基于三分频扬声器系统分频器电感的精确设计

1 引言  

    扬声器系统的分频器分为前级分频和功率分频2类。前级分频是前级电路中由电子元件产生的分频，再由各自的功放分别驱动高﹑中﹑低音扬声器系统，如图（1a）所示，属于小信号有源分频。而功率分频则是由电感、电容、电阻元件构成的位于功放与扬声器之间的无源分频电路，如图（1b）所示。  

    采用功率分频的扬声器系统结构简单、成本低，而且又能获得很高的放音质量，因而在现代高保真放音系统中应用最为普遍。其性能的好坏与扬声器的各项指标以及分频电路、电感元件的性能、精度有密不可分的关系，精确计算电感参数便是成功的关键。  

2 对分频器电路、元件的要求  

（1）电路中电感元件直流电阻、电感值误差越小越好。而且为使频响曲线平坦最好使用空心电感。  

（2）电路中电容元件损耗尽可能小。最好使用音频专用金属化聚丙烯电容。  

（3）使各扬声器单元分配到较平坦的信号功率，且起到保护高频扬声器的作用。  

（4）各频道分频组合传输功率特性应满足图2所示特性曲线的要求（P0为最大值，P1为对应分频点f1、f2的值）。分频点处的功率与功率最大值之间幅度应满足P1（=0.3～0.5）P0的范围。  

（5）整个频段内损耗平坦，基本不出现“高峰”和“深谷”。  

3 分频电感电容参数值的计算  

    下面以三分频分频器为例说明其参数的计算，如图3所示。  

（1）计算分频电感L1，L2，L3，L4和分频电容C1，C2，C3，C4。  

    为了得到理想的频谱特性曲线，理论计算时可取：C1=C4，C3=C2，L1=L3，L4=L2，分频点频率为f1，（f2见图2），则分频点ω1=2πf0，ω2=2πf2。并设想高、中、低扬声器阻抗均相同为RL。每倍频程衰减12 dB。  

（2）实验修正C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值  

    为精确起见，可用实验方法稍微调整C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值，以满足设计曲线﹙见图2﹚的要求。即通过实验描绘频响曲线，从而得到C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的最佳值。如果没有实验条件，这一步也可不做。求出电容电感的值后就可计算电感值了。