分频器的斜率是什么_斜率有着什么重要作用

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描述

  分频斜率(也称滤波器的衰减斜率)用来反映分频点以下频响曲线的下降斜率,用分贝/倍频程(dB/oct)来表示。它有一阶(6 dB/oct)、二阶(12 dB/oct)、三阶(18 dB/oct)和四阶(24 dB/oct)之分,阶数越高,分频点后的频率曲线斜率就越大。较常用的是二阶分频斜率。高阶分频器可增加斜率,但相移位大;低阶分频器能产生较平缓的斜率和很好的瞬态响应,但幅频特性较差。本文首先介绍了分频器的种类及原理,其次详细阐述了分频器的斜率是什么以及斜率有着什么重要作用,具体的跟随小编一起来了解一下。

  分频器的种类

  按分频器中各单元的电路连接方式,可以分为:串联分频器和并联分频器。现在业界多采用的是并联分频器,其主要

  优点是在于多路扬声器中,每一只都可视为独立的部分。如果采用了串联式的分频器,任一个零件都可能会影响到高通与低通的特性。汽车音响里所应用的都是并联式分频器。

  按电平的高低来分,可以分为高电平分频器和低电平分频器。高电平分频器也是我们通常说的被动式分频器,它是指功率放大器放大的大功率信号,经被动式分频器处理输出到特定的单元。低电平分频器又称为主动式分频器,它是由主动式的电子高通,低通或带通滤波器组成,一般装置在主机,前级处理器或功率放大器的前级部分。

  分频器按重播频带来分,可以分为高通,带通,低通分频器,按分频器的电子元件以及衰减的斜率可以分为一阶,二阶,三阶和四阶的分频器。

  斜率

  分频器的原理

  扬声器系统的分频器电路是由L/C滤波器(电感与电容)所构成的,并联式的分频器设计主要采用三种基本的滤波器

  形式,它们的响应特性如图所示,它们是:低通滤波器,将高频段衰减,通常运用在低音单元;带通滤波器,将高频端与低频端全部衰减,一般应用在中音单元上;高通滤波器,衰减低频段,绝大部分运用在高音单元上。

  滤波器通常可由三项基本特性描述:衰减的斜率,滤波器的中心频率和Q值。斜率一般以每一个倍频程(八度)的衰

  减量为单位dB/Octave。当L与C由不同的电路形态组合之后,滤波器的斜率可以形成每倍频程6,12,18,24dB的衰减量。超过24dB的衰减量的分频网络在被动式分频网络里很少使用,通常应用在主动式电子分频里。这些衰减率同时可以用斜率的阶数来表示,一阶为6dB/Octave,二阶为12dB/Octave,三阶为18dB/Octave,四阶为24dB/Octave的斜率,依此类推。

  斜率

  滤波器不同Q值的频率响应特性

  滤波器的电路谐振频率就是分频点的频率,它是电感L和电容C的乘积,不同的L和C值组合,可以得到不同的响应。

  滤波器的Q值与喇叭单元的Q值,以及单元装箱后的Q值具有相同的关系,Q值是描述分频点处的曲线变化的一个参

  数量。不同的滤波器Q值描绘出不同的衰减响应曲线。不同的响应曲线具有不同的特性,它是都以第一个发现这些响应特性的工程师命名,例如:Chebychev(Q=1),Butterworth(Q=0.707),Bessel(Q=0.58),Linkwitz-Rily(Q=049);Q值越高,在分频点附近变化越剧烈,曲线反应越陡峭;反之则越平滑,越平顺。

  

  分频器的斜率及重要作用

  分频器的分频斜率也就是它的衰减斜率,它通常用每倍频程衰减的分贝数表示,既从分频点开始在衰减曲线的 直线段之间频率每上升或下降一个倍频程信号衰减的分贝值。

  例如,当信号频率从2000Hz下降到1000Hz时信号衰减6dB根据每个滤波器中电抗元件的使用数量可将分频器分成一阶,二阶,三阶和四阶四种形式,分频器对分频斜率以外信号的衰减特性是由每个滤波器中所使用的电抗元件决定的。每个滤波器使用的电抗元件越多,衰减斜率就越大。分频器对分频斜率以外信号的衰减也就越大。

  一阶分频器每个通道只使用一个电感线圈或一个电容器,衰减斜率为6dB/oct;

  二阶分频器每个通道分别使用一个电感线圈和一个电容器,衰减斜率为12dB/oct ;

  三阶和四阶分频器的每个通道分别使用3个和4个电抗元件,衰减斜率分别为18dB/oct和24dB/oct.目前使用最多的是一阶(6dB/oct)和二阶(12dB/oct)分频器。

  三阶,四阶分频器的衰减斜率很大,曲线很陡,能减少相互两只扬声器之间的信号重叠,对减小音箱的相位失真和提高音箱的功率承受能力有利。

  一阶,二阶分频器对信号的衰减比较缓慢,对改善音箱的瞬态响应十分有利。因此,音箱的分频频率和衰减频率必须根据自己的爱好,扬声器的性能指标和对整个音箱的使用要求综合考虑后确定。

  

  分频器的工作看似十分简单,但事实并非如此。

  一方面,电阻器,电容器和电感线圈在电路上相互影响,另一方面,扬声器阻抗随频率变化,使理想的分频器频响曲线很难得到。理论上的高通滤波器频率响应和实际的简单高通网络相比就会发现,它实际上没有包含高频扬声器对分频网络的影响。

  我们已经熟悉分频器将输入音箱的音频信号分成不同频段的一般方法,毫无疑问,这只是分频器的一项重要工作,给扬声器馈送一个合适频段的音频信号曾经是衡量分频器工作好坏的依据,人们一直在探索使分频器具有与教科书上滤波器一样平坦的频率响应和稳定的衰减斜率,似乎只要分频器和扬声器都处在它们最好的工作状态,它们两者合成的频率响应也一定是最佳的。事实上这种情况很难发生。

  计算机模拟技术的发展,使我们能够更精确更详细地预测和最大限度地利用扬声器电声特性,使我们能够利用分频网络地电特性对某只扬声器的频率响应进行补偿。过去,人们总是以理论上完善的分频器频率响应为目标,而忽略扬声器的声特性,现在,取而代之的是重视分频器电性能和扬声器声性能的协同作用,在决定音箱的音质时常常视分频器和扬声器同等重要,因此,音箱总的频率响应是分频器在电路上的修补和扬声器实际声响应的结果。

  倘若一只低频扬声器在低频端的输入声压相对突出,但频率上端则稍有凹陷,通过对分频器的设计就弥补低频扬声器的这种缺陷。分频器还可用来修补音箱的总体性能分频器电路能调整每个频段音频信号的延时和相位,使每只扬声器的输出声压能在房间里重合,通过改变分频器的相位响应,分频频率,以及选择合适的扬声器口径和扬声器相互之间的位置,必然可以获得最佳的音箱频响特性。

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