1、 1 本科毕业设计 (论文 )文献综述 电气工程及自动化 分频电路的应用 摘要 ： 信息技术的发展日新月异，数字化的浪潮正在迅速地席卷全球。数字信号处理作为数字化最重要的技术之一，在其应用的广度和深度方面，正以前所未有的速度向前发展。数字化是各种信息进行有效获取、存储、处理、交换、综合与应用的基础，而数字信号处理器性能的不断提高，开发工具的日臻完善，价格迅速下降，使其在语音合成与识别、图像处理、雷达、通信、声呐、多媒体、高速控制、医疗设备、仪器仪表、家用电器等众多领域得到了极为广泛的应用。 关键词 ： 分频器 ;分频电路 ; 仪器仪表 1 引言 在电子电路中，分频电路有着极其又广泛的应用。随着
2、计算机技术的发展，用微处理器单片机等采用软件的方法可以灵活的进行分频处理， 在一个扬声器系统里，人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件，而分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。尤其在中、高频部分，分频电路所起到的作用就更为明显 。 2 分频电路的应用 随着 科技的迅速发展，分频电路 合理 地分割 各单元的工作频段，合理地分割各单元的工作频段。不仅如此， 分频电路还 使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元在工作 中出现的声干涉失真，利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷，将各频段圆滑平顺地对接起来。显然，分频电路的这些作用已被人们所认识和接受
3、。 2 3 分频点的选择 分频点指分频器高通、带通和低通滤波器之间的分界点，常用频率来表示，单位为赫兹。分频点应根据各频段扬声器单元或音箱的频率特性和功率分配来具体确定 (2）分频点的选择： 1、考虑中低单元指向性实用边界频率 f=345/d（ d=单元振膜有效直径）。通常 8”单元的边界频率为 2k， 6.5”单元的边界频率为 2.7k， 5”单元为 3.4k， 4”单元为 4.3k。 也就是说使用上述单元，其分频点不能大于各单元所对应的实用边界频率。 2、从高音单元谐振频率考虑，分频点应大于三倍的谐振频率。也就是说从高音单元的角度出发，通常分频点应大于 2.5k。 3、考虑中低音单元高端响
4、应 Fh，通常分频点不应大于 1/2Fh。实际上，二分频音箱上述条件很难得到同时满足。这时设计者应在这三者中有一个比较好的折中选择。但必须强调的是，第一个条件即实用边界频率应该优先满足。 4、三分频的情况下，通常应将两个分频点隔得愈远（应在三个倍频程以上），组合后的系统响应会变得愈好。否则，将会出现复杂的干扰 辐射现象。 5、低音与中音的分频点应考虑人声声像定位的问题。应使人声的重放尽可能由中音单元来承担，以避免人声的声像定位音色发生过大的变化。这一点往往容易被设计者所忽视。通常这一分频点应为 200-300Hz 我们知道，人可以听到的声音的频率范围是在 20Hz 20kHz 之间，祈望仅使用
5、一只扬声器就能够保证放送 20Hz 20kHz 这样宽频率的声音是很难做到的，因为这会在技术上存在各种各样的问题和困难。所以，在通常情况下，高质量的放音系统为了保证再现声音的频率响应和频带宽度，在专业范畴内大都采用高低音分离式音箱放音 。而采用高低音分离式音箱放送声音时，就必然要对声音按频段分离，将声音按频率分段的个数就是声音分频数。 声音的分频主要是受扬声器的控制， 9 扬声器的优点是众所周知的，就是电路简单，只要一套功放、一套分频器，接上音响就可以放音了。绝大多数扬声器都有自己最适合的频率范围，真正的高质量全频扬声器非常少见并且价格极端昂贵。同时为了克服不同频率声音扬声器引起的切割失真和减
6、少同一音箱中的不同扬声器之间产生的声音干涉现象，必须对声音进行分频，将不同频段的声音送入不同的扬声器。 从分频方式看可以分为两种，一种是主动分频（ PassiveCrossover），或者叫电子分频，3 也可以叫外置分频、有源分频；另一种是被动分频（ ActiveCrossover），或者叫功率分频，也可以叫内置分频、无源分频。主动分频是指分频器不在音箱内部，而在功率放大之前，由于此时声音信号很弱，因此容易将声音彻底分频，缺点是相应的电子线路分频点较为固定，不容易和不同扬声器配合，常见于高端和专业音响，随着多路功放的普及，主动分频方式比以前普及很多。被动分频是指分频器在音箱内，此时声音信号已经
7、经过放大，分频电路会造成一定干扰，但音箱可以适用于不同功放。 最简单的分 频就是二分频，将声音分为高频和低频， 高低音分频采用无源电子分频电路 ,其目的是减刁、失真与提高音质。 分频点需要高于低音喇叭上限频率的 1/2，低于高音喇叭下限频率的 2倍，一般的分频点在 2K 到 5K之间。 8电子分频器设计为二阶三分频二分频结构，增设前置缓冲级和输出跟随器，使分频网络与其它电路隔离，保证其精准度和稳定性。但是这样分频对低音照顾仍然不够完善，因为低音为了获得更好效果，往往需要单独处理，并且扬声器的切割失真对低音的影响也最大，因此近些年三分频逐渐流行起来。三分频是将声音分为低音、中音和高音，有两个分频
8、点， 低音分频点一般在 200Hz 以下，或者 120Hz，甚至更低，高音分频点一般为 2Hz 6KHz。此外也有少量的四分频或者多分频系统。显然更多分频数理论上更有利于声音的还原，但过多的分频点会造成整体成本上升，并且实际效果提升有限，因此常见的分频数仍然是二分频和三分频 . 4 分频器优点 ： 每只放大器工作频带变窄 由于采用了先分频再放大的电路设计，因此每组放大器所接收到的音频信号频带，相对传统的功率分频电路放大器来说都会变窄。 10 电子分频相比较传统的电容电感分频发有不少好处，比如说滤波线路面对的就是放大器输入端与下 一级缓冲等纯电阻负载，线路可以做的简单且稳定。 11 现代高保真放
9、音大都采用 LC 功率分频器损耗较大，高质量电感线圈和电容价格贵，业余条件下制作不容易。 低频过载可能性降低 低频过载可能性降低的问题其实与上面的优势是相联系的，可以说低频过载可能性降低是单个放大器工作频率变窄的结果或好处之一。由于音频信号的中低频占据了整个信号能量的大部分，因此传统的放大器（假设采用的是同一款功放 IC），在回放电平较大的信号时，如果先全频放大的话，很可能出现削顶失真。而先分频再放大的话，则有可能避免这一点。首先，高频信号可以不受中低 频的影响单独放大；其次，截掉高频信号后，降低4 了放大带宽要求，功放 IC 在放大是，冗余度也更宽裕了，这对提升回放音质的确是有好处的。 参考
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