(二) 喇叭分频器与相位移问题 (谈谈喇叭)**出处Ralph Yang**

hkstarboy

(二) 喇叭分频器与相位移问题 (谈谈喇叭)
先复习分音器原理
ㄧ、电容电感的阻抗
被动型喇叭分音器基本上是由电感与电容组成，由于
频率越高时电容器的阻抗会越小，反之亦然
频率越高时电感器的阻抗会变大，反之亦然
两者功能互补关系很适合用来设计分音器。
例如: 高音喇叭串联一颗 1uF的电容器时其阻抗在各种频率时为 Xc=1/(2x3.14x f xC ) 所以
10Hz时是 2.4K奥姆
100Hz时是 240奥姆
1KHz时是 24奥姆
3KHz时是 8奥姆
10KHz时是 2.4奥姆
20KHz时是 1.2奥姆
所以3KHz以下的音频会被电容器的高阻抗阻挡不能产生电流。3KHz以上则畅通产生电流振动纸盆发出声音。
同理低音喇叭串联0.4mH电感时其阻抗为 XL=2 x3.14 x f x L
10Hz时是 0.026奥姆
100Hz时是 0.26奥姆
1KHz时是 2.6奥姆
3KHz时是 8奥姆
10KHz时是 24奥姆
20KHz时是 48奥姆
所以3KHz以上的音频会被阻挡不能产生电流，3KHz以下则畅通，产生电流振动纸盆发出声音。
如此一来声音就会被分为两股，分别流入不同喇叭。
二、主流分音器设计有三种
一阶型分音器
就是高音喇叭串一颗电容，低音喇叭串一颗电感的最简结构。这种分音法频率响应很平坦。它的衰减率是 ..
6dB/octave 或 20dB/decade
6dB/octave 是2进位值，表示频率2倍时声音会衰减4倍
20dB/decade是10进位，表示频率10倍时声音会衰减100倍


octave 就是八度音，也就是頻率2倍或1/2倍的意思。例如:
分音點是3KHz 的話，1.5KHZ 或 6KHz 的功率就會衰減到剩原來的 1/4。
decade是10倍的意思，也就是頻率10倍或1/10倍時功率就會衰減到剩原來的 1/100。例如:
分音點是3KHz 的話，300HZ 或 30KHz 的功率就會衰減到剩原來的 1/100
這種分音法顯然不夠銳利，兩隻喇叭共同工作的頻率區域實在太寬。兩個喇叭為同一個頻率，同時振動時，相位不一致的問題很多。聲音自然會覺得有點混濁。
二階型
高音喇叭串聯電容，並聯電感。低音喇叭串聯電感，並聯電容。這種方法衰減斜率會增至
12dB/octave 40dB/decade。
12dB/octave 頻率2倍時衰減12dB=16倍
40dB/decade 頻率10倍時衰減40dB=1萬倍
這種分音方式，因為高音移相+90° 低音移相 -90°，兩者正好相差180°，所以有人主張必須將高音單元反接，以使其相位一致。其實中音反接也可以，意思一樣。在三喇叭系統時，則是高低音喇叭保持正接，只有中音喇叭反接。 不過我個人不太相信這樣做是王道，認為疑點多多。
三階型
高音串兩個電容，中間接一個電感接到負極。
低音串兩個電感，中間接一個電容接到負極。
這也就是射頻濾波器常用的PI型濾波器。用這種方法濾，波，斜率會增至 18dB/octave 即 60dB/decade
這種方式是所有高級喇叭分音器的主流作法，他就沒有喇叭需要反置的擔憂，頻率響應也很平坦。
18dB/octave 頻率2倍時衰減18dB=63倍
60dB/decade 頻率10倍時衰減60dB=100萬倍
這種分音方式，頻率切割已經非常銳利，兩隻喇叭同時為同樣頻率發聲只有很窄的區域，紙盆震動相位不協調造成的困擾幾乎都消失了，設計師只要將分頻點調到兩個喇叭震動完全同相，就大功告成了。這也是喇叭製造廠的重要KNOW HOW。不輕易告訴別人。但是這種濾波器，數學上是不對稱的。要用技巧克服，方法當然是商業秘密。
四階及更多階
越多階的分音器頻率切換越銳利，分音點越沒有問題，但是其它問題卻很多，所以用的人不多。
三、自己設計分音器
你如果想自己用電腦輔助，設計分音器，就會發現，所有分音器電路都是假想兩隻喇叭的阻抗都是8歐姆，或2/4/6/8 歐姆，但是只要看看喇叭的阻抗曲線就知道喇叭只有在1KHz時是8歐姆。在其他地方及分音點例如：3KHz時，從來不是8歐姆。高音喇叭的阻抗在分音點可能是2歐姆，中音喇叭的阻抗可能是20歐姆，低音喇叭可能是100歐姆，根本沒有一個是8歐姆。套8歐姆怎能算出有用的數字。麻瓜套用公式後會發現，電腦跑出來的電容/電感值與原廠的實際數值差了3倍，而百思不得其解。這好像也是商業機密。
待續 ....................下期預告
(三) 高音喇叭必需反接之迷思。 (談談喇吧)
當音箱內有2個以上的喇叭單體時，就要接分音器，但是接上電容/電感做的分音器後喇叭上的電流會移相。尤其是使用二階分音器時。
二階分音器，就是一個如圖的 2nd Order filter ，依照電腦模擬，在分音點高音喇叭上的電流會移相導前+90°，低音喇叭上的電流會移相落後-90°，兩隻喇叭上的電流就會相差180° 也就是反相。因此就有專家主張高音喇叭應反接以補償這種反相問題。有些名廠的喇叭，高音單元也真的予以反接，有些則仍不反接。 為什麼！

