如何设计7.4扬声器系统的分频网络？

全频扬声器系统由高频、低频两个扬声器单元（称为二路分频系统）或由高频、中频和低频三个扬声器单元（称为三路分频系统）通过分频网络组成，分频网络使不同特性的扬声器单元工作在各自最佳频段，还可对系统的阻尼特性和相位特性进行某些补偿。

1.分频器的组成

分频器（Crossover）由高通滤波器（High Pass Filter，HPF）、带通滤波器（Band Pass Filter，BPF）和低通滤波器（Low Pass Filter，LPF）组成。

分频器是一种频率选择器件，将全频域音频信号分割为高频、中频和低频等几个频段，然后再把分割后不同频段的音频信号分别送到对应的扬声器负载。

2.分频器的功能

（1）分割全频域音频信号工作频段。

（2）分配各扬声器单元功率。

（3）合理配置各扬声器单元之间的相位关系，减少同一箱体内扬声器单元之间的声干涉失真。

（4）平滑衔接各频段扬声器单元的频响特性。

3.分频器分类

分频器可分为功率分频器和电子分频器两类，图7-42是两类分频器与扬声器的连接方法。

（1）功率分频器。功率分频器位于功率放大器之后，设置在箱体内，故又称内置分频器。功率分频器通过LC滤波网络，将功率放大器输出的全频音频功率信号分为低频、高频（二路分频）或低频、中频、高频（三路分频）分别送至各自对应的扬声器单元。

特点：连接简单，使用方便，但需要消耗音频功率，低频的谐波会窜扰高频扬声器通道，降低低音扬声器的阻尼系数。

图7-42 功率分频器和电子分频器与扬声器的连接

a）功率分频器 b）电子分频器

（2）电子分频器。电子分频器是一种电子有源分频滤波器，是一种独立的专用电子设备，位于功率放大器之前，故又称外置分频器。它将音频信号分频后再用各自独立的功率放大器放大，然后分别送到相应的扬声器单元。

特点：调整较容易，无音频功率损耗，扬声器单元之间无干扰，音质好；但每路要用独立的功率放大器，增加了功放数量，系统造价较高，结构复杂，用于大中型专业扩声系统。

4.分频器的基本参数

①分频点频率。

②分频器的“路数”，如二路分频（又称二分频），三路分频等（又称三分频）。(www.xing528.com)

③分频器的“阶”，即分频滤波器的“类型”，涉及分频点的斜率衰减特性大小和相移。

5.分频点的选择

分频点频率的选择与扬声器单元的类型和分频路数有关，图7-43是二分频、三分频和四分频扬声器系统分频频段的划分。

（1）二路分频系统有一个分频点。

1）应考虑中低频单元指向性的实用边界频率f=345/d（d=扬声器单元振膜的有效直径/in）。通常8in单元的实用边界频率为2kHz；6.5in单元的边界频率为2.7kHz；5in单元为3.4kHz：4in单元为4.3kHz。也就是说使用上述单元时，其分频点不能高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，分频点应高于高音单元三倍的谐振频率。也就是说从高音单元的角度出发，通常分频点应高于2.5kHz。

3）考虑中低频单元的高端响应频率f_h，通常分频点不应高于f_h/2。

实际上，上述条件在二分频扬声器系统设计中很难得到同时满足。设计者可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。

（2）三路分频系统有两个分频点。

1）两个分频点的间隔应在三个倍频程以上，组合后的系统响应会变得更好。否则，将会出现复杂的辐射干扰现象。

图7-43 二分频、三分频和四分频扬声器系统分频频段的划分

a）二分频系统 b）三分频系统 c）四分频系统

2）低音与中音的分频点应考虑人声的声像定位问题。应使人声尽可能由中音单元播放。

根据国内、外全频扬声器系统的性能和参数统计，可得出：

1）当采用两路分频器时，分频点f大致在800～4000Hz之间选取。

2）采用三路分频器时，分频点f₁可在350～1500Hz之间选取；分频点f₂可在2600～8500Hz之间选取。

3）采用四路分频器时，分频点f₁可在250～600Hz之间选取；分频点f₂可在1000～5000Hz之间选取：分频点f₃可在8000～10000Hz之间选取。

当选好分频频率f之后，必须与扬声器的频响范围核对一下，是否在两相邻扬声器的频响范围内。