论低音炮前级电路中高通滤波器的作用

degame

       我们知道在低音炮前级电路中都会有一级低通滤波器来滤除中高音信号，但在一些比较高档一些的低音炮电路中我们会发现还有一级高通滤波器，包括我们熟知的bose的所谓“动态压缩低音炮前级电路”，这里再次借用M版的电路：

图中画红圈处就是一级二阶高通滤波器，该电路经过计算其截至频率是33.86Hz，Q值为0.5。
我之前一直认为这个电路的作用就是滤除低于33.86Hz的信号，以降低低音喇叭在超低频处的振幅，减轻喇叭功率方面的压力而已，因为很多低音炮音箱是放不出这么低频率的信号的，而这些超低频信号却会给喇叭带来很大的振幅，使喇叭失真，功率承受能力变小，严重的可能会损坏喇叭，还不如在前级就把这些没用的信号切除掉。
       我在音箱板块混了一段时间后才发现，上面的作用只是其中一个，事实上还有另外一个比较重要的作用，就是可以缩小箱体大小的作用，但如果应用得不好，可能会适得其反，下面我慢慢道来：
以惠威的D10.8为例，我模拟了一个倒相箱：

数据看起来不错，下潜到26.66Hz。
但箱体大小已达到145升，如果是用来做落地主音箱的话可能还能接受，如果用来做炮的话这个体积就实在是太大了……。
而且做炮的话，功率承受能力不足也是个问题：

看上面三个图，我们分别把喇叭配置界面那里的附加分析勾上两个非线性，音箱界面也勾上模拟导声管非线性，然后在常规设置那里模拟加大功率看看如何，
图中模拟把功率加大到100W，因为这个喇叭官方给出的额定功率是150W，也就是说其音圈能承受150W的电功率输入，我们这里只模拟100W就好。
然后就会得到一个SPL输出图：

可看到在这么大功率输出的情况下，这个音箱的SPL曲线已经变形，低频在50Hz处开始滚降。
说明什么？说明前面模拟的这么大的音箱，这么低的下潜数据，在100W功率下已经没有意义（虽然我们平时基本上不会开到100W的功率来听歌）。
所以，这个喇叭做成炮箱的话，有必要缩小一些箱体体积和提升一点下潜，以获得更高的功率承受能力。
那么下面我们模拟在前级电路中加入一级前文所说的高通滤波器试试：

点击音箱/滤波器选项
新建一个二阶高通滤波器：

设置截止频率为33Hz，Q值为0.5，于是得到这么一个SPL曲线：

下潜变为48Hz，曲线也变形了，由此可见这个高通电路这么直接应用是不行的。
那么要是直接强行缩小箱体不用高通会怎么样：

箱体缩小到65升的曲线如上图，低频处高高隆起的曲线表明这样也行不通。
当我们缩小箱体的同时也把这个高通用上会怎么样？看下图：

曲线变得平直了，下潜为41Hz，有些朋友可能就觉得41Hz的下潜是不是太高了？
但相信我，10寸喇叭能做出41Hz下潜的低音炮已经很了不起了，41Hz下潜的低音已经非常有量感和质感了，你再往下看我的分析就会明白。
我们再分析一下这个音箱在大功率下的表现：

该音箱在100W功率下曲线无明显变形，上图是喇叭满功率150W的曲线图，也无明显变形，只是下潜上升了一点，到47Hz，但与前面的140升箱体相比好了很多。
然后我们再分析一下喇叭的振幅：

上图是喇叭的振幅，可见即使喇叭处于150W的满功率下，喇叭的最大振幅在50Hz处，振幅达到13mm，大家可自行查看一下惠威D10.8的官方资料，该喇叭的最大不失真冲程为16mm。
也就是说这个音箱在150W的满功率输入情况下喇叭依然稳如泰山，毫无失真的迹象！

所以这个65升箱体+高通滤波器的方案是这个喇叭做低音炮的最佳方案，承受功率大，无明显非线性失真。
那我们再看看前面的140升的箱体也没有滤波器的音箱振幅情况如何：

查看上图就会发现，在50Hz处，喇叭振幅已经达到16.1mm，已经超出该喇叭的不失真冲程范围，而且这个还是只是100W的功率下的振幅，根本没法上150W.


