Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法【精简3篇】

Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法 篇一

随着音响技术的发展,对于音质的要求越来越高。Hi-end高保真系统音箱分频器的设计是音箱系统中一个至关重要的环节。分频器的设计决定了音箱系统对不同频段的处理能力,直接影响到音质的表现。为了实现音箱系统的高保真音质,我们需要进行精确的设计计算。

首先,我们需要明确分频器的作用。分频器主要是将音频信号分成不同的频段,然后分别送入不同的音箱单元进行处理。一般来说,分频器将音频信号分为低音、中音和高音三个频段。每个频段的音箱单元负责处理相应的频段,从而实现频段之间的分离和协调。

在进行分频器的精确设计计算之前,我们需要先确定音箱系统所需的频率响应曲线。不同的音箱系统对频率响应的要求会有所不同,因此我们需要根据具体的需求来确定。一般来说,我们可以参考Hi-end音箱系统的频率响应曲线作为设计目标。

接下来,我们需要根据音箱系统的频率响应曲线来确定每个频段所需的滤波器类型和参数。滤波器主要有两种类型:有源滤波器和无源滤波器。有源滤波器是通过放大器来实现的,可以灵活地调整滤波器的参数。无源滤波器则是通过电容、电感等元件来实现的,参数相对固定。根据具体的需求和设计要求,我们可以选择适合的滤波器类型。

在确定滤波器类型之后,我们需要根据音箱系统的频率响应曲线来计算滤波器的参数。参数的计算主要包括截止频率、阶数和斜率等。截止频率是指滤波器开始起作用的频率,一般来说,低音频段的截止频率较低,高音频段的截止频率较高。阶数和斜率则决定了滤波器的陡峭程度和频率分离能力。一般来说,阶数越高,斜率越陡峭,频率分离能力越强。

最后,我们需要进行滤波器的电路设计和调试。根据计算得到的滤波器参数,我们可以选择合适的电路拓扑结构和元件数值,进行电路的设计。在进行调试时,我们需要使用测试仪器来检测音箱系统的频率响应曲线是否达到设计要求,并根据测试结果进行相应的调整。

总之,Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法是实现高保真音质的关键。通过明确设计目标、选择合适的滤波器类型和参数,并进行电路设计和调试,我们可以实现音箱系统的高保真音质表现。在实际应用中,我们还需要考虑音箱单元的匹配和音箱箱体的设计等因素,以进一步提升音箱系统的整体性能。 Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法 篇二

随着音响技术的不断进步,Hi-end高保真系统音箱的应用越来越广泛。然而,要实现高保真音质,分频器的精确设计计算是至关重要的。在本文中,我们将介绍一种精确设计计算法,以帮助设计师实现高保真音箱系统。

首先,我们需要明确设计的目标。不同的音箱系统对音质的要求可能会有所不同,因此我们需要确定音箱系统所需的频率响应曲线。频率响应曲线是描述音箱系统在不同频段上的音质表现的曲线,通过调整分频器的参数,我们可以使音箱系统的频率响应曲线符合设计要求。

接下来,我们需要选择合适的滤波器类型。一般来说,音箱系统的分频器主要有两种类型:有源滤波器和无源滤波器。有源滤波器是通过放大器来实现的,可以灵活地调整滤波器的参数。无源滤波器则是通过电容、电感等元件来实现的,参数相对固定。根据具体的设计要求和性能需求,我们可以选择适合的滤波器类型。

在选择滤波器类型之后,我们需要根据设计要求来确定滤波器的参数。滤波器的参数包括截止频率、阶数和斜率等。截止频率是指滤波器开始起作用的频率,一般来说,低音频段的截止频率较低,高音频段的截止频率较高。阶数和斜率则决定了滤波器的陡峭程度和频率分离能力。一般来说,阶数越高,斜率越陡峭,频率分离能力越强。

最后,我们需要进行滤波器的电路设计和调试。根据计算得到的滤波器参数,我们可以选择合适的电路拓扑结构和元件数值,进行电路的设计。在进行调试时,我们可以使用测试仪器来检测音箱系统的频率响应曲线是否达到设计要求,并根据测试结果进行相应的调整。

