扬声器分频网络俗称分频器,分频器的分类方法很多,根据分频器不同的频响特性,它通常可分为巴特沃斯分频器、契毕谢夫分频器和贝塞尔分频器三种形式。巴特沃斯分频器在它的频率范围内有相当理想的频响特性曲线,因此,这种分频器在功率分频器中应用最为广泛。契毕谢夫分频器的频响特性曲线在频率范围内有明显的起伏,它在音箱中很少被采用。贝塞尔分频器具有最理想的频响特性曲线,但由于这种分频器频响曲线上限频率的弯折程度没有其它两种分频器那样陡峭,因此,它一般只应用在电子分频器中。根据分频器中被处理信号的电流大小、电压高低以及分频器在整个音响系统中所处的不同位置可将分频器分成有源分频器和无源分频器两种,前者通常也叫电子分频器,后者则称为功率分频器。
功率分频器的工作原理如图2-1所示。功率分频器位于功率放大器的输出端和各频段扬声器单元的输入端之间,绝大多数的功率分频器直接安装在音箱内。功率放大器输出的音频功率信号进入音箱后首先被分频器分解成不同频段,然后送至相应的扬声器单元。近年来一些音响发烧者为了进一步改善音质,有时将功率分频器从音箱中取出,安装在单独的容器盒中,但这种分频器仍位于功率放大器和扬声器单元之间,仍属于功率分频器。功率分频器的优点是适应性强、调试容易,制作成本也较低,由于这些原因,目前绝大多数音箱都使用功率分频器。由于功率分频器处理的是大电流、高电压功率信号,它只能靠一些LC网络来完成各项分频工作,分频器工作时流经这些LC网络的电流较大,网络中的电感线圈难免会因电感的非线性而产生一些失真;电感线圈也必然存在一定的直流电阻,使整个分频网络的插入损耗增大,直接影响音箱的阻尼系数,使音箱的瞬态特性变差。功率分频器的另一个缺点是整个音箱各频段扬声器单元输出功率的调整比较困难,常常与音箱的阻抗匹配无法兼顾,这种情况在多分频和大功率的条件下尤为显著。
电子分频器通常由放大器和RC网组成,它的工作原理如图2-2所示。前级放大器输出的音频电压信号首先送入电子分频器,经电子分频器处理后被分成几个不同频段的音频电压信号,这些不同频段的音频电压信号随后被分别输入各自的功率放大器,最后推动各自的扬声器。电子分频器工作时流经分频器的电流很小,信号功率在分频器上的功耗相应也小,各频段之间不会出现相互干扰,因此,使用电子分频器能明显改善音箱的相位特性和瞬态特性;电于分频器的另一个优点是音箱各频段的输出功率可以分别调整,调整时不影响各扬声器单元的阻尼系数。由于这些原因,许多大功率的专业音箱都使用电子分频器,不少音响爱好者在制作Hi-Fi音箱时也常常喜欢使用电子分频器。但是电子分频器的最大缺点就是每个分频频段需要一个单独的功率放大器,这就使整套音响系统的价格要比使用功率分频器时昂贵得多,它对功率放大器和扬声器的要求也较为严格,另外电于分频器的电路比较复杂,在业余条件下制作和调试电子分频器的难度也高。