第四章 信号处理设备――分频器

•在音响系统中，分频就是把信号分成两个或两个以上的频段。它能使扬声系统中的各种扬声器都工作于最佳的频率范围内，从而提高了功放的工作效率，降低了音箱的频率失真，实现了高保真重放声音信号的目的。定义•用于实现分频任务的电路或音频设备称为分频器分频器的种类•１．按工作原理分•根据分频器所处的位置不同，可分为功率分频器和电子分频器两种，如图4-36所示。(b)电子分频（a）功率分频•2．按信号频段分•根据输出信号频段可分为二分频、三分频和四分频。功率分频器•功率分频器是在功放输出和组合扬声器之间接入的无源LC分频网络，通过高通、带通和低通滤波器把高、中、低音成分的功率分别送到相应的扬声器中去，使扬声器在特性最佳的频率范围内工作，从而改善了扬声器的频率失真、谐波失真和互调失真，分别得到高保真的高、中、低音常用的分频电路常用功率分频器频响曲线二分频三分频无源LC功率分频器存在的优点•功率分频的结构简单、造价较低，而且可以独立安装在音箱箱体内的一角，因而在非专业场合和民用产品中的应用很广泛。无源LC功率分频器存在的缺点•⑴由于扬声器是分频器的负载，其阻抗较低，而且工作电流较大，因此低频分频电感要求线径粗、体积大。若采用带磁芯的分频电感时，会因磁芯材料导磁率的非线性特性而引入各种失真。•⑵因功放与扬声器之间串入了L、C元件，必然会增加功放输出功率的损耗；更严重的是加大了功放的等效内阻，降低了功放对扬声器的阻尼系数，音质会受到影响。•⑶LC分频网络要求负载阻抗恒定，而动圈式扬声器的阻抗随频率变化而变化，这使得无源LC功率分频器的分频点难以控制，从而影响了分频精度并导致分频点附近频率响应曲线的平滑度变差。电子分频器•电子分频器位于功率放大器之前，借助高通、带通和低通滤波器分频，把分好的信号电压分别送入三组功放，再由功放直接驱动各自的扬声器•电子分频方式使功放与扬声器之间只有功率传输线，而没有影响音质的其它环节，从而降低了失真，提高了功放对扬声器的阻尼系数。由于电子分频器的负载是功放的输入阻抗高而且稳定，所以能很容易地调整分频点和控制分频精度。而且由于电子分频器的每一频段的带宽较窄，使非线性畸变引起的高次谐波受到抑制，降低总谐波失真和互调失真。电子分频器克服了功率分频器中存在的缺点，但增加了成本和系统调试的难度，因此多被用于专业场合电子分频器的工作原理及电路分析采用滤波运算综合法的二分频电子分频器框图电子分频器的工作原理及电路分析•采用直接滤波法的三分频电子分频器框图电子分频器的使用•⑴SYSTEMGAIN：系统增益•该旋钮控制从调音台输出信号的增益。一般情况下，应设置在“0”位置。如果设置为负值，该系统的噪音会降低，其动态范围也相应减小；如果设置为正值，其动态范围会增加，但系统噪音也会相应增加。•⑵低／中频频点选择：•控制20Hz～400Hz的音频频段，决定从低频到中频的带通区中－3dB分频点。•⑶中／高频频点选择：•控制200Hz～4000Hz的音频频段，决定从中频到高频的带通区中－3dB分频点。•⑷高／超高频频点选择：•控制2000Hz～20kHz的音频频段，决定从高频到超高频的带通区中－3dB分频点。•⑸～⑻为LF/MF/HF/VHFLEVEL：低／中／高／超高频电平控制旋钮•每个带通部分都具有一个电平控制旋钮，用来补偿扬声器的匹配，一般情况下，高通部分用于多路系统中的号角驱动器。•⑼HFEQIN/OUT：高频均衡开关•用于两路分频系统，按下“IN”高频的每倍频程提升6dB。•⑽40HzBOLLOFF：40Hz低频衰减开关钮•按下此开关，40Hz以下的频率成分按每倍频程24dB衰减，以保护低音扬声器在这个频点下正常操作。此设置只影响低频带宽，此功能未启动时，低频截止于10dB。•⑾20kHzBOLLOF：高频切除开关•按下此开关，20kHz以上的频率成分按每倍频程18dB衰减，以保护高音扬声器不至于烧毁。此设置只对高频带宽起作用，此功能未启动时，高频截止于50kHz。•⑿POWERON/OFF：电源开关•⒀～⒁SYSTEMINPUT：系统输入插座•其中⒀为平衡式卡侬信号输入插座；⒁为非平衡式两芯信号输入插座。全音域信号从此输入，两组插口为并联方式，可任意选择。•⒂VHFOUTPUT：超高频输出•超高频平衡式卡侬信号输出插口、超高频非平衡式两芯信号输出插口，两组插口为并联方式，可任意选择。•⒃HFOUTPUT：高频输出•高频平衡式卡侬信号输出插口、高频非平衡式两芯信号输出插口，两组插口为并联方式，可任意选择。•⒄MFOUTPUT：中频输出•中频平衡式卡侬信号输出插口、中频非平衡式两芯信号输出插口，两组插口为并联方式，可任意选择。•⒅LFOUTPUT：低频输出•低频平衡式卡侬信号输出插口、低频非平衡式两芯信号输出插口，两组插口为并联方式，可任意选择。二分频系统使用设置表