分频器浅析

分频器浅析音响瓶颈在于音箱，而音箱瓶颈在于高质素喇叭单元....端上一对DIY音箱让大家评头论足：此箱采用的单元为德国意力ELAC铝膜高音，丹麦Scanspeak8545皱皮盆低音。意力铝膜高音+Scanspeak8545低音别看他个子小，不起眼，在一个40平方米的厅内我曾用WADIA20转盘+WADIA15解码+雄狮旗舰前级+贵丰DM-100后级将它驯服得它服服帖帖。不过，它的造价自然也是不菲。下面这对DIY音箱所用的单元是SEAS-E001+Scanspeak8513，分频器上面用了20只电容，有RIFAPHE420、WIMAMKP-10，低频采用了SOLEN12#七芯电感。箱体是全酸枝木的。SEAS-E001+Scanspeak8513SEAS-E001+Scanspeak8513喇叭外圈上方有SONUSFABER字样的钢印，我曾拆开看过，结构类似丹拿，不过也不完全一样，它的磁钢很大、很重，可以拆下来（只要拆去6只内六角螺丝，拿下磁钢后，音圈就暴露在外，拆完之后也可装上去）。音圈骨架是铝合金制成，线圈是铝线的，一旦断脱很难焊接。高音单元则是SCANSPEAK顶级的D2905/9900，（原音响采用丹拿330，据说现在330高音已要价7000元/只，还不一定买得到）。这对音箱的听感完全可以与一些高档落地箱决一雌雄。三款分频器音箱：音响的喉舌，再好的系统，没有好的音箱，也是白费劲。音箱说好做，只要在一个箱子上开一个洞，装上喇叭，接上线，总能响。事实上，真正意义上能做好的又有几个？很多资深发烧友都推荐：音箱占总投资70％以上。想一想，一个普通的发烧友想用一万元投资一套音响，而音箱却要花去6、7千元？难道就没有其他办法了吗？DIY的朋友们一向是无所畏惧的！在DIY中冲出一条路来......自然，也不是蛮干，要讲科学法！难道家中做个消音室，再配一套昂贵的测试仪器？也不可能。关于音箱设计方面的书实在太多了，作为一个普通发烧友，只要知道箱体、分频器的制作是怎么回事就可以了。对于顶级发烧友来说，那又另当别论了。有了音箱，就有了基础，然后DIY一个功放、音源，一套DIY的高级系统就成功了。现介绍用进口单元制造的两台书架箱，一台落地箱厂的分频器电路，供大家参考：音箱的分频器，绝大部分为无源功率分频器，通常称为“巴特沃斯分频器”。它的瞬态响应好，又有平坦的频响特性曲线。然而，自制分频器第一个碰到的就是分频点的问题。其实，只要扬声器单元选得好，分频点取2-4KHz，都可以得出一条平坦地合格的测试曲线。分频点取高一点，高频就比较亮丽，整体音色偏薄。分频点取低一点，重播音色比较厚实。当然，在高音单元性能较差的情况下，分频点取高一点，高音单元安全使用是第一位的，高音单元过多地进入低频，势必烧毁。相反，低频单元过多地进入高频，虽不会烧毁低频单元，但分割震动加剧，对音质不利。分频点取好后，随之而来的就是分频器的“相位”问题。众所周知，分频器中有电容、电感。对于电容来说，通过电容的电流比电压超前90°，而通过电感的电流比电压滞后90°，对于一阶（6db/oct）和三阶（18db/oct）巴特沃斯滤波器来说，它们在分频点附近很大范围内相位的超前和滞后能够相互抵消，可以使通带内的相移刚好为0。所以，一阶和三阶分频器，高低音扬声器可以同相连接。对于四阶（24db/oct）来说，它具有比较好的相位特性，其分频点处的相位差为360°，亦即低高通网络在分频点处相位是相同的。所以，高低音扬声器也是同相连接。对于二阶（12db/oct）分频器来说，在分频点处有180°的相位差，我们必须将高低音扬声器反相连接。当然，有些音箱正面做成斜面，也就是为了校正相位问题。