电子分频器用到的基本电路单元讨论

chri88

dzahzwu 发表于 2016-3-21 21:34
上面图是：2分频4阶（巴特沃兹）分频点在2840HZ的分频电路。
因为滤波器有高阻输入低阻输出的特性，在分频 ...

这个帖发了有些时日，本来不想指出错误的地方，以免引来争议，但是一想到很多初学者会被误导，忍不住还是要说出来。
并不是楼主说的两个二阶电路串联起来就可以当四阶电路用，这样的话分频奌处合成后是一个凹谷。
很筒单的道理，一阶时合成为平的，串联后再衰减一次，合成后肯定就小了。
二阶时Q值是0.707没错。
但是要串联成4阶时，两个二阶电路必须设计成Q值为0.841，这样串联后可以当成一个四阶，最终Q值两个二阶的Q值相乘，0.841*0.841=0.707
这样可以获得高斜率的同时，分频点处合成可以平直。

chri88

所以无论多少个电路串联，最终总体Q值必须为0.707.其等于各级Q值相乘。

dzahzwu

chri88 发表于 2016-3-22 17:58
所以无论多少个电路串联，最终总体Q值必须为0.707.其等于各级Q值相乘。

4阶的电路Q值我已没有说还是0.707。2阶的巴特沃兹是0.707，我上面说的只是以巴特沃兹开始说起，一个人是无法一下子都说明清楚的。我上面说的计算元件的式子是以2阶巴特沃兹，Q值不同要用其它的计算方式。多谢你，你在认真看贴，不是争议。我是打算以巴特沃兹形式为开始然后再一步一步说下去，顺序可能会很乱，假如现在画个Q值为0.841的2阶，那也应该把不同Q值计算元件的式子说明好才可以吧。本贴画出的电路并不是说它完美无缺，只是说明了解2阶的巴特沃兹高低通，已经能画出一些分频电路来。你可以用不同的方法加以改进，提高Q值改善分频点处合成可以平直，是改进分频点合成后的频幅特性。（应该是我没说清楚，你已经在改进了）

dzahzwu

2分频相位说明：2分频电路需要考虑相位的地方有2个，第一，高低音两个通道频率之间相位关系。也可以这样说从高音通道出来的频率和低音通道能同时出现的频率(这一段以4阶来说大概是以分频点为中心左右大概是各2KHZ这一段频率)相位要一样，4阶2分频从上面我提到的310HZ高低通滤波器，4阶的频相特性就说明了这一点，也是说两个通道的相位变化虽然不是一条直线，是一条曲线，但变化一样两条曲线重合，这样对声音的清晰度和定位不会影响。第二，输出跟输入信号的相位关系，也可以从4阶的频相特性看出它的情况，不是一条直线，有360度的变化，这种变化不好，对声音有影响，但我们应该清楚影响的是音色，这个对音色影响到底有多大可能不好说，我们平常弄功放换不同的耦合电容对音色已经会影响。回过头再跟功率分频对比，跟2阶的2分频比比就清楚4阶2分频电分电路的好处和不足，这样才能够比较客观的对它进行评价，不要片面强调它的好处和不足。

dzahzwu

2分频电路要用，理论上我们能够使两个通道的相位变化一样，但元件会有误差，给点建议：找个能测量电容的万用表，根据电容（购买的数量多一点）的误差大小，2个一组，3个一组，用电容实际值和分频点频率，算出电阻，电阻用可调（电路里2个串联电阻用1个可调），这样就可以保证它们两个通道的相位变化是一样的。我用万用表（胜利VC9808+）量好弄完，已经不用再看波形。也可以说这种形式的分频器理论上能得到的实际都能实现。这也是我要在上面写出滤波器电阻计算式子的原因

dzahzwu

下面的电路还是用（巴特沃兹滤波器组合成）

3分频有两个分频点可以先切高频部分，也可以先切低频部分，所以有2种电路。4分频有3个分频点，怎么切就会有不同了，可以从高频开始切，也可以低频开始切，这两种都不推荐，最好还是从中间开始，再切两头。

