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淺談揚聲器系統中分頻點的選擇
文章來源:永阜康科技 更新時間:2024/5/28 9:54:00
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通常在揚聲器系統中所應用的分頻器為無源分頻器,其主要組成元件為電 感L、電容C 和電阻R,又稱為LCR 濾波器。使用分頻器的目的是使不同頻段的揚聲器組合起來,并得到理想的頻率響應,以使揚聲器系統實現全音域工作的目的。

圖:二階兩路分頻
分頻器的主要功能就是將在不同頻域工作的聲源重疊結合起來。如圖是兩路分頻器的情況,實際上是有高通網絡和低通網絡組成,兩部份通過適當的相位關系組合起來,并得到平坦的幅頻響應,相位關系決定了高、低通網絡在結合部的衰減特性,當在結合部相差為90度的奇數倍時(奇數階的分頻網絡),各部份聲源可以認為完全不相關,此時結合部的衰減值為3dB,也就是通常所說的3dB 交叉; 當在結合部相差為90度的偶數倍時(偶數階的分頻網絡),各部份聲源可以認為完全相關,此時結合部的衰減值為 6dB,就是通常所說的6dB交叉。結合點對應的頻率稱為分頻點,分頻點的選擇在揚聲器系統中是一個關鍵的設計決策,它直接影響到音質和聽感。

分頻點的選擇是一個技術性較強的工作涉及到很多方面的知識,比如揚聲器單元知識,聽覺生理學知識,音樂素養等,比較復雜,也比較難于掌握,這也是揚聲器系統個性化的根本所在。體而言,家用揚聲器系統通常采用兩分頻或三分頻設計,而這兩種設計對單元的要求是不一樣的,但有一個基本原則需要把握在人聲頻帶范圍內盡量不要分頻,因為人耳在3000Hz附近有一個諧振峰,也就是說人耳在對3000Hz左右的聲音特別敏感,如果沒有十分的把握,在做分頻設計時,盡量不要將分頻點選擇在這里;同時,人講話的音可到4.5kHz左右,這樣一來,在5kHz以后分頻對設計師來說也許把握更大;當然熟悉揚聲器系統設計的人都知道,電聲上很多東西都是矛盾,大部分時間都是在權衡,盡量能找到折中又最讓人滿意的方案,在這上面分頻點的選擇上同樣也是如此,尤其對兩分頻的揚聲器系統來說,低音單元軸向頻響甚至可以做到10kHz以上,但一旦偏離軸向就會發現頻幅響應變的很差,這就是通常所說的指向性的問題,因此在做揚聲器系統設計時,不考慮到揚聲器單元的指向特性,不是一個成熟的設計,比如8吋揚聲器單元,如果采用指數形紙盆甚至可以將頻帶做到8kHz 以上,但如考察它的指向特性,就會發現偏離30度以后,3kHz~4kHz以后頻響明顯變差,因此用做兩分頻揚聲器系統的低音單元時,最多只能用到3kHz左右,分頻點設置也應該在3kHz左右,所以用8吋揚聲器單體設計兩分頻揚聲器系統是一個尷尬的選擇,成功的案例并不多。因為電聲設計本身是一個矛盾的東西,要求這么寬的頻帶要求必然要犧牲其他的好多性能,如功率,效率,靈敏度等,只能做一個折中的選擇。對于三分頻揚聲器系統的設計毫無疑問要從容很多,在這里同樣也希望在人聲頻帶(尤其是中高頻部分)盡量不要分頻,另外一點中音揚聲器工作頻帶上限和下限至少要高于3個倍頻程(FHFL>8)這樣才能保證頻帶內平坦。

音箱的分頻點高低對聲音的影響是顯著的。通常,分頻點的選擇需要綜合考慮以下因素:

1) 分頻點應高于揚聲器單體諧振頻率一個倍頻程以上;

2) 有效頻率范圍及頻率響應;

3) 指向特性;

4) 功率承受能力;

5) 樂器頻譜;

6) 語聲頻譜;

7) 聽覺的特征;

 
 
 
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