linsong007

关于使用二阶滤波器时 喇叭极性是否反接的问题，关键还是看喇叭本身的频响特性。

不管是滤波器还是喇叭自身，在频率响应发生变化（转折）时 也必然改变了相位（二者是统一体，没有相位的变化是做不出滤波器的）。

假如一个两分频系统，所用的高低音单元都是“平直”响应的全频喇叭，那在使用二阶滤波分频器时就必须高音（或低音）反接，其道理楼上已经讲得很清楚了。

但在实际当中，如果低音喇叭的原始频响曲线，在分频点附近开始转折下降，这就相当于它自带了一个滤波器，这同样会造成一定程度的相移（程度随“斜率”而动）。这时它在经过滤波器后又叠加上一定的相移，这时高低音的相位差就不一定是180度了（说不定就是接近同相位），所以我们会看到即有同相连接 又有反向接的例子。

所以，关键要看您是如何利用喇叭的频响（或相位）曲线来设计分频器的，这决定了是否需要反接。

其实，使用更高阶的滤波器也存在正反接的问题，只是因为斜率已经很陡，即使接错也只形成一个很窄的谷，当这个谷的宽度小于1/8倍程时不至于影响听感。

nuaaz

写这篇文章的人，估计从来没有做过箱。

lbx

学习中

发烧求败

高音正接还是反接 分频做好后 测1米远场 立见分晓

HTC-C720

玩电分了，功分只在电脑箱

lbx

HTC-C720 发表于 2018-2-6 11:47
玩电分了，功分只在电脑箱

玩电分了

拿出來分享一下

dpml

Xc=1/(2x3.14x f xC ) 所以
10Hz时是 2.4K奥姆
100Hz时是 240奥姆
1KHz时是 24奥姆

你代入公式计算一个我看看。

喇叭专家

linsong007 发表于 2018-1-3 00:25
关于使用二阶滤波器时 喇叭极性是否反接的问题，关键还是看喇叭本身的频响特性。

不管是滤波器还是喇叭 ...

为什么不直接有仪器测量呢，计算好像很复杂，你有没有曾经试过用算出来的电路做分频，测出来的系统频响是平坦的？

YAAF

分频器做不好原因 理论大师太多   是一知半解的理论大师