漫步者发布了S880,它比起S1000除了更小之外,还采用了更新的技术平台。

功率分频器设计在功率放大器之后,主要采用电容和电感元件组成,所以也被称作是感容分频器。因为电感和电容有滤波作用,通过电感和电容能够实现低通和高通,最后达到分割频率的目的。这类分频器设置在音箱内部,通过LC滤波网络,将功放输出的音频信号分成高、中、低之后分别送至每一个发声单元。

a.低音单元的纸盆的分割振动开始的频率大概是多少?这个可以通过一个很简单直观的方法去判断,看频响曲线的走势即可,到了低音单元的纸盆产生分割振动频段时,曲线的峰谷会变得非常明显,或者看失真曲线的走势在中频什么频率开始突然增加。

此时可以通过调节不同门低音单元的相位使得后排低音表现较好,但可能发生不同门低音单元之间的干涉导致前排低音表现不好。

而调节门低音单元相位本身又可能导致牵连到更高频段的相位导致声场与音色问题。等等等等。

这种电路中的L2和C1对中频、低频段各具有6dB共12dB的衰减效果,所以为12dB型电路。

分频电路有两大类:一是电子分频电路,二是功率分频电路。以三分频电路为例,说明这两种分频电路在结构上的不同之处。

图4-100 两只低音和两只高音扬声器串联电路

分频器的工作原理可以有多种实现方法,因此分频器有多种形态多种类型的设计。常见的主要有功率分频器、电子分频器和数字分频器三大类。

这里指的主要还是image的宽度,高度,以及image focus等,用老烧的话来讲就是“嘴型”。

1.线圈直流电阻不能大于扬声器阻抗的1/10,导线选0.8-1.5mm直径;

2.电感要求大时,要有截面足够大的铁氧棒或者堆叠的硅钢片,避免产生涡流;

3.多个电感互相要垂直放置,减少耦合作用;

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。

但这种数字分频器并不是最好的方案。

电子分频器这个称呼其实不准确,因为所有分频器都是基于电子元器件的。所谓电子分频,指的是模拟信号分频,它在流程中位于信号输入到功放之间的位置。它将音源输入的信号进行频率分割,然后传到功放系统。假设双分频的音箱,使用电子分频,双声道信号将被分成四路,因此后端的功放需要四声道才能完成完整的输出。电子分频一般被集成到功放电路板中,因此电子分频器很少有独立的形态展现,它的电路也没有很特别的特征,主要也是由运放、电容电阻等常见元件组成。

如果对一套声学系统进行主观调音,可能音质音色的调节只占大约20%的工作量,声场的调节大约占30~40%,平衡声场与音色的表现有时可能占高达50%的工作量。

可以通过分配不同低音单元增益比例均衡一定的干涉但是可能导致低音提前到达limiter而导致动态范围问题。

图4-93 最简单的二分频电路

L = 4/(2π1000) = 0.635 mF, C = 1/(2π1000*4) = 40μF

S880自带了USB声卡功能,使用了一颗XMOS芯片来实现USB Audio功能,看起来并没什么稀奇的,但秘密正在这颗芯片里。它自带了更为强劲的DSP处理器。S880的数字分频不再是通过功放芯片完成,而是XMOS完成。

电子分频在技术上存在明显的优势,首先它并不像功率分频器那样本身会拥有功率的损耗,其电流较小可以用较小功率的电子有源滤波器实现,它的功率损耗并不明显甚至可以忽略不计。电子分频器的扬声器单元之间的干扰会小一些,信号损失小,音质也会略好一些,当然,它调音也更加直观和便利。

在2009年,我们就写过一篇如何利用多声道声卡和foobar2000数字分频器插件进行数字分频的文章,这种方案似乎更加优秀。

功率分频器安装简单,可以用于所有类型的音箱,包括无源和有源的。但它也存在缺点,它本身消耗功率。它的调音也缺乏直观的手段,因此调整并不方便,调音师需要足够丰富的经验与技术才能实现优秀的分频效果。

这个流程有个ADC过程,实际上是有损的,好处在DSP分频环节,DSP可以通过设置和代码来调整分频点,它能更加方便的控制分频点,曲线的平滑度以及分割频率的斜率。也非常有利于降低音箱的综合成本。

通常一个品牌车载音箱系统拥有一个(或两个)超重低音(Subwoofer)和四个低音单元(Doorwoofer),当然,发烧友管这个叫中低音,但实际上车厂通常管这个就叫低音单元。不过这个名称并不重要。固然现在车载音响系统有很多模式,但是如果是全部乘客模式,需要车内的四个位置低音表现都比较好。但通常事情并不是这样简单的。

 


结语

 

如果使用USB输入,S880的信号流程是:USB 输入->XMOS DSP分频->输出到四路功率放大器。

当然,着也要考虑音乐文件本身的混音以及音箱的摆位、房间处理、听音位选择等。通常,立体声音箱系统、多声道系统、单声道(例如只有中置播放特定节目源,例如人声)是不同的。

 

可以看出4kHz左右,指向性出现反常,由强变弱,如果此时强行把轴向频响曲线调平,会导致离轴频响曲线过多,4kHz左右主观听感可能溢出。(当然,SCM7这个4k左右确实还是稍微少了点。)