综上所述,Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法是实现高保真音质的关键。通过明确定义设计目标、选择适合的滤波器类型和参数,并进行电路设计和调试,我们可以实现音箱系统的高保真音质表现。在实际应用中,我们还需要考虑音箱单元的匹配和音箱箱体的设计等因素,以进一步提升音箱系统的整体性能。

Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法 篇三

Hi-end高保真系统音箱分频器的精确设计计算法

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第 4 第卷9期  2

05年 0月9

阳 范师学 院 学  报

uJ   fNaa yn   e ce sC l g   o lo  r an g aT rh ol nee

Vo

.   41 No. 9 pS. 2 5 0   0 e

Hn-i 高d保 真系统 音箱 分 频器 的 精确设 计计 算法  e 姚

文 华 张 ,国 芳

( 阳师范 学 院 理物 ,系 南阳南 34 6  河南7 0)

要 :级 hed高保真音 响 系统 , 音 响 统 系的最 高等 级 顶 i, n 为 -与 搭之配 的 音 箱 要 需很 高的 技有术 平水 ,为 hd系e 成in   —

的 喉 舌统 本 。 文改 变以 比往 理较论 化设 的计方 法 , 用 一种 更合 、理采 更科 学 实验、化 的 计设计 算 方 法,为 成 功 设 计制  造更 实

分 频 的 关 器键

关 键 词 : 感 ; 频器 ;频 点 电 分 分

图 分类号 : N 92   2  T 1 6.

文献

标识 码: A

文  编 章 号: 6l 63 (0 5 0 0 2 17 一21 20 9) — 060  —

0引 言

音 响 分的 器频 分 前为级 分频 率、分 频 两 类 。   功前级分 频 是前级 电路 中 由电 子件元 产 生的频分 ,再 由各 自 的放 分 功别 驱高 、动 、 扬音 声器系统, 中低 如   1图a 示所 ,于小 信 号 有 源分 频 而。 功 分率 频  ( 属 则)是 由 感 、 电电容、 电阻 元件 构 成 的位于 功放 与扬

声器 间之的 无 源 分频 电 路, 图1b 所 示。 (如)

l 分对 频器 路 、电件 的 求要 元 1

1 电路 中 电 感元 件直 流 阻电、 .  感 值电误 差 越小  越好 为。使 响 频线平 曲坦 好 使用最 空心电 感。   21电 中路电容 件 元损 耗尽 可 小 能。最好 用音使 .  频专 用 金属 聚化丙烯 电 容 。

3 使各 扬 声器 元单分 配 较 到 坦平的 信号功率 , .   且起

保 护 到高扬频 器声 作的 用 。  1 4 频各 道分 频组 合传输 率功性 特满 足应图 要2  . 求(。 P最为大值 。, P 为 对分频应点 厂n的 ) 值。分

采 功率用分频 的音 系 统具箱 有结构 简 单 本  、成低 ,

且又 获 能 很 高 得 的 放音质 量 特的点 ,而 在  因

而现代

高保 真放 音 统系 中 用应最 为 遍 。其性 普能的   坏 好与扬 器声 各 的指项标 及分以频 电 路 、电感 件元  的 能 性、 度密 有 密不 分可 的关 系 确,汁算 电感 精 精

参 便数 是功 的成 关键 。

点处

的 功 与 功 率 率 间之幅度 应

满 足Pl 03 ~=( . 0

5P 范 围的 。. ) n

P f w )

