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[音频应用] 高低音分离式音箱使用分频器的原因

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金贝

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BouctGako 发表于 2015-7-22 09:41:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
高低音分离式音箱使用分频器的原因
1 l7 r9 j) N  Z/ l9 @2 X8 ?
7 r& E+ x$ G  _! w1 C4 ~分频器是一种可以将声音信号分成若干个频段的音响设备。我们知道,声音的频率范围是在20Hz—20kHz之间,祈望仅使用一只扬声器就能够保证放送、20Hz—20kHz这样宽频率的声音是很难做到的,因为这会在技术上存在各种各样的问题和困难。所以,在通常情况下,高质量的放音系统,为了保证再现声音的频率响应和频带宽度,在专业范畴内大都采用高低音分离式音箱放音,而采用高低音分离式音箱放送声音时,就必然要使用分频器。
( t' u7 F. \; I9 D# C, ^0 E5 s# Z  t6 s+ ]
高低音分离式音箱使用分频器的原因:所谓高低音分离式音箱是指声音的高频部分由一只高音扬声器放音,低频部分则由一只低音扬声器放音的音箱,而不是由一只扬声器完成整个音频频段放音的任务。在专业音箱中,高音单元一般为号角式扬声器,低音单元则有直射式和气流式等多种形式。不管是内分频还是外分频,高低音分离式音箱都要采用分频放音的方案,其主要原因有以下3个方面。
2 Z: ~9 \, _% g$ r
, T+ B! G% K/ A7 |; S2 m1、使各种扬声器都工作在最合适的音频段  {% e2 a) B& X$ _, E3 D
3 \1 ~* ]. k; \
振膜尺寸和材料不同的扬声器,其最佳工作频带也不同。口径越大的扬声器,则低频特性就越好。所以,在其他条件相同时情况下,18英寸的低音效果肯定优于15英寸的低音效果就是这个道理。' f& l. {* [, d! O; f$ b

  @) \8 m+ w1 b  f. m! P; U2 G% l振膜材料的刚性和脆度越好、质量越轻,放音的高频特性就越好。很多高音扬声器采用钛膜或铟膜作为振膜材料,就是为了提高其高频特性;而低音扬声器的振膜一般采用纸、碳纤维、防弹布和橡皮(边)等材料,以利于低音再现。
# ~. ^2 R* _' r8 |& {" Y. h" M$ J7 t
( b7 P" p. Q- j; R; e3 t, u" a使用分频器可以将高频信号送到高音扬声器中,低频信号送到低音扬声器中,高、低频信号各行其道,尽可能大地利用了各自扬声器的工作频带优势,以保证不同工作频段的扬声器充分发挥作用,使各频率的放音特性更加均衡一致。
3 s/ X* f5 l  r4 h1 U/ F2 ?9 I2 I$ k7 T5 R. D: b
2、克服不同频率声音扬声器振膜振动幅度不同所引起的切割失真
. A5 S* ?6 ]1 _2 N5 X( d( }5 t% ]' D6 e4 A) [1 @+ K* L
扬声器发音时,其振摸的低音振动幅度大、高音振动幅度小。从理论上讲,扬声器纸盆的振动幅度与再现声音频率的平方成反比,即同一扬声器振膜,在相同幅度的信号电压作用下,频率越低,振幅越大,也就是说,如果频率增加10倍,振幅将减少10的平方倍,即100倍。4 W5 [: V7 o" O* C$ E) G

9 k5 ?( Z* p  A& O6 U/ @: u如果我们用一只扬声器产生很宽频率范围的声音,由于振膜机械性能的限制,同时存在振幅非常宽的振动变化是非常困难的,这就必将发生声音切割失真的现象,使再现声音质量受到一定影响。& ?4 `, m+ B# W4 O. H

0 E  ?& A( k6 E3 @研究发现,切割失真对低音的影响最大,当低音扬声器放送低音的同时,只要还有高音成分存在,就必然会导致切割失真,使低音出现发抖、发颤的现象。当然,高音扬声器出现切割失真也会使高音出现嘶哑的声音,只是影响没有低音大而已。# N8 o+ y9 w% @0 ?' S

$ S( L) ~" Y* {8 r3、减少同一音箱中的不同扬声器之间产生的声音干涉现象3 Z/ V! {) z7 a1 @) F& Z

, r3 F& f$ L/ }; ]( k( t对于高、低音分离式音箱中的高音扬声器和低音扬声器来说,虽然它们的工作频段不同,但是如果将全频信号不加分频地送人高音扬声器和低音扬声器,肯定会出现高、低音扬声器同时发出相同声音的情况,当不同扬声器的相同声音相遇时,就很可能产生声波互相干涉现象。6 ~6 M3 n1 B% E4 |, O4 E7 j
1 E, `6 w$ H4 V* q8 V; y9 I8 C
有一点声学常识的人都知道,一旦出现声音干涉现象,就会出现梳状滤波效应、驻波等一系列问题,这些问题均会不同程度地影响声音的良好再现。3 ]: W( k% X# \& I5 C& O8 e( F6 X

  H5 c& L% G. i. P( {$ z( S设置分频电路后,高音和低音扬声器分别获得自己最佳工作频段声音信号,它们之间发出声音的频率范围几乎不覆盖,除音箱分频点和分频交叉区域还会存在少量干涉外,其余频率声音的干涉现象根本就不再存在了。
9 I, e. b: C0 ]) C, o1 }( _+ k- {  G9 _' X+ a3 X
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