一文帶你了解分頻器、分頻點和設置的規(guī)則
長期以來，人們對分頻器有一些錯誤的認識，不知道分頻器是什么和在多功放擴聲系統(tǒng)中怎么使用。過去，只有專業(yè)設計人員才能更改處理器的設置，而今天，可設置的DSP 處理器則允許普通用戶調(diào)整其參數(shù)?？刹恍业氖牵谝繇懴到y(tǒng)中，僅對廠家的推薦設置做微小的改變，就可能對其系統(tǒng)性能產(chǎn)生巨大的影響。
什么是分頻器？
分頻器可定義為：將輸入的電信號分離成兩路單獨的信號，且使每一路信號的帶寬均小于原始信號的帶寬，這種由一對或多對濾波器構(gòu)成的裝置就稱為分頻器。也可稱為“頻率分配網(wǎng)絡”。
分頻器通常由高通(低切)濾波器（簡稱為HPF）和低通（高切）濾波器（簡稱為LPF）組成。濾波器是一種頻率選擇器件，可以通過被選擇的頻率而阻礙其他的頻率通過。濾波器通常有以下三個參數(shù)：截止頻率，網(wǎng)絡類型，斜率。截止頻率是指濾波器的響應在低于它的較大電平時跌落到某點的頻率，通常為較大電平的0.707 倍或0.5 倍，或下降3dB 或6dB時的頻率。
什么是分頻點？
分頻點通常定義為兩個分頻器的響應（一般由一個LPF 和一個HPF 組成）互相交叉處的頻率，可能是兩個電子分頻器（從動或主動式）電學特性上的分頻點，或者是兩個聲學濾波器上的分頻點。任何喇叭單元實質(zhì)上都是一個濾波器，每一個都有他們內(nèi)部所固有的高通和低通濾波器，以及固有的截止頻率，斜率，網(wǎng)絡類型。
人們經(jīng)常會問：“對某個系統(tǒng)來說分頻點是什么？”其實他們想知道的是對這個系統(tǒng)來說總體聲學分頻點在哪里？一個系統(tǒng)的總體聲學分頻點取決于這個系統(tǒng)中電子濾波器與喇叭單元頻率響應的數(shù)學組合，當一個電子濾波器添加到一個聲學濾波器系統(tǒng)時，他們的頻率響應將疊加，形成一個全新的響應曲線。
分頻器的設置
任何分頻器的設計都是努力將兩個或多個不同頻帶的喇叭單元結(jié)合起來，并具有平坦的響應轉(zhuǎn)換以得到全音頻的揚聲器系統(tǒng)。分頻器的設計就是將部分頻率重疊的喇叭單元，結(jié)合后不產(chǎn)生新的尖峰或深谷，而且在相位響應方面也非常順暢。這里所說的相位，是分頻網(wǎng)絡斜率相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，不同的Q值具有不同的相位。例如奇數(shù)階的Butterworth濾波器的高通/低通濾波器的相位具有恒定90度反相的特性，而偶數(shù)階的分頻器，其相位的相對關(guān)系是同相的或180度反相(這時只要將高音的相位反過來就可以了)。
在汽車音響里，套裝喇叭所帶的被動式分頻器已經(jīng)由品牌設計;在這里我們講的分頻器設置，是基于被動式分頻設計里，可以作為參考用作主動式電子分頻的設置。
A、分頻器階數(shù)的選擇
不同階數(shù)的分頻網(wǎng)絡，有不同的特點。
一階的Butterworth分頻器是完全符合最小相位的標準的，它在所有的頻帶上產(chǎn)生零相位響應，同時具有平坦的振幅響應，這對喇叭本身的要求較高，在汽車音響里較少應用。
二階的分頻網(wǎng)絡是目前業(yè)界應用最廣泛的分頻網(wǎng)絡，但由于要保證良好的相位，頻響以及群延遲響應，正接的極性相位為180度反相，所以在分頻設計中一般反接高音，這樣可以達到理想的效果。
三階或四階的分頻網(wǎng)絡是較高衰減斜率的分頻網(wǎng)絡，它們的衰減量比較大，在被動式的分頻網(wǎng)絡里，通常應用較少。只有在三分頻的被動式分頻器中，作為中高音部分的分頻網(wǎng)絡，有些品牌應用這樣的高階。
相應地，在主動式電子分頻的階數(shù)選擇里，通常高音，中音和中低音的分頒銜接點，選擇高階的分頻網(wǎng)絡，許多人推薦選擇用四階，是因為四階網(wǎng)絡沒有相位差，有更好的相位響應。
B、分頻點的選擇
兩路兩分頻系統(tǒng)的中低音/高音的分頻點的選擇，除了要遵循關(guān)干中低音，高音的特性選擇外，一般地，在汽車音響中由干兩分頻系統(tǒng)的單元距離較遠，分頻點官低不宜高，這可以盡量避免中低音的指向性，并目避免中低音喇叭在高頻的分割振動而產(chǎn)生的失真，話合的分頻點一般在2K-4KHz。具體的分頻點還要與單元本身的特性來考慮，如它的離軸響應(指向性):諧振頻率點等。