谈了这么多相位问题，无非是希望高低音扬声器在分频点交叉时，能得到一条比较平坦的响应曲线。否则，在分频点附近曲线起伏高低不平，势必导致音质、失真等诸多问题。接下来，是分频器的计算问题。我们来看一看，最简单的一阶分频器6db/oct-3db降落点交叉（高通一只电容，低通一只电感，图略）：6db/oct——是衰减斜率，它表示每个倍频程下降6db；-3db降落点交叉――是功率分配，-3db折算成功率即1/2功率。如果在分频点处，高低音扬声器全功率工作势必在分频点附近，声音特别响。所以，要设法在分频点处，使高低音喇叭各分得一半功率。这样我们可以认为，Xc(高通容抗)＝XL(低通感抗)＝Z（喇叭阻抗），则满足了以上的分频要求。由此等式可得：Xc=1/2πfC=ZC=1/2πfZ(1)，XL=2πfL=ZL=Z/2πf(2)，式中f为分频点频率。(1)(2)式计算出的值，即为高通电容低通电感数值。其它阶数的计算公式都可以通过此基本公式推导而得。然而，当扬声器装入箱体后，由于种种原因，它不仅在分频点附近会产生峰谷，在其它频率点上也会有峰谷产生。（单元本身频响曲线也有起伏）这就要用“RLC”电路来校正。众所周知，当LC串联时，它在谐振频率Fo处的阻抗最小；LC并联时，Fo处阻抗最大。我们把串联的LC（频率调整到频响曲线峰点f处）并联在扬声器两端起到分流作用，使扬声器在f处音频电流减小，从而减小在f处的输出，使频响曲线峰点“拉平”。在LC中串入的电阻R，可以调整峰点降落幅度。同理，如果把LC并联电路串联在扬声器回路中，起分压作用，同样能把峰点压平。说到这里，请大家想一想，如果有一个统一的计算公式，照此做音箱，岂不做出来的音箱都没什么自己的特色了？其实，计算公式只是一个基础，根据各人对音乐的理解，对整条频响曲线作一定的修饰。受BBC经典曲线影响（在3.8KHz处有一个微凹的缓坡），许多英国箱的曲线往往起伏较大，听起来温文尔雅。而德国箱的曲线往往很平直，有时简直是一条直线（分频器中RLC吸收电路特别多），听起来就清爽，各种音乐细节交代的清清楚楚。“世霸”音箱的创始人FrancoSerblin先生曾说过，“所有的设计创作，都应该参考大自然的哲学，不要被冰冷的数字、数据限制了创作的空间。”为什么我们的近邻科技这么发达，而造不出像样的音箱来呢？说到这里，我又要回到原话，对于我们这些初级发烧友来说该怎么办？——一个字“抄”，现在各种杂志上都有仿ProacResponse2.5、ProacReponseOne1s、仿皇冠达雅……就是功放也有仿金嗓子、仿KRELL、仿MARKLevision、仿Pass......但大家注意：“抄”要抄原版的。有些线路经过一些人的加工，就算是厂家提供的线路与实物也有差别。有条件的，最好能解剖实物。如箱体的实际外形、尺寸、壁厚、喇叭、倒相孔、相对位置关系，甚至吸音材料、放置位置、放置量等等，这样，可以减少调试麻烦。最后，谈谈我的听音报告！其实，声音很难用文字来描述。写听音报告，我认为不必描述声音如何如何。如果你要写一对音箱的听音报告，只要写清用什么音源、什么功放，与什么音箱比较（AB比较，）在什么样的听音环境下，多少人听、多少人说A箱好，又有多少人说B箱好。最后能简要地说明，说A箱好的理由，说B箱好的理由就可以了。当然，你所使用的配套器材必须是大家比较熟悉的，有机会听到的。如果用比较好的线材，还必须说明线材的牌子。这里还要说明一点，有机会最好单独请人听，是否是发烧友无关紧要。要相信“不怕不识货，就怕货比货”！我试过多次，绝大多数人是能够听出好坏的。非发烧友，并不知道哪对箱子是厂家的、采用什么单元制造的。这样听起来反而更公正些。若发烧友聚在一起听，最好采用盲听法。