3分频4阶（巴特沃兹滤波器组合成）分频点在500HZ,4500HZ的分频电路2种分法。

4分频4阶（巴特沃兹滤波器组合成）分频点在280HZ,2KHZ,5KHZ的分频电路。

前面还是加一个输入电阻，后面加一级普通放大。

dzahzwu

上面的3分频AB两种电路，虽然用到的基本滤波器一样，只是接法不同，但效果是有差别的，谁有这种3分频电路你可以按我画的不同接法试试，假如试出有不同结果你乐意你说说，或许我会给个改进。4分频的假如接法跟我不一样，那你也可以试试我的接法，应该有不同效果。我说的这些你试了假如没有觉得变化，那你的电分电路先不要动，你的其它东西应该先动动。

yidianjiu

谢谢楼主的分享，认真学习。

dzahzwu

32楼的分立元件2分频电路，它应该很早出现，可能在磁带时就出现，它把高低频切掉一点，可能考虑磁带关系。两个通道的分频点不一样，频率有一段重叠，是因为相位关系在分频点产生个凹，经过音箱测试后，把它调整。有可能是我乱猜，假如是我所说的，磁带时代已在用，当时那真的够厉害。它的RC网络Q值不是0.707应该用到不同Q值得计算式子。

dzahzwu

郑重声明：我画的电路只是为了说明问题，只要懂（巴特沃兹）高低通滤波器，已经可以进入实际应用。反正我不卖不推什么，只是个业余diy者。你假如发现有错误请直接说，认理。

dzahzwu

给出我画的用2阶（巴特沃兹）滤波器组合出的4阶2分频电路的一些情况。

用于测试的电路是分频点在3000HZ，元件没有经过选择按标称值直接使用，黄色是高通输出波形，蓝色是低通输出波形，红色是两个通道波形合成后的波形。

第1，元件没有经过选择两个通道理论和实际情况有可能会有误差，从分频点3000HZ处的波形图可看出相位大概会有5度的误差。

第2，在1000HZ高音通道没信号，低音通道输出的波形幅度大概是6.7。

第3，在5000HZ低音通道没信号，高音通道输出的波形幅度大概是6.7。

第4，在分频点3000HZ高音通道和低音通道都有信号，合成后波形幅度大概是6.3。

5度误差通过对元件的选择尽可能减少。

这种滤波器电路高音和低音在通带内幅度是很平直的，只要运放频带宽够宽。

在分频点合成后幅度最高有大概是0.4的减少，这个问题，因为后面接的功放两个通道都是一样的，但喇叭的灵敏度和人对高低频听感会有差别，后面加一级普通放大，假如要调到不同的放大倍数，那0.4的差别就变成不重要。

dzahzwu

至今为止我上面所画的滤波器或电路都是以（巴特沃兹）Q值是0.707为基础，它只是滤波器内容中的一小点点东西，滤波器的内容还很多，Q值不同，形式不同，带通带阻全通，要真正弄好分频电路还要一些其它电路，比如反相电路等等。

下面给出不同Q值滤波器元件计算方法。

dzahzwu

swsw4321 发表于 2016-2-25 20:03
电阻电容这样搞巧妙，赞叹。。。提供三极管分频电路，β>300  失真比运放更小。

分立电路它为了切掉一小段低频和高频，高通滤波器相位是提前，低通滤波器是落后，切点又不在一起造成两个通道的相位变化不一样。把它和我画的2分频电路进行对比，现在没有进行听感对比，支持分立电路好的可能会有大批人在，会说经过音箱测试调整。我画的没有进行调整肯定不好。但我说它那种测试和调整到底好不好？它为了解决分频点幅度有一个凹把分频电路当均衡器来调整。本来是你提供给我，现在我会建议你应该试试我画的东东（只改RC网络就行）对比清晰度。

swsw4321

dzahzwu 发表于 2016-3-28 22:53
分立电路它为了切掉一小段低频和高频，高通滤波器相位是提前，低通滤波器是落后，切点又不在一起造成两个 ...