三路三分頻揚聲器系統(tǒng)中要設詈中低與中音的分頻點，高音與中音的分頻點。
由干三分頻喇叭的重晷頻率多，可以選擇各種不同的分頻點的設計，因此在汽車音響的三分頻網(wǎng)絡設計里，有著各種不同的流派:有的追求音像的精準定位，有的追求聲音的真實聽感，有的兩者蔣顧。
通堂的選擇原則是:中音喇叭與中低驪嗩叭的分頻點在保證良好音質(zhì)時,分頻點盡是低，使電多的聲音從中頻喇叭發(fā)出。
通常錐盆中音的選擇可以為250Hz至400Hz，越低，使人聲的大部分基音從中音發(fā)出來。
中音和高音喇叭的分頻點選擇要看改裝方式,如果兩個單元安奘在一起,分頻點的選擇可以更低一些,使聽感更細膩，解析力更高。
如果中音喇叭與高音喇叭的安裝距離較遠，為保證良好的聲像定位和聽感，分頻點需要適度拉高，如到5kHzc以上，這時讓中昔喇叭完成所有音樂和人聲的其頻部分，定位清斷而精準。
高音此時更多的是泛音的道染。另外在汽車音響的玲聽環(huán)境中，臉聽者是典型的近場聆聽，所以在分頻器的設計中，應以偏軸15-30度的響應曲線來進行設計，這時可得到膠住的整體效果。
C、揚聲器系統(tǒng)的音響性中心
在分頻器的設計中，上述許多的理論分析全部是將單元的輻射特性看作完全一致的，也就是說它們在空間中完全是在相同的點，相同的時間中輻射出來的，顯然這并不符合汽車音響的揚聲器系統(tǒng)的工作方式。
由于喇叭單元本身的特性，當喇叭單元之間的距離越遠，輻射曲線的裂辨狀響應越嚴重。唯一的解決方法是將單元之間的距離盡可能靠近，同時高音與低音單元之間的距離不可超過分頻點的頻率的波長，這在兩分頻的汽車音響系統(tǒng)里是不可能完成的改裝，這也是為什么三分頻相對于兩分頻有越來越大的優(yōu)勢。
在兩分頻的揚聲帶系統(tǒng)中，只能是使分頻點盡可能低;而在三分頻的系統(tǒng)中，應盡量使中音與高音單元安裝在同一水平面或平行面上，而且盡量靠近。
揚聲器系統(tǒng)的音響性中心，是指系統(tǒng)輻射中央的真正位置，對這個位置的理解，有助于使分體式揚聲器的整體響應得到最佳的效果。在汽車昔響中由于空間狹小，與家用音響對比來說，中心位詈較難確定。
但是作為對其技術(shù)原理的理解，可以方使我們在改裝汽車音響時，注意與其原則相吻合，在汽車音響改裝基礎部分，我們會詳細介紹喇叭單元的擺位。
分頻器中的電子元件
A、電感
電感在揚聲器系統(tǒng)的分頻器中，一般使用兩種形式的電感:空芯電感和鐵芯電感。鐵芯電感是使用變壓器中的薄鐵片或其他形式的鐵氧體物質(zhì)，通常只用在需要電感值較高但無法由空芯電感獲得低直流電陰的場合中使用。
由于鐵芯電感具有磁飽和而在大電流的情況下造成失真，所以鐵芯電屬于一種妥協(xié)的產(chǎn)物。
空芯電感不存在磁飽和的現(xiàn)象，但是由于大電感值時繞結(jié)要多，體積相對要大，成本也相對要高，但必須采用較粗的繞線，以保證不會出現(xiàn)電阻增加的現(xiàn)象。
B、電容
選擇電容的材質(zhì)通常是由損失因數(shù)和價格而決定的，這也意味著中/高音域不超過20uF的電容可采用高品質(zhì)的聚丙烯電容如Macfe麥卡非電容或者是MKP電容)，其它絕大部分的應用中則使用無極性的電解電容。
在分頻器應用中，電容最關(guān)鍵的因素還有容差的問題，容差越小的電容，分頻器的一致性就越好。
C、電阻
現(xiàn)在許多分頻器應用的電阻多是白色水泥大功率電阻，電阻的功率越大，電阻體積越大。在高檔的分頻器中，在小功率的狀況下，也有采用金屬電陽，這對音質(zhì)有一定的幫助。而金屬散熱電阻由于價格比較高，盡管音質(zhì)最好，一般也只有在最頂級的揚聲器系統(tǒng)才可以看到。
D、分頻器中常用到的電子線路
分頻器中還有許多特殊設計的電子線路，如單元負載補償電路，單元的衰減電路，響應整形電路，它們的目標是用來修正喇叭的頻率響應特性等。這通堂是作為被動分頻網(wǎng)絡的應用，這里就不作介紹。
粵網(wǎng)文〔2021〕3068-450號
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