高 功音放

高音 扬  声 器

前 置H

分器 中 功频  音放

低 音功 放

中音 扬 声 器

1  尸

低 音 扬

声 器

0f

功 率)分 结频 构框图    高 音a 扬

声器

f Hz

)图 两 2 频 分器组 合 输 传 功率 特 性

申 音 扬

声器

低  音 扬  声 器

在5整 频个段 内损 耗 平坦, 本 不出 现“峰 ” . 基 高

和“ 谷 ” 深 。

f) 级 电 子 频分 构结框 图  前

b2

分 频 电 感电 容参 数 的计 算

下面以两 频分 频分 器例为 说明其 参 数计的算 ,  如

图 3 所示 。

图 l 音 响分 频系统 结 框 图 构

收 稿期日:0 —55—2   2 0 l0

作简者 :介姚文 华9(2)一河南 阳南人, 16 , 讲师 从,电子技 事术与信息专的业学和研教究

维普讯 http资:/www/.cqivpc.om

第9期

姚文 华等 in: H-d 高 保真 系 统音箱 分频 器 精 确 的设 计 算汁 法

又 分e两种情 形 对 与。 负 载串联的 电 感( 如   :, 应 )从 允许 的 功 损 耗 率和足 够 的阻有 两方尼面去 确 定 ; 对 与 负 载并 联的电 (感   如. 主则 从具要 有足 的 够) 旁 路作 去用确定 。   L对 电阻 影响 功率 损 耗和 ,阻电影 响 旁路 , J .

作 的处 用 原则理 相是 同 的 ,应 使即 , 的、电 尺 J  阻2 l  远小

扬于声 的额 器定 抗阻 R  R< ,即 (<R.从 。 数 ,

)学上 析 分 相 这于当 要满足 条件 R≤ R :/0 时此 ,1, 。

在  上 的功

率损 已相 耗当 ,小对 负 载 旁的 作路  。 图

3 分两 频 路电原 理   图

用 也

相已当 满 意 。 至 于 尼 阻作用   对电 阻, 的要

2   1频 分感 电 l和分频电 容 C 2 .  、、   l 2 C计算

了为简 便起 见, 论计 算时 可 取 C=C = C 。理 l2

求 ,根据 体 晶管 放 功 尼阻 系数、 箱 馈线 及功 率 可 音 分频 电 直感流电 阻 间 之 关的.系及 们它的典 型值的  考 察后确定 , 一般 作 为用 家高 真音 保箱 中与负 载串

联 分 的频电感 直 流电 阻 应小 于 负 阻载抗 的 二十 分

L L==L 分 点 频 频率为 _ ( 2则 分 频 点 ,  l2 厂图 )0 5 0=2f 。设 倍 每频 衰减程 d1 , o r 27 负B载阻抗 为 R   ,

c:则   /L尺  2 L

2Rt L ,

: ̄一

之 。一即满 足 条 R≤ 件 R0 才 能 得

到 基 本好良 ,2 ,

的 /尼 阻特 性

,。

2 实验2 正修 C、 2L 、2 . l C 、 lL 的值   为了 精 起确 见, 实 验 用方 稍法微 调 整 c、 可

综 上

所 述 ,得 出这 样 结 的 论:与 负 串 联 载可 对

电的 。 感 般 阻 按尼要 求 R≤ R  一2, 0确 定 电其 阻  /值 例 如 ,8 对1 1 的负 .载的 阻电不应 高 于0 "4 "   , .1;1 对 141 负载则不 应 高于 02 1" . 1 对。 与负载并 联的  电" 感按 RR 1≤ , 确 定 其 0阻 电值。 例 如 , 81 载 / 对 负 "1。

C、 IL L 、22的 值 , 满 足 计设 线 ( 曲2的 要 求。以 图 )

也 即是通 过 实 描 验绘频 响 曲线 , 而 得 到 、C! 。从C、

,、J , 的 最佳 值。。 J

3最 电 佳 结感 构 概念 的 引入

心空分 频电 感( 简称电感 )的基 本 参 数 是 感 电量 直 流电 和。阻 般来 一说 ,电 感量不 准 会分 使点频  偏离 设 计求要 可并能 响 影箱音的 频 ,响家都 比   较

大 视 重 。但其 流直电 阻指 标也 不 宜过 大 .则 对 音 质  否 的 影响也 是 不容 忽视 的 通 常 人 们 对。此 电 阻 在  电路 的 中 影响 及其 量定要 求 不甚 解了, 此 未引 起  足 因够 重视, 此特 作 以下简 要 分析 。 对

电的阻不应 于高 0 8对41 载 则 不 应高 于 . Q;1 负"