图只是给你一个分立电路的参考，原理与运放一样的。具体怎么用，你灵活应用。失真好于运放再说一次

dzahzwu

swsw4321 发表于 2016-3-28 23:00
图只是给你一个分立电路的参考，原理与运放一样的。具体怎么用，你灵活应用。失真好于运放再说一次

不用客气，我画的图那一个地方出现失真请你给详细指出，是那一段频率，或是波形或是什么你直接指出。要不然你再把它改进，再不然你也直接说你画的最好。我发这个贴就是要找人来找不足的。我早已说过我画的不一定十全十美。请你给指明，先多谢你。

dzahzwu

swsw4321 发表于 2016-3-28 23:00
图只是给你一个分立电路的参考，原理与运放一样的。具体怎么用，你灵活应用。失真好于运放再说一次

这种高低通滤波器，以前我是很怀疑它到底在通带内情况怎么样，低通到底可以到多低，高通可以到多高，它们的波形开始变形，我测试过低通到10HZ，高通到50KHZ（运放带宽速率够好）还可以更低或更高，我用072，082，2604,79420,49990.对比过。电容不同品牌我没有专门对比过。借你的回复我再说说。

dzahzwu

我画的4个电路除2分暂时不改外，3分4分再来点小改可以说已经不比功分的差，也就是说已经可以作为比较对象，假如你说电分不好，你应该和它们进行对比把它们比PK掉，才有说服力。其实只要我们清楚高低通滤波器，这种分频电路已经可以说随手画出，就是这样随手的东东已经可以实际应用了，比这些不如还大有所在。给点提示3分4分小改进，能理解我上面所说到的东西已经可以解决了。因为要改进就必须知道有不足，必须了解更多的基本电路。杂杂现已到一段落。
滤波器电容取值，两个计算式，测试电容反算电阻，2阶高低通滤波器的频幅频相趋势图。

（本来此贴是想简单说一下基本电路，为了更好说明问题，画这些图出来，告诉大家这些图已可以做为参照物，好不好用大家自己分析决定，希望更多高手改进改进，把它们提高提高，还是那句话我不卖不推什么。）

最后给点个人感受，以相同阶数来说，电分比功分的改进理论上是可以把频率分的更准确，同时也可以使各通道相位变化一样。（个性化东西）听感是清晰度提高，细节表现更好，刚开始可能会觉得有点怪怪（不知道怎么表达）没有味，但听一段时间后就会觉得还可以，但已经不想回头。（还是要给点说明我现在用的是2阶的，假如我要用4阶的可能会推翻上面一些理论和做法）。多谢各位。

补充内容 (2016-3-29 21:42):
用（推翻上面一些理论和做法）可能会误导以为上面我说的有错误，应该是（启用到不同上面所说的一些电路和方法）。

univers

这个不要笔算了。

dzahzwu

univers 发表于 2016-3-29 10:35
这个不要笔算了。

很好，终于有人在把此贴弄更完善。

dzahzwu

我上面所发的频幅频相图，是从滤波器设计软件得来的，因为是趋势图（也可以叫大概情况图）2个2阶Q为0.707的滤波器组合成4阶滤波器，Q值总体是0.707乘以0.707，但软件给出的趋势图是差不多的（Q值从0.58到3.559）。滤波器设计软件有很多，它虽然不能给我们直接设计出分频器，但我们了解基本东西后把软件做为工具是很好的。上一楼的软件有个反算就能把设计好的分频点频率弄得非常准确（不会因为元件误差）。我发图的软件来自TI的WEBENCH® 滤波器设计器。(TI的滤波器设计软件有2个版本）。请别以为我说的软件比上一楼的好，再次多谢上一楼。