简单分频器电路计算及电感和电容元件的选择
一阶分频器
设计分频器时,为了输出功率达到最大,其本身阻抗要和负载阻抗相等,一阶分频器只有一个电容和一个电感。
所以:2πfL = Z,1/(2πfC) = Z
L = Z/(2πf),C = 1/(2πf Z)
其中,f为分频点的频率
例: Z = 4Ω ,fc = 1000Hz
L = 4/(2π1000) = 0.635 mF, C = 1/(2π1000*4) = 40μF
二阶分频器
二阶分频器有二个电感,二个电容。
其中两个Z,一个是低音扬声器阻抗,一个是高音扬声器阻抗。
为了保证扬声器系统的性能及可靠性OK,分频器上的电感和电容材料一般要求:
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。
音箱分频器分频点详解
分频点是指两个相邻扬声器(二分频的高,低音;三分频的高,中,中低音)的频率响应曲线在某一频率上的相交点,它通常为两个扬声器中的 –3dB点频率 ,因为–3dB 点为功率输出的一半,又称半功率点 。这是因为声压级和声功率级是一样的,声压下降 3分贝就是下降为原有的一半,声功率也下降为原有的一半。考察一下由电感组成的低通滤波器,R是附载电阻(喇叭),电路的电流为I, 随着频率增加,感抗增加,电流下降。
而功率 W = I2*Z ,所以功率就降为原先的 1/2。
计算分贝值:
或者,考察电阻上的电压与电路总的电压之比的分贝数:电阻上的电压为 I*R, 电路总的电压为电流I乘以总的阻抗Z,即电阻和电感抗平方和的开方。
此处ωC=2 πfc,fc称为截断(截止)频率 ,也叫半功率点 。
同样类似,有电容组成的高通滤波器,当选 R = 1/ωc,此处ωC=2 πfc,fc称为截断(截止)频率,也叫半功率 点。
分频点的选择:
网上检索一下分频点取法准则:
1.分频网络输出端接的阻抗应近似等于扬声器的标称阻抗。
2.高低频扬声器分频点上的功率相当,各为一半功率,即分频点应在-3dB降落点交叉。
3.要考虑分频频率处高低音喇叭的相位差。
4.通常二分频 fc 选在 1k – 3kHz,三分频 第一分频点fc 选在 250 – 1kHz,第一分频点fc 选在 5k 附近。
上面的说法我不置可否,这里对说一下自己关于设计分频器选取分频点 的理解:
1.首先对装箱之后的单元进行客观数据测试,包含频响、阻抗、失真、相位等;
2.分析对测试的数据进行分析:
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。
b.高音低频截至频率是多少?一般高音单元的规格书中都会直接表明这个参数(最低截至频率和建议分频点),我们可以通过阻抗曲线获得高音的最低截至频率,也可以看失真曲线获得其最佳分频范围,再就是频响曲线的走势也可以看出一些端倪。
3.确定好高低音单元的最佳分频点选取的范围之后,我们就可以来设计分频器了,可以边设计边微调,这是两者之间的相位就显得非常的关键了,各种不同的分频阶数都会对相位有较大的影响。理想的分频点处的叠加应该是+6dB,分频点附近的相位曲线最好能够重叠。
4.这是一个反复调试、测试、试听的过程。
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