40.Q 。 按这 样的 要 求 许 多 名 牌 音 响可 都能 达 到不  标 。指  若 是三 频分器 网,络 的 中 音 分 频电 感可 仿   照则

此法

理处 。若 多是个电 感串 联 时 ,应 用把以上 法 方确 的定 阻均电分 到 各 个 感电 去 上。  对 同一 电感 量 ,组绕结 构 可任意 多 因。此   其 心空 电感 线圈必 然存 一在个 最 结构 尺佳寸 , 应 使 它电

感量 ,与 其电 阻 之 尺比 LR 达到 最大 值 。这 就 是 J

以图3的 分频 络网为 例, 音 元单的 频 分感电 低 于由它 与负 尺载低 音 单元额 定 抗 ) 阻串联, , ( 相  因 此 £ 的 电 阻过大 放 输,出 率 在功 上 的损其  耗 功 将 大 增同。时, 功放内 阻低 音单对元 的 阻尼 作也 用将 大为减 弱。 者 前影响功放 有的效输 出功率 , 后 者

对音 质 的 响影却 无 可挽 回。因 此 分 频网 络 中 以 ,

说我们可 找 出 一 套合以 理绕 制 空 心电 线 圈感 的 经 计算 公式 验, 他其 方法 得出 的 结 构尺 相 寸 ,比 相与  同的 电 值具 感有最 的小 电

阻值。   其实 电感结构 是 否佳 最 很容易 其从 形 判外 。 别

如 果绕 组截面 大 致 呈 正 方 形 ,且 绕 内 组径为 绕   组

度 宽 即(绕组 高 度 )倍四, 基么本上 属最 佳结 于 的那构。

的 感 电最 大量, 且 随 频分点 的降低 而 大加, 以 ,  所

直的 电阻 的影流 响 当相突 。出

构 结最佳 的 电感 线圈应 该用 料省体积 小,   并 使 可感 电量 电和同阻 满 足时 先预 定 给的数值 。  由于 对每 电感一值 和 电阻值 有 一均个 最佳结  构尺 , 寸应 此舍弃 传 统 的 算计方 法 求来 取 、  因 制 作电感, 传统为 法方 不 经试测修 正 难以 满 足 最要  因佳

。 求

至 于音高 单 元的分 频 感  . 与 负 载 电 联串, 未   就不存 在像 ,那样的功 和 阻尼耗问 题 但 。是 希仍 J , 望 其阻电尽 能可 些 小因。为它与 负载 联 并 ,着 旁  路起 来 C自 残的余 低 频音成 分 的 作 。 如用 阻 值过  .大, 影会响高音 分 网频对低 络音 频的减衰 陡 。度 就 根 据 以上 所 , 述感电 流 电直阻 数的值 在 理 上论  越 是越 小好 ,际 应用 中 对 感 电直流 电 阻 值 的要  实求 ,从 小 它减对电路 的影 响 面 方去确 。具定体 说

下 应介 面绍 用改经 公 验 的式算计 方 法 ,此方法 能 够 满  足佳最要 求,而且 对它 些 一特殊 构结 寸尺 的 电

感 计算 确 精也度 很 高。

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?

2  ?  8

南 阳

师 范学 学 报 院

第 4卷

佳 最结构 电 的感 计

设算 需 所 电感 量   ( H) 为 直 流 电 阻其 为尺 ,t z ( 。 先 用 下 式求 出 绕 的 结 组 构 数 b参  Q 。

) .

计算

例 : 举算 l 、 H 阻 值 为 8 0 的空 心感  电 计 电 m.

线圈Q 最的佳结 构尺 寸 及 绕 制参数。

“√

60 =(0 ) 一6 . 0, ^m一 0 18’ √ =1./ 一 8 m

6:2

7 , 、

Ⅳ: l 8 L/ b= 1 . 8 ̄1 0 /2 1 = 1 5.9  ̄ 8 /98 00 1/ 8 .(

) 匝   d:,.04 / /  0=4. 1  ̄N 868 1×1 2  ̄ ÷ 8. 1/ 150=  7.5

r )m

参数 b实 际 上 就是 绕组 的 高 度 宽和度 同时, 它也决 定 了绕 组 的内 径 和 径外, 以 一 旦求得 b 所  即按 图 可制4绕 组 作架骨, 中架 骨 外径 当适加大  其 1 %左右, 后然 下用 列各式求 取 有关绕制 参 。数 0

