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分频器种类

2018/06/1999 作者:佚名
导读: 被动式 被动式分频网路(Crossover Network),国内习惯称为"分音器",其设计受到相当多的变数与考量因素所影响,因而是一项很复杂的工作。被动式分音器"功能、用途"是介于扩大器与喇叭之间,由于单一喇叭无法达到"全频段响应"(全频段即是20HZ-20KHZ,为人耳听觉范围),因而利用喇叭单体尺寸不同的物理频宽响应

被动式

被动式分频网路(Crossover Network),国内习惯称为"分音器",其设计受到相当多的变数与考量分频器图片因素所影响,因而是一项很复杂的工作。

被动式分音器"功能、用途"是介于扩大器与喇叭之间,由于单一喇叭无法达到"全频段响应"(全频段即是20HZ-20KHZ,为人耳听觉范围),因而利用喇叭单体尺寸不同的物理频宽响应,来达到要求的"全频段响应"之目的,也因此产生了多种尺寸单体运用在同一声道上的方式。被动式分音器功能就是负责将扩大器全频段输出后,分割成不同频段的声音,分别送到不同尺寸喇叭单体上,表现其应有的特质。由此出现的多音路喇叭组合或称为"分音喇叭",从一音路喇叭到多音路喇叭均有其用途与多重之选择。

被动分音器的元件组成:L/C/R,即L电感、C电容、R电阻,依照各元件对频率分割的特性灵活运用在分频网路上。

L电感:其特性是阻挡较高频率,只让较低的频率通过,也就称为"低通滤波器(Low Pass Filter)"。通过较低频率的多少是由该"L电感"之电感量来决定,其感抗单位为"μH、mH"代表。电感材质常见有:空心电感、铁淦氧电感、矽钢片电感等。铁淦氧电感、矽钢片电感通常只在需要高电感值而无法由空心电感来获得低直流电阻的场合下才使用,由于铁心电感具有磁饱和而在大电流的场合造成失真的天性,所以铁心电感是一种妥协下的产物。

C电容:其特性与电感刚好相反,也就是阻挡低频率通过,让较高的频率通过,称为"高通滤波器(High Pass Filter)"。高频率通过多少由C电容的电容量决定。其单位为"μF"。电容材质种类繁多,但用于被动式分音器中则使用无极性电容。输入和输出部分都清晰可见的应用分频器电容在被动式分音器中用于中音域及高音域材质上的考量必须慎重,因为与音质有绝对的相关性,选择电容的材质通常由喇叭单体特性和电容损失因素、相位损失以及价格而决定。

中高音域不超过30μF的电容可采较佳的材质。

R电阻:并无切割频率的特性,而应用在被动式分音器中是与电感、电容混和搭配,针对特定的频率点和频带来做修正、等化曲线、灵敏度增减的用途。

喇叭分音器可分为串联式分音器、并联式分音器两种。并联式分音器以绝对多数成为喇叭分音器最佳的选择,其优点在于多音路系统中都可视为独立的个体,而且任何一个元件的改变都可能影响到高通或低通的特性。

被动式分音器常用的斜率可分为4种:一阶斜率6dB、二阶斜率12dB、三阶斜率18dB、四阶斜率24dB。

主动式

又称为主动式电子分音器。因为车内空间形体、喇叭安装指向,在实务运用上有其无法变更的因素存在,所以由电子分音器灵活的特性可在各类段上之分频点、相位、Q值变动几时到最理想的频段调整,来克服各种车内变数,以达到车内最佳聆听环境之目的。

电子分音器是由低通、带通、高通滤波器所组成。

主动式电子分音器装置于车用主机与扩大器之间,电子分音器可由二音路到多音路型态,但是所分出来的每一音路讯号都不得必须经过一个扩大器,如果音路分得越多,扩大器也就相等增加。

优点

1、提高动态范围

2、改善暂态表现能力

3、对超低音喇叭得到较佳与扩大器相容性和十足功率

4、喇叭单体间灵敏度不同的问题容易受到控制

5、扩大器工作在固定的频带上过截失真可降低许多

6、阻抗变化较低,可得到较佳的分类表现

正弦分频器

正弦分频器有两种实现方法:利用频率占据现象实现分频的占据分频器和利用正反馈原理实现分频的再生分频器。

占据分频

也称为牵引分频或同步分频。一个振荡频率为fosc的正弦振荡器,在外加频|<△fP率为fi的电动势作用下,若|fi-fosc|<△fP,振荡器的振荡频率能被牵引到fi上,使fosc=fi,这种现象称为频率占据。△fp称为占据频带。若fi靠近振荡频率fosc的N次谐波频率,且它们的差值 |fi-Nfosc|处在占据频带内,则振荡器的振荡频率就被牵引到fi/N上,产生出所需的分频电压。当外加电压振幅一定时,占据频带的大小与分频次数N有关。N越大,占据频带越小,即牵引越困难。因此,占据分频器只能实现低次(N=2~3)分频。

再生分频

图中所示的为反馈系统实现分频的电路。若环路设计合理,则能维持图中各点的频率关系。环路的输出信号频率f0为输入信号频率fi的N次分频值,即f0=fi/N。采用不同倍频次数的倍频器,就可实现不同次数的分频。

图1

脉冲分频器

利用汉稳态电路的计数功能实现分频的电路,又称为数字分频器。在这种分频器中,输入信号脉冲为计数器的计数信号。若计数器的计数模为N,则从其进位输出端可获得N次分频的脉冲信号。从各触发器输出端可获得分频比小于或等于N的脉冲信号。

改变计数器的计数模(即分频比),在中规模集成计数器中,可通过不同反馈网络反馈到清零端或置数端等方法实现;在移位寄存器中,可通过反馈到串行输入端的方法实现。

用单稳态触发器也可实现分频。例如,在时刻集成单稳态触发器被输入脉冲的下降沿触发而产生宽度为tw的脉冲。若tw在范围内(N-1)Ti ~(NTi-tR)范围内(tR是单稳态触发器的恢复时间),则输出分频比为N的脉冲信号。与此相类似,用输入脉冲控制多谐振荡器,使它的状态翻转时刻与经过若干个周期的输入脉冲相同步,就能输出整数分频比的脉冲信号。此类分频器可以在不改变电路结构的情况下借助定时元件参数的调整来改变分频比,因而又称为任意分频器。

在集成分频器中有程序分频器和分数分频器。前者的分频比可通过预置码进行程控:后者的每N个输入脉冲中只有M个脉冲能输出,因而实现分频比为f0/fi=M/N的分数分频(M,N均为正整数),但输出脉冲往往不是等间隔的。

此外,在通用或专用的数字信号处理器中用软件也可实现分频。

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