業(yè)余的分頻器制作方法及調(diào)試

高保真的音箱多數(shù)都是由兩只或兩只以上的揚(yáng)聲器單元構(gòu)成，要高質(zhì)量的還原20Hz～20kHz全頻段的音頻信號(hào)，必須借助優(yōu)質(zhì)分頻器的協(xié)助。由于各自音箱的揚(yáng)聲器單元不同，分頻器也就不能簡單的代用，必須按照具體揚(yáng)聲器單元的特性進(jìn)行制作?？偨Y(jié)出一套較為完善的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試方法，只要求制作者備有一張內(nèi)含20Hz～20kHz純音頻測試信號(hào)的《雨果金碟》、一個(gè)話筒信號(hào)放大電路、一只話筒和一塊數(shù)字萬用表，而不需要專門的測試儀器。
　　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(nèi)。
　　二、分頻器與功率的分配
　　構(gòu)成音箱的高、低音單元，各自的標(biāo)稱功率是不一樣的，而在實(shí)際節(jié)目信號(hào)的功率譜中，高頻、低頻信號(hào)的比例也是不一樣的，因此將各種信號(hào)統(tǒng)計(jì)平均后，就得到了圖1所示的模擬信號(hào)功率譜。將圖1的功率譜進(jìn)行計(jì)算，就得到了圖2所示的功率分配曲線。在選擇分頻點(diǎn)時(shí)，一定要考慮功率的分配問題，使高音單元留有一定的余量。圖2表示20Hz～20kHz的總功率規(guī)一化為100％，把20Hz至某頻率f所占功率為總功率的百分?jǐn)?shù)，應(yīng)用舉例如下。
　　如分頻點(diǎn)為2?5kHz的二分頻系統(tǒng)，由圖2的橫座標(biāo)2?5kHz到曲線相交，從縱座標(biāo)讀出百分?jǐn)?shù)，則20Hz～2.5kHz的功率比例為87％，2?5kHz～20kHz的功率比例為13％。當(dāng)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(qǐng)注意揚(yáng)聲器單元的功率標(biāo)準(zhǔn)。一般產(chǎn)品標(biāo)注是額定最大正弦功率（RMS），而有的制造廠為了商業(yè)目的，標(biāo)注峰值功率或稱為音樂功率，但數(shù)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(shù)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(shè)計(jì)分頻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如把負(fù)載單元加入RC阻抗補(bǔ)償電路，作為恒阻抗進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣當(dāng)然是最好。但筆者查閱大量書刊資料后，發(fā)現(xiàn)RC阻抗補(bǔ)償電路的計(jì)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)電阻法來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　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(biāo)稱阻抗代替，否則誤差會(huì)很大，然后進(jìn)行右上表中的計(jì)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(diào)節(jié)（1997年《電子報(bào)》第15期有專門文章介紹），制作時(shí)建議使用優(yōu)質(zhì)聚丙烯電容，優(yōu)化設(shè)計(jì)空芯電感，將元件用熱熔膠固定在印制板上，電感可用棉線或塑料扎扣帶加強(qiáng)固定，用搭棚焊的方法連接，做成高、低音通道各自獨(dú)立的分線分音方式。

　　五、調(diào)試方法
　　根據(jù)聲壓級(jí)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(jí)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(yáng)聲器單元裝好，不接分頻器，用《雨果金碟》測試信號(hào)，按正常的放音方式，用固定音量2～3W，重復(fù)播放分頻點(diǎn)處頻率f，用圖4自制的簡易聲壓測試儀，在2m處測試聲壓，調(diào)節(jié)話筒音量電位器使數(shù)字萬用表讀數(shù)，為一容易記憶的整數(shù)，記下備用。然后，接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò)，將聲壓計(jì)放在1m處，測試讀數(shù)與上次應(yīng)相同，否則，按讀數(shù)大（?。┰龃螅p?。╇娙萘浚钡阶x數(shù)相同（這時(shí)分頻點(diǎn)頻率f衰減6dB）。然后，將信號(hào)重新直接輸入低音單元，將測試信號(hào)調(diào)節(jié)成高于分頻點(diǎn)頻率f的倍頻程信號(hào)，用聲壓計(jì)在4m處測試聲壓，記下讀數(shù)備用。最后，接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò)，將聲壓計(jì)放在1m處，讀數(shù)與上次相同，否則，稍加微調(diào)（這時(shí)倍頻程頻率f衰減12dB），這樣，低音網(wǎng)絡(luò)就調(diào)試完畢。高音網(wǎng)絡(luò)重復(fù)以上操作步驟，調(diào)節(jié)電感，注意第二步輸入低于分頻點(diǎn)頻率f的倍頻程信號(hào)。這樣，一套高質(zhì)量的分頻器就制作和調(diào)試完成。