(m)m ,

8. 厂  :71 v

3:

7 3  而 丽 _.×82: 2 85(m )0 m , 1

W:b /32

1=4(2  2 . 1/) 1 4= g8。 1( )

架骨的 中 轴心外 取径 2=2bm 骨 两架 夹 板 4 m

距 为间b =1 r骨 架 夹 板 外径取 4 2, a bm=4 m实  8 m(

b 一  2 — b一

际 制 时作可 大加 %1)  0。

算 结 果 :=1bm 2 =2 m  m;2b4 。

m:N11 匝5: . d80 :7 mm。 5.

=i2 5 ; m =18。 0.2 W g

图 电4 骨 架 结 构 尺 寸感图

如 果 用采 导线 直 径 实 为 D, 用际k = 0 4则. [  D/) ] , i) 行 进修 正 。( d 一i , ( =k i  + 作为计 算验 ,证者 按上 述结 果制 作 了 一 支 笔1 H电 感 m ,测 电感实量

1 0 误 m差 不 过 5超。 4.H ,%   说此 法明绕制 的 电感 量 确 准。本 算 法 计使 即有没 电感

测 表量 , 误差 感也不 过 超5。 电

%绕组匝数 Ⅳ1 .8= ̄L b匝 )9 8 / /( ,   导 线铜心 直径 =0 8 1d /4.  N4 (m) a   r b, 导线总 度 长i 8. / b m, : 713 ̄ L ( )m 导线 总 量 W=重/ b14 g。 3 2 (.

根 据 铜)心 直 径从d 线规 表 中选取 相 应 的标 称

直径 ,

由导 线 总重量 可 选购 足 够 量 用 高 强 度的

漆包 。 线

另外 把

本 计 法算与 以 往的图法表比较 下 ,一可  以 体 会出 法 的优 本点 :用 料省 、 积 小、 绘需 制 图  体不 表

、差 。 误  小

用本 计采 方算法绕 制电感的经 实验 对 比与 ,误  差 一 小 于 般5, 本上 满能 足 直应 接用的要 求。 %基   由于以 绕上制方 法 中 , 际 使 用导线 铜 心直  实 径D总是 得 选计比 直 算 d大 一些 ,径而造成 绕 后  从

参 考   文   献

] [ 全陆 . 率 分 根频 器 感 最电 佳结 制构作 八 问 [] 无 线  1 功J .

电与 电 ,视9 3:—4 1. 91

的 电感量

总比 计 算值 些 ,低 然, 绕 长制导线   长 显加 度 即多绕 几 匝就 可 使 实 电际 量感更 接 计 近 值算。  际实绕 制 线 导的 总长 度如 可求 出 : 下 实

际导线 的加 长 数 系=0k4 ( ) /  . ][ d 一Di ,实 绕 际制导线 长总度, i 。 )(=+k i   把长 , 度 绕部入 骨 架 可即 D。为实 导际 线

直径全。

][ 邹 鸿 . 照种用 于 组 合 音 响的 功 率三 频 道 频 器分[]  2  一

J.

子电 世界 ,9 8 1 ) 1  8 1 1 (:.

][杨 森 . 扬只声 器的 组合 方式 [] 电 子 世 界,9 35 多 J .8 1

(o 1  1 ): .

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dho   rcs   c ntfo r pr -rq e  ce i ae  o o  t pf eei a u  co  a tf e u ny dv  cs t t   no  o  y t m   Hfi de h es u bd s xseo   - n

YA0  e u’  Z Wn h a ,ANGH  of n  G ’a u

(h s Ds pr e t  a y no  ce e so e l,a y n 7   01C i a )P y   iet n  a nNa g T a h crm f  C g N nla g4 3 ,6 hn

Ae bta t iT a e e in a n wme h dt  oe v h    r e bat  fe tte p e plrte tc mehrd ,n   k   rsc : h ps p rds g    e  t  oo srlet ep lo mht d rin   h o u   a ei  tooh a d m ae

gae t p orsn d sg   r a  g er s   i e inq

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