分頻器 - 音箱內(nèi)的一種電路裝置
分頻器是音箱內(nèi)的一種電路裝置,用以將輸入的音樂信號分離成高音、中音、低音等不同部分,然后分別送入相應的高、中、低音喇叭單元中重放。分頻器是指將不同頻段的聲音信號區(qū)分開來,分別給于放大,然后送到相應頻段的揚聲器中再進行重放。在高質量聲音重放時,需要進行電子分頻處理。從電路結構來看,分頻器本質上是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網(wǎng)絡,高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號;低音通道正好相反,它只讓低音通過而阻止高頻信號。
用途
分頻器是指將不同頻段的聲音信號區(qū)分開來,分別給于放大,然后送到相應頻段的揚聲器中再進行重放。在高質量聲音重放時,需要進行電子分頻處理。
概述
分頻器是指使輸出信號頻率為輸入信號頻率整數(shù)分之一的電子電路。在許多電子設備中如電子鐘、頻率合成器等,需要各種不同頻率的信號協(xié)同工作,常用的方法是以穩(wěn)定度高的晶體振蕩器為主振源,通過變換得到所需要的各種頻率成分,分頻器是一種主要變換手段。早期的分頻器多為正弦分頻器,隨著數(shù)字集成電路的發(fā)展,脈沖分頻器(又稱數(shù)字分頻器)逐漸取代了正弦分頻器,即使在輸入輸出信號均為正弦波時也往往采用模數(shù)轉換-數(shù)字分頻-數(shù)模轉換的方法來實現(xiàn)分頻。正弦分頻器除在輸入信噪比低和頻率極高的場合已很少使用。
對于任何一個N次分頻器,在輸入信號不變的情況下,輸出信號可以有N種間隔為2π/N的相位。這種現(xiàn)象是分頻作用所固有的,與分頻器的具體電路無關,稱為分頻器輸出相位多值性。
原理
從電路結構來看,分頻器本質上是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網(wǎng)絡,高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻此低頻信號;低音通道正好想反,它只讓低音通過而阻此高頻信號;中音通道則是一個帶通濾波器,除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過,高頻成份和低頻成份都將被阻止。在實際的分頻器中,有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要加入衰減電阻;另外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構成的阻抗補償網(wǎng)絡,其目的是使音箱的阻抗曲線心理平坦一些,以便于功放驅動。
由于現(xiàn)在的音箱幾乎都采用多單元分頻段重放的設計方式,所以必須有一種裝置,能夠將功放送來的全頻帶音樂信號按需要劃分為高音、低音輸出或者高音、中音、低音輸出,才能跟相應的喇叭單元連接,分頻器就是這樣的裝置。如果把全頻帶信號不加分配地直接送入高、中、低音單元中去,在單元頻響范圍之外的那部分“多余信號”會對正常頻帶內(nèi)的信號還原產(chǎn)生不利影響,甚至可能使高音、中音單元損壞。
作用
分頻器是音箱中的“大腦”,對音質的好壞至關重要。功放輸出的音樂訊號必須經(jīng)過分頻器中的各濾波元件處理,讓各單元特定頻率的訊號通過。要科學、合理、嚴謹?shù)卦O計好音箱之分頻器,才能有效地修飾喇叭單元的不同特性,優(yōu)化組合,使得各單元揚長避短,淋漓盡致地發(fā)揮出各自應有的潛能,使各頻段的頻響變得平滑、聲像相位準確,才能使高、中、低音播放出來的音樂層次分明、合拍,明朗、舒適、寬廣、自然的音質效果。
在一個揚聲器系統(tǒng)里,人們把箱體、分頻電路、揚聲器單元稱為揚聲器系統(tǒng)的三大件,而分頻電路對揚聲器系統(tǒng)能否高質量地還原電聲信號起著極其重要的作用。尤其在中、高頻部分,分頻電路所起到的作用就更為明顯。其作用如下:
合理地分割各單元的工作頻段;
合理地進行各單元功率分配;
使各單元之間具有恰當?shù)南辔魂P系以減少各單元在工作中出現(xiàn)的聲干涉失真;
利用分頻電路的特性以彌補單元在某頻段里的聲缺陷;
將各頻段圓滑平順地對接起來。
顯然,分頻電路的這些作用已被人們所認識和接受。
應用
鎖相環(huán)頻率合成器因其良好的性能是目前使用的主流合成器結構之一,其中的分頻器是整個合成器的關鍵部分,它的工作效果將直接影響整個合成器的最終結果。而且,在研究小數(shù)分頻器時,多模分頻器相比于雙模分頻器有不可替代的作用。在基于鎖相環(huán)的頻率綜合器中,分頻器是其中一個非常重要的模塊,它是頻率綜合器提供多個高精度頻率信號并且是實現(xiàn)高速低功耗電路的關鍵和前提。
