讨论帖：两阶分频在分频点不变的前提下，调整电感和电容大小对声音的变化影响

aomei

原帖子如下：
http://bbs.hifidiy.net/forum.php ... p;extra=&page=7

讨论主题：两阶分频，无论高通和低通，在保证分频点不改变的前提条件下，调整电感和电容的大小，对声音的变化和影响在主观听感有何区别？
欢迎有实际经验和技术含量的烧友踊跃发言，谢谢大家！
可以针对以下具体分频电路图来讨论：



我从原帖子学习后，自己提炼得到的结论，不一定正确，欢迎指正，谢谢！
对于两阶低通分频电路，在分频点不变的前提条件下，调整电感和电容的大小，出来的中频声音是明显不一样的，因为低音和高音单元的能量分布不同而造成中频音色结果不同，频响平直不等于高低音能量分布平衡，具体的规律和音色特点是：
1、如果觉得中频特别是人声过亮，在分频点不变的前提下，可以增大电感，减小电容
2、如果希望中频亮一些，在分别点不变的前提下，可以减小电感，增大电容

低通：分频点不变前提下，电感大电容小，人声暗；电感小电容大，人声亮。
高通：分频点不变前提下，电感大电容小，人声暗；电感小电容大，人声亮。

capa

是这样玩么，数值不一样Q值不一样，频点衰减不一样。

degame

请问如何做到改变电容电感后又能保持分频点不变？
分频器电路是牵一发而动全身的吧？
你听到的区别是分频点漂移后的听感变化的吧？

香山佬

二阶分频 容*感 相乘决定分频点，个别值决定不同曲线。例：

High Pass Impedance: 8 Ohms
Low Pass Impedance: 8 Ohms
Frequency: 2000 Hz

Linkwitz-Riley: HPF C1=4.98 μF L1=1.27 mH; LPF C2=4.98 μF L2=1.27 mH
Butterworth: HPF C1=7.03 μF L1=0.9 mH; LPF C2=7.03 μF L2=0.9 mH
Bessel: HPF C1=5.7 μF L1=1.1 mH; LPF C2=5.7 μF L2=1.1 mH

https://www.v-cap.com/speaker-crossover-calculator.php

一阶线性关系是：
电感越大，低通越少（越低）
电容越大，高通越多（越低）
阻抗越大，滤波越少，通的越多，低通越高，高通越低
（所以，记住一个分频器参数就可以推算出其它分频器来满足不同条件）

从这些一阶关系可以推出楼主总结的二阶关系，如果是中、高音分频。

aomei

香山佬 发表于 2022-7-27 23:21
二阶分频 容*感 相乘决定分频点，个别值决定不同曲线。例：

High Pass Impedance: 8 Ohms

我在实践中发现一个有趣的问题：
调试高通分频的时候，在保证分频点不变的前提下（电感*电容的乘积不变），调整电感电容大小，会导致电容/电感的比例值发生变化，电容/电感越大，也就是电容越大电感越小比值越大，声音越尖锐、越阳刚、越坚硬，测试频响曲线有波浪振铃现象。比值越小，声音越柔和、越舒缓、频响曲线越平坦。

香山佬

可能是前者增大了（少过滤了，压得不够）两单元的谐振峰和失真，还有分频重叠频段的互相干扰。

香山佬

请了解分频器Q值计算的坛友来解说！

开心果

aomei 发表于 2022-7-28 11:33
我在实践中发现一个有趣的问题：
调试高通分频的时候，在保证分频点不变的前提下（电感*电容的乘积不 ...

本来是一个电感电容串联电路，喇叭是个损耗电阻。只有电阻的值在特定的范围内，电路才不会出现震荡。所以改变元件的数值，频响曲线会改变。

yyf901

不要怕麻烦，把频响曲线在文本中编辑成水平直线，然后按贝塞尔等滤波器特性计算出原件值。。。会发现滤波器衰减斜率不同；
再计算滤波器各自的Q值，符合：滤波器Q值越低波纹越小规律。

当元件值不符合如贝塞尔等几种标准滤波器响应，则滤器为“自定义响应”。

喇叭频响曲线非直线，没有电脑时代设计分频器，是通过测量后手工在对数方格本中描绘分频交叉点处左右各1个频程宽的曲线和总频响曲线，反复测量---描绘---计算---调整，非常耗时；
当今在分频器模拟软件辅助下，问题变得简单，效率非常高。

用到的公式：
贝塞尔响应；
L=3^0.5*R/(2πf)
C=1/(3^0.5*2πRf)

巴特沃斯响应：
把上市中的3^0.5改为2^0.5

林奎茨响应：
改为4^0.5

切比雪夫响应：
改为（1+ε^2)^0.5，（ε为小于1的正数，它的取值决定通带内波纹数。音箱滤波器通常取ε=0.69）

中心频率f=5034/(LC)^0.5

Q=(L/C)^0.5/R

香山佬

yyf901 发表于 2022-7-28 13:05
不要怕麻烦，把频响曲线在文本中编辑成水平直线，然后按贝塞尔等滤波器特性计算出原件值。。。会发现滤波器 ...