以上就是低音炮前级电路中高通滤波器的应用示例。
总结：
      低音炮前级中的高通滤波器不能乱用，用不好会适得其反，用得好的话有奇效！
用得好的话不光能切掉无用的超低频，还能在缩小箱体体积和提高音箱功率承受能力上发挥重要作用。

零三翟邢止胃

还能在缩小箱体体积和提高音箱功率承受能力上发挥重要作用。

bzmgbz

专业贴！！

另外一个重要作用：通过采用高Q值的高通滤波器，可以在40至60HZ提升低频，实现小体积音箱、小口径喇叭也有好的低频。

degame

bzmgbz 发表于 2019-3-7 11:00
专业贴！！

另外一个重要作用：通过采用高Q值的高通滤波器，可以在40至60HZ提升低频，实现小体积音箱、 ...

这个想法可以，但忽略了一个问题，喇叭冲程的问题，一般来说小口径喇叭，比如6.5寸的，要设计出下潜到40Hz的音箱，需要的冲程大大超出了喇叭的极限，得不偿失……，我模拟过，6.5寸喇叭，40Hz的下潜下，即使给它20W的功率，喇叭也会打底……

jzh102

低音炮前级中的高通滤波器不是可以调整的吗

degame

似乎大家对这个问题都没兴趣哦……

degame

jzh102 发表于 2019-3-7 15:14
低音炮前级中的高通滤波器不是可以调整的吗

什么意思呢？比较普通的低音炮前级是没有这个电路的。

啸竹

与其加一个高通 ,还不如研究一下PEQ, 比如B15A低音炮里那个4运放PEQ  . 或者使用DSP处理

低音炮的频率很低,  一般家庭没有巨大尺寸的低频陷阱或者厚吸音墙, 根本不可能解决驻波问题, 驻波会导致频响剧烈起伏 有时候10分贝打不住.     所以最重要的是压掉驻波, 拉平频响.

scjayyldiy

中小口径喇叭要发出有质感的低音必须有高通滤波截除超低频。

degame

啸竹 发表于 2019-3-7 21:59
与其加一个高通 ,还不如研究一下PEQ, 比如B15A低音炮里那个4运放PEQ  . 或者使用DSP处理

低音炮的频率很 ...

你说的是房间声学方面的问题了，前提条件是首先我们需要一个能输出平直曲线的音箱，然后才能根据房间声学来压驻波，拉平曲线。
所以，使用这个电路的目的是先把音箱的曲线拉平了，然后才能拉平房间曲线对吧？

零三翟邢止胃

驻波会导致频响剧烈起伏 有时候10分贝打不住.     所以最重要的是压掉驻波, 拉平频响.

nierduo

m版的电路是可调Q值，实际上就这个高通低Q值听感并不好且带外衰减也会变缓

degame

nierduo 发表于 2019-3-8 13:46
m版的电路是可调Q值，实际上就这个高通低Q值听感并不好且带外衰减也会变缓

对的，Q值要根据音箱的特性做一些变化才行。

啸竹

degame 发表于 2019-3-8 09:52
你说的是房间声学方面的问题了，前提条件是首先我们需要一个能输出平直曲线的音箱，然后才能根据房间声学 ...

拉平曲线靠PEQ或者DSP而不是高通。相反，这个高通是牺牲频响而降低失真

野人之爱599

degame 发表于 2019-3-8 09:52
你说的是房间声学方面的问题了，前提条件是首先我们需要一个能输出平直曲线的音箱，然后才能根据房间声学 ...

我觉得，房间内的声学也会反馈给音箱...使音箱的参数改变。是吗？

gyqcxtgyqgyqgxc

你好 有空可以帮我模拟看看这款新单元可以做倒相还是密闭？箱体多大合适。 下潜能到多少？

gyqcxtgyqgyqgxc

看看

admo

啸竹 发表于 2019-3-7 21:59
与其加一个高通 ,还不如研究一下PEQ, 比如B15A低音炮里那个4运放PEQ  . 或者使用DSP处理

低音炮的频率很 ...

买个MINIDSP就行，配合REW测量结果

rush

次声波可不好听，还耗电

OP37

我模拟的100升D10.8可以到30Hz，对D10.8来说100升加高通可能更好，65升有点尴尬，书架不像书架落地不像落地，10吋喇叭不能到40Hz以下太浪费了，频率越低越珍贵。