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分频器

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分频器—frequency divider,产生的振荡频率为其输入频率整约数的非线性器件。分频器是音箱内的一种电路装置,将不同频段(高音、中音、低音)的声音信号区分开来,分别给于放大,然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。

分频器概述

  • 分频器是指使输出信号频率为输入信号频率整数分之一的上葡京电路。在许多上葡京设备中如上葡京钟、频率合成器等,需要各种不同频率的信号协同工作,常用的方法是以稳定度高的晶体振荡器为主振源,通过变换得到所需要的各种频率成分,分频器是一种主要变换手段。早期的分频器多为正弦分频器,随着数字集成电路的发展,脉冲分频器(又称数字分频器)逐渐取代了正弦分频器,即使在输入输出信号均为正弦波时也往往采用模数转换-数字分频-数模转换的方法来实现分频。正弦分频器除在输入信噪比低和频率极高的场合已很少使用。

    对于任何一个N次分频器,在输入信号不变的情况下,输出信号可以有N种间隔为2π/N 的相位。这种现象是分频作用所固有的,与分频器的具体电路无关,称为分频器输出相位多值性。

分频器的分类

  • 分频器有两大类:一类是功率分频器,亦称被动分频器(Passive Crossover);另一类是上葡京分频器,亦称主动分频器(Active Crossover)。

    1、功率分频器:位于功率放大器之后,设置在音箱内,通过LC滤波网络,将功率放大器输出的功率音频信号分为低音,中音和高音,分别送至各自。连接简单,使用方便,但消耗功率,出现音频谷点,产生交叉失真,它的参数与扬声器阻抗有的直接关系,而扬声器的阻抗又是频率的函数,与标称值偏离较大,因此误差也较大,不利于调整。

    2、上葡京分频器:将音频弱信号进行分频的设备,位于功率放大器前,分频后再用各自独立的功率放大器,把每一个音频频段信号给予放大,然后分别送到相应的扬声器单元。因电流较小故可用较小功率的上葡京有源滤波器实现,调整较容易,减少功率损耗,及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小,音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器,成本高,电路结构复杂,运用于专业扩声系统。

分频器的工作原理

  • 分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络,高音通道是高通滤波器,它只让高频信号通过而阻此低频信号;低音通道正好想反,它只让低音通过而阻此高频信号;中音通道则是一个带通滤波器,除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过,高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中,有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异,还要加入衰减电阻;另外,有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络,其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些,以便于功放驱动。由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式,所以必须有一种装置,能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出,才能跟相应的喇叭单元连接,分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去,在单元频响范围之外的那部分 “多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响,甚至可能使高音、中音单元损坏。

分频器的作用

  • 分频器是音箱中的“大脑”,对音质的好坏至关重要。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。其作用如下:

    ●合理地分割各单元的工作频段;

    ●合理地进行各单元功率分配;

    ●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。

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