DIY音响(二)-分频器制作

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1、DIY音响(二)-分频器制作分频器在音箱系统中的作用用“举足轻重”一词来形容一点也不过分。然而这一个非常重要的问题却又是一个极易被一般爱好者所忽视的问题。我常常见到有些DIYer到器材店去买分频器时最关心的是几分频、几阶滤波，价格几许。好一些的情况也就是挑一下与自己的单元相同的品牌，注意一下电感的线径，电容的材质，分频点是多少。至于这只分频器的设计是否合理，是否适合自己的单元却很少见到有人会去关心，这很有些“买椟还珠”的感觉。在DIYer中还存在这样的一个看法：分频器的滤波阶数取高些好，理由是可以得到陡峭的衰减特性，因此单元之间的干扰就小。但事实上我们应

2、该知道这样的一个常识：电抗器件（或者说是惯性元件）对通过的交流信号有相移，每一阶最大的相移量达到90度。照此计算，一个四阶滤波器最终将产生360度的相移。如此一来，高低频单元的相位就必须衔接的非常好，否则稍一错位就会出乱子，出现一系列的峰谷。然而这还不算最糟的，更糟的是由于相位变化的剧烈带来了大量的相位失真。从这个意义上说，不用滤波器最好，但并不现实。既然必须采用滤波器，就我个人的看法，滤波的阶数应该是少些好。可是如果滤波阶数太少又得不到足够的衰减率，这对单元也是一个很大的折磨，这又是一个矛盾。一般来说，解决这个矛盾采用二阶滤波还是比较合理的。理由是：（

3、1）由于标准二阶滤波衰减斜率为12dB，在正常情况下是足以应付；（2）由于最大相移为180度，因此比较容易实现相位对接，同时相位失真也在可忍受范围。一个设计、制作优良的分频器，应该是针对某一组单元度身定做的，没有一个放诸四海皆真理、那种万金油似的分频器。道理非常简单：每一款杨声器由于设计、制作上的差异，都有不同的特性。从声压特性、阻抗特性到相位特性都有所不同。设计一个分频器应该将这些因素综合考虑，使得各单元的优点得以充分发挥，缺点得以有效抑制，方可算得上是一个成功的设计。我们以往设计分频器选择器件参数时比较常用的方法是采用教科书上所介绍的，根据分频点、衰

4、减斜率进行计算得到的。从理论上来说，这样没什么错。问题在于书上所介绍的方法基于一个并不存在的条件：即所用的单元都是理想器件，这样的单元在本世纪肯定是造不出来的了，因此这样的条件无异于空中楼阁。我们目前所制造使用的单元都不是理想器件，如何解决这些问题是一个优秀的设计师所应具备的能力。而这也正是使许多“土炮友”感到困惑的地方，甚至一些业内混了很多年的“工程师”也在困惑。单元的不理想性主要体现在两个方面，分别是单元阻抗的非线性和声幅射的非线性。阻抗的非线性体现在它的非纯阻性，它的阻抗模与阻抗角都是频率的函数（见图1）。声幅射非线性的成因主要是由于非活塞振动所造

5、成的，因为在非活塞振动区域的声幅射是由单元上个质点幅射的合成，由于各质点振动的幅度与相位都不一样，因此合成的声压与相位也都是很复杂的频率函数（图2）。  图2说一千道一万，尽管知道了这些因素的存在，但要真正的解决这些问题仍然是困难重重。因为我们尽管知道单元有非线性的特点，但每一款单元的特性又是各不相同的。我们只有了解了每一款单元的具体特性才能够对症下药。我这样的一个观点不知大家是否同意：“曲线好的不一定是好音箱，曲线不好的一定不是好音箱”，因此我们首要的任务就是先把曲线做好。而要做到这一点，首先必需了解所选用的单元特性，正所谓：“知己知彼，百战不殆”。就

6、象乘热气球无法登月一样，获取这些资料必需借助一些必要的测量设备。由于扬声器单元阻抗的非线性即非纯阻特性，因此当分频器接入的时候将使滤波器的衰减特性偏离理论值很多（参见图3）。在该例中实际的负3分贝频率要高出理论值一频程之多（不同的单元偏离也各不相同）。为解决这一问题，多年前有人提出了所谓的“零失真分频器”的概念。这一概念的中心思想是利用RC回路的特性来补偿单元等效的RL特性，还有人给出了计算公式，这似乎是个不错的主意。可经分析发现这个公式并不能真正解决这个问题。原因在于给出公式人概念的混淆上，因为他们将RL与RC回路的特性都当成了纯阻特性来对待。稍有些电

7、路常识的人都知道：RL与RC回路不仅是阻抗模值随频率变化而变化，阻抗角也是在变化的，如果不将这些因素都考虑进去，计算结果的正确性可想而知了。图3 即使我们解决了由阻抗非线性带来的麻烦，声压的非线性依然困扰着我们。一个典型的低频单元的声压特性如图2。这是安装在HoneyOne的实验箱体中测量出的曲线，92Hz的谷点就是二级倒相特有的谷点。从图中我们可以看到自200Hz到1200Hz这一区间有一段约6dB的爬坡，这是小口径单元的一个共性。在高端即将下跌前（5.6kHz处）出现了一个落差达7dB的谐振峰，这也是许多中低频单元所共有的一个特性，区别在于高度的不同

8、，高者达十几分贝，而低者仅三五分贝。这个峰点被我们戏称之曰“鸡尾巴”。一个单元如