業(yè)余的分頻器制作方法及調試

高保真的音箱多數都是由兩只或兩只以上的揚聲器單元構成，要高質(zhì)量的還原20Hz～20kHz全頻段的音頻信號，必須借助優(yōu)質(zhì)分頻器的協(xié)助。由于各自音箱的揚聲器單元不同，分頻器也就不能簡(jiǎn)單的代用，必須按照具體揚聲器單元的特性進(jìn)行制作?？偨Y出一套較為完善的設計、制作、調試方法，只要求制作者備有一張內含20Hz～20kHz純音頻測試信號的《雨果金碟》、一個(gè)話(huà)筒信號放大電路、一只話(huà)筒和一塊數字萬(wàn)用表，而不需要專(zhuān)門(mén)的測試儀器。
　　業(yè)余制作音箱，建議選擇兩分頻的方式。
　　一、分頻點(diǎn)頻率f的選擇
　　兩分頻音箱的分頻點(diǎn)，可以在2～5kHz之間進(jìn)行優(yōu)化選擇。一般把分頻點(diǎn)頻率f選在低音單元自上限起一個(gè)倍頻程以下，高音單元自下限起一個(gè)倍頻程以上的范圍內。
　　二、分頻器與功率的分配
　　構成音箱的高、低音單元，各自的標稱(chēng)功率是不一樣的，而在實(shí)際節目信號的功率譜中，高頻、低頻信號的比例也是不一樣的，因此將各種信號統計平均后，就得到了圖1所示的模擬信號功率譜。將圖1的功率譜進(jìn)行計算，就得到了圖2所示的功率分配曲線(xiàn)。在選擇分頻點(diǎn)時(shí)，一定要考慮功率的分配問(wèn)題，使高音單元留有一定的余量。圖2表示20Hz～20kHz的總功率規一化為100％，把20Hz至某頻率f所占功率為總功率的百分數，應用舉例如下。
　　如分頻點(diǎn)為25kHz的二分頻系統，由圖2的橫座標25kHz到曲線(xiàn)相交，從縱座標讀出百分數，則20Hz～2.5kHz的功率比例為87％，25kHz～20kHz的功率比例為13％。當總功率為100W時(shí)，則低音功率W低=100×87％=87W，高音功率W高=100×13％=13W。
　　使用上面的功率分配關(guān)系時(shí)，還請注意揚聲器單元的功率標準。一般產(chǎn)品標注是額定最大正弦功率（RMS），而有的制造廠(chǎng)為了商業(yè)目的，標注峰值功率或稱(chēng)為音樂(lè )功率，但數值一般卻是RMS功率的2～4倍。
　　三、分頻方式的選擇
　　分頻方式雖然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落點(diǎn)交叉型及12dB/oct型、6dB降落點(diǎn)交叉型等數種，但綜合考慮它們的優(yōu)缺點(diǎn)，建議使用12dB/oct型。
　　四、分頻網(wǎng)絡(luò )
　　設計分頻網(wǎng)絡(luò )時(shí)，如把負載單元加入RC阻抗補償電路，作為恒阻抗進(jìn)行設計，這樣當然是最好。但筆者查閱大量書(shū)刊資料后，發(fā)現RC阻抗補償電路的計算方法有多種，而得出的RC值也不相同，讓人不易選擇，只好按頻點(diǎn)電阻法來(lái)進(jìn)行設計。
　　首先，用圖3所示電路連接，測出高、低音單元在分頻點(diǎn)處的阻值（注意不要用單元標稱(chēng)阻抗代替，否則誤差會(huì )很大，然后進(jìn)行右上表中的計算和按圖將LC元件連接，即告初步制作完成。高、低音單元的靈敏度不平衡，可用電阻衰減調節（1997年《電子報》第15期有專(zhuān)門(mén)文章介紹），制作時(shí)建議使用優(yōu)質(zhì)聚丙烯電容，優(yōu)化設計空芯電感，將元件用熱熔膠固定在印制板上，電感可用棉線(xiàn)或塑料扎扣帶加強固定，用搭棚焊的方法連接，做成高、低音通道各自獨立的分線(xiàn)分音方式。

　　五、調試方法
　　根據聲壓級平方反比定律，點(diǎn)聲源在自由空間中，距離增加一倍，聲壓級衰減6dB。利用這一定律，就可以進(jìn)行下面的實(shí)際操作。
　　把音箱體和揚聲器單元裝好，不接分頻器，用《雨果金碟》測試信號，按正常的放音方式，用固定音量2～3W，重復播放分頻點(diǎn)處頻率f，用圖4自制的簡(jiǎn)易聲壓測試儀，在2m處測試聲壓，調節話(huà)筒音量電位器使數字萬(wàn)用表讀數，為一容易記憶的整數，記下備用。然后，接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò )，將聲壓計放在1m處，測試讀數與上次應相同，否則，按讀數大（?。┰龃螅p?。╇娙萘?，直到讀數相同（這時(shí)分頻點(diǎn)頻率f衰減6dB）。然后，將信號重新直接輸入低音單元，將測試信號調節成高于分頻點(diǎn)頻率f的倍頻程信號，用聲壓計在4m處測試聲壓，記下讀數備用。最后，接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò )，將聲壓計放在1m處，讀數與上次相同，否則，稍加微調（這時(shí)倍頻程頻率f衰減12dB），這樣，低音網(wǎng)絡(luò )就調試完畢。高音網(wǎng)絡(luò )重復以上操作步驟，調節電感，注意第二步輸入低于分頻點(diǎn)頻率f的倍頻程信號。這樣，一套高質(zhì)量的分頻器就制作和調試完成。