谢谢，最后一行 Q值 高要 L/C 高，似乎跟楼主经验（滤得多更平坦）相反？

aomei

开心果 发表于 2022-7-28 12:26
本来是一个电感电容串联电路，喇叭是个损耗电阻。只有电阻的值在特定的范围内，电路才不会出现震荡。所以 ...

你的分析，我没有明白。

比如1楼的分频器电路图，其高通，是有T型衰减电路的，这个T型衰减电路，有几个作用：
1、衰减高音声压；2、阻抗匹配；3、稳定阻抗；4、消去回路的震荡。

如你分析那样，这个高通的回路阻抗非常稳定，波动极小，由于有电阻在回路里面，也不能产生震荡。

yyf901

巴特沃斯滤波器Q=1/2^0.5=0.707
计算Q值=1/((1350.6/18.75)^0.5/6)=0.707

用LAB软件：
把单元中间段频响编辑成直线，元件值最小：



把元件改为巴特沃斯滤波器响应值的曲线：
中心频率（拐点）f=1000Hz，R=6欧，L=1350.6uH，C=18.75uF


贝塞尔响应曲线：



自定义响应曲线（多重图标蓝线）：
f=1000，R=6，L=3mH，C=(5034/1000)^2/3=8.45uF

-----
总频响曲线是相邻滤波器响应合作的结果，可以平坦，可以隆起，可以凹陷。

香山佬

yyf901 发表于 2022-7-28 16:04
巴特沃斯滤波器Q=1/2^0.5=0.707
计算Q值=1/((1350.6/18.75)^0.5/6)=0.707

图里分频点都~1700了不是1000 （到3000再落12dB）

yyf901

香山佬 发表于 2022-7-28 13:26
谢谢，最后一行 Q值 高要 L/C 高，似乎跟楼主经验（滤得多更平坦）相反？

纠正我错误：
应该说，“符合：滤波器Q值越低，带内波纹越小规律”比较正确

yyf901

香山佬 发表于 2022-7-28 16:14
图里分频点都~1700了不是1000 （到3000再落12dB）

与存阻负载的理想滤波器曲线不一样（阻抗曲线，其值非恒定）。
障板补偿方法之一与曲线形态一致。

yyf901

香山佬 发表于 2022-7-28 16:14
图里分频点都~1700了不是1000 （到3000再落12dB）

再把阻抗曲线编辑到6欧：

香山佬

yyf901 发表于 2022-7-28 16:58
再把阻抗曲线编辑到6欧：

我的一阶分频实际效果跟用 标称阻抗 很贴近（也见过别人这么说），用实际阻抗曲线计算肯定会差很远。尤其是，我的一只喇叭内一阶分频（容并感，串喇叭+ 陷波器）的去峰变谷频率耳测完全符合计算，准确到0.1khz，调来调去都是。没遇到 1khz 标称阻抗变 1.7khz 实际阻抗啊~~~

开心果

aomei 发表于 2022-7-28 13:53
你的分析，我没有明白。

比如1楼的分频器电路图，其高通，是有T型衰减电路的，这个T型衰减电路，有几 ...

我也没说清楚，
设定分频点和滤波特性后。电感、电容和电阻的数值，只有一个对应值，曲线才比较符合要求。如果这时单独改变其中的某些元件数值，就打破了平衡的条件，曲线就会出现波动。

yyf901

香山佬 发表于 2022-7-28 18:00
我的一阶分频实际效果跟用 标称阻抗 很贴近（也见过别人这么说），用实际阻抗曲线计算肯定会差很远。尤其 ...

阻抗曲线尾巴是上翘的，即每频点阻值不同，滤波器响应曲线就成那样了；
反过来分析，1.35mH和18.75uF响应曲线的目测拐点是1700的话，1700处的阻抗在1.35*1700/(1.414*159)=10.2欧左右，不是6欧姆；
（16楼：把尾巴阻抗都改成6欧，拐点就在1000赫兹处了）
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12和16楼图表明，未经阻抗补偿的曲线与经过阻抗补偿的曲线，仅决定滤波后的曲线形态，但滤波器特性没有变；不是有些人理解的“分频点漂移”；
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12楼内容用到的阻抗曲线：


16楼用到的阻抗曲线：

香山佬

yyf901 发表于 2022-7-28 20:24
阻抗曲线尾巴是上翘的，即每频点阻值不同，滤波器响应曲线就成那样了；
反过来分析，1.35mH和18.75uF响 ...

明白你的意思，下次我设计个实验扫频耳测。（譬如：高音串1uF，分频点不是 f=160khz/标称阻抗，而是阻抗曲线 z(f)=160/f 之处，差距应该很大。或者图里的喇叭串0.6mH低通，标称阻抗6ohm分频点1.6k=160hz*6ohm/0.6mH，曲线阻抗要满足 f=160hz*z(f)/0.6mH 分频点5k 阻抗19ohm，两者在5k处相差10dB了。）