家用音响中二阶三分频功率分频器的设计与制作

杨世明 肖韩凤 重庆水利电力职业技术学院

家用音响中二阶三分频功率分频器的设计与制作

杨世明 肖韩凤 重庆水利电力职业技术学院

音箱分频器在音响系统中有着重要的作用，由于分频器放置于音箱的箱体中，很多生产厂家为了节约成本，往往不注重分频器的品质，由此形成制约音响系统的瓶颈，针对这种情况，本文探讨了如何自制分频器来替换原本不是很满意的产品。

分频器 参数 确定 制作

在家用音响系统中，要想还原出清晰、逼真、令人陶醉的声音，在选择音响器材时，从音源，连线、功放一直到音箱都要精挑细选，合理搭配，即使这样，有时买回的音响还是不能达到满意的效果，原因是什么呢？原来一个重要原因在分频器上。因为分频器藏于音箱的箱体中，人们在挑选音箱时，注意力放在了音箱的外观、箱体的材质以及扬声器的品牌上，而忽略了箱体中的分频器。很多厂家为了节约成本，一般都不会着力打造藏在暗处的分频器，以至于很多音箱中的分频器简单粗糙。分频器是串于功放与音箱之间的器件，它的好坏直接影响音响的频响，声像的相位以及功放的阻尼系数，所以很多人将其称为音箱的大脑，可见其在音响系统中的作用。为此，我们完全可以自己设计制作一款适合自己的分频器。下面以二阶三分频功率分频器的设计及制作为例，谈谈自己的制作体会，以期与同行们分享制作过程的乐趣。

1 根据高，中、低音扬声器的频率特性曲线确定分频点

确定分频点的原则是：低频信号的分频频率应低于低频扬声器上限截止频率的一个倍频程；高于中频扬声器下限频率的一个倍频程。高频信号的分频频率应低于中频扬声器的上限截止频率一个倍频程，而高于高频扬声器下限截止频率一个倍频程。按照这个条件，根据使用经验，三分频器的低频分频点选在人声及乐声频率范围500—5KHz之外的400Hz左右，而高频分频点则应选在2KHz左右比较恰当。当然这个值也不是固定不变的，在实际使用中可以根据使用的扬声器不同，以及个人的偏好做适当的调整，但总的要求是：输出的声压在整个频段内（20Hz—20KHz）几乎是平坦的。

2 根据电路确定元件数值

常用的二阶三分频经典电路如图所示

在该电路中需满足：C1=C4、C3=C2、L1=L3、L4=L2由于该电路为二阶三分频，所以在分频点附近的衰减为12dB/倍频程，如果低端分频点取f1=400Hz，高频分频点f2=2KHz，扬声器的阻抗取Rl=8Ω，则：

以上数值只是理论数据，在实际制作过程中由于元件存在误差，为了满足输出特性曲线平坦的幅频特性曲线，需要通过实测进行修正。有了正确的理论计算就该说说电容的选择，电感的制作。

3 电容的选择

电容在分频器中起着信号的耦合或者衰减的作用，为了让信号耦合、衰减点准确，要求电容的容量必须准确，且需经过严格的测试，在使用过程中其参数应基本保持不变，要达到这一要求，选择电容一定要慎重，其选择原则是：

从使用经验看，应选择信誉良好的品牌电容；

从使用过程看，尽量选择聚丙烯、聚苯乙烯等无感薄膜电容，尽量不选参数变化大的电解电容。

使用前需经过元件的老化处理，且老化处理的时间必须足够。处理后的电容应该进行漏电测试与容量测试，在确保无漏电和容量不变的情况下才能使用。

4 电感的选择与制作

在功率分频器中，一般不使用铁芯电感与磁芯电感，因为铁芯，磁芯的导磁率比较高，功放在工作中输出峰值电压高、峰值电流大。大的电流容易产生磁饱和而造成音频信号的失真，所以分频器的电感一般采用空心电感。制作电感的铜线应该选用纯度高、断面反光好的无氧铜作为制作的材料。在制作过程中，为了使分频点与设计分频点吻合，需要电感线圈的电感量必须准确，制作的过程中需要测试，测试好了之后才剪断漆包线。在分频网络中与扬声器串联的电感如果直流电阻大，一方面会消耗功放的输出功率而影响音响的响度，同时功放内阻对低音单元的阻尼作用也将减弱。况且与中音单元并联的电感线圈如果直流电阻大，则会影响对低频信号的衰减而导致信号分离不彻底，从以上两个方面看：线圈的直流电阻越小越好，理论分析应使与扬声器串联线圈的直流电阻小于扬声器阻抗的十分之一，与扬声器并联的线圈直流电阻应小于扬声器阻抗的十分之一，为了达到要求，在不出现制作困难的情况下，导线尽量选择粗一点的，根据经验一般选择直径为0．8----1．5mm的铜线。最后还要说明一点，在制作的过程中不能划伤漆包线，如有划伤应在制作完成后，浇注两次绝缘漆，待干后再使用。

电感参数的确是可以按如下的经验公式进行计算：

式中b为绕组线圈的长度（高度），L为设计电感量，R为希望电阻值，

确定了以上参数后就可以按如图所示的形状绕制。

[1]唐道济. 音响发烧友进阶第1版 . 北京：中国电力出版社，2016.