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● 分頻器是做什么用的?
在上一篇基礎(chǔ)知識中我們提到,現(xiàn)在的專業(yè)音箱大都采用了“多單元分頻段重放”的設(shè)計方式(就是“幾路幾單元”概念),這個設(shè)計結(jié)構(gòu)就需要一種裝置,能夠?qū)⒐β史糯笃魉瓦^來的全頻帶音樂信號按需要劃分為不同的音域,并“安排”給相應(yīng)的喇叭單元播放,實現(xiàn)這個工作的,就是分頻器了。試想,如果把全頻帶信號不加分配就直接送入所有的喇叭單元,那么每一個單元在其負(fù)責(zé)的單元頻響范圍之外,就還會播放一些“多余信號”,這會對正常頻帶內(nèi)的信號還原產(chǎn)生不利影響,甚至可能使高音、中音單元損壞。
從電路結(jié)構(gòu)來看,分頻器本質(zhì)上是由電容器和電感線圈構(gòu)成的LC濾波網(wǎng)絡(luò),其中:
高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號;
低音通道正好相反,它只讓低音通過而阻止高頻信號;
中音通道則是一個帶通濾波器,除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過,高頻成分和低頻成分都將被阻止。
在實際產(chǎn)品的設(shè)計中,有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要在分頻器中加入衰減電阻;此外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構(gòu)成的阻抗補償網(wǎng)絡(luò),其目的是使音箱的阻抗曲線盡量平坦一些,以便于功放驅(qū)動。
● 喇叭單元有那些種類?
按電-聲轉(zhuǎn)換的原理來分,有電磁式、電動式、靜電式、壓電式等不同類型的單元,最常用的是電動式單元;
按照單元振膜的形狀來分,有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類型,其中錐盆單元和平板單元比較適合做低音和中音,而球頂單元和帶式單元比較適合做高音,也有部分中音單元采用球頂式設(shè)計;
從所覆蓋的頻帶來看,喇叭單元又可分為低音單元、中音單元、高音單元和全頻帶單元。
低音單元和中音單元從原理上講都屬于電動式揚聲器,它們多采用錐盆狀的振膜,因為這形狀的振膜設(shè)計成熟、性能良好。而振膜材料則多種多樣,有傳統(tǒng)的紙質(zhì)振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,還有鋁、鎂等金屬材料制作的振膜。
對振膜的要求是剛性好(不易產(chǎn)生分割振動)、重量輕(瞬態(tài)響應(yīng)好)、具有適當(dāng)?shù)膬?nèi)阻尼特性(抑制諧振),但這些要求并不容易同時滿足,紙質(zhì)振膜的重量和阻尼特性都能達(dá)到要求,但剛性不夠強;金屬振膜的剛性很好,但阻尼又欠佳;聚丙烯振膜比較好地兼顧了各個方面,近年來獲得較多的應(yīng)用。此外,還有些廠家采用很復(fù)雜的工藝制造振膜,“三明治”復(fù)合結(jié)構(gòu)就是其中之一,它的上下兩個表面之間夾著蜂巢結(jié)構(gòu)的中間層,整體上具有很高的剛性,同時又有重量輕、阻尼好的特點,很有發(fā)展前途。
高音單元最常用的是“球頂式”,從工作原理上講也屬于電動式單元。球頂高音分為軟球頂和硬球頂,區(qū)別在于制作材料的不同,比如用鋁、鈦、鈹?shù)冉饘俨牧现圃斓?,就屬于“硬球頂”,而用蠶絲、化纖等軟質(zhì)織物制造的就是“軟球頂”,通常來講,硬球頂?shù)母哳l響應(yīng)比較好,而軟球頂?shù)穆曇舯容^柔和。近年來,帶式高音和靜電高音也得到一定的應(yīng)用,它們共同的優(yōu)點是振膜非常輕盈,因而高頻響應(yīng)很出色,聲音纖細(xì)透明,但由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜,這兩種類型的高音單元應(yīng)用還不普及。而在我們較為關(guān)注的專業(yè)擴(kuò)音領(lǐng)域中,還有一種號角高音,它是由球頂式的驅(qū)動部分加一個喇叭狀的號角構(gòu)成,具備聲音指向性強、效率高的特點,特別適合在專業(yè)音響領(lǐng)域的設(shè)備中應(yīng)用。
● 喇叭單元為什么要裝在箱子里?不裝箱行嗎,比如用個支架來固定它們?
低音單元必須要裝箱,而高音單元則不是必須的。低音單元必須裝箱的理由有兩個:
為了消除“聲短路”現(xiàn)象:低音單元的振膜在前后運動時,會同時產(chǎn)生前后兩個方向的輻射聲波,由于低頻聲波的波長很長,其方向性是很弱的(或者說繞射能力很強),所以如果喇叭單元不裝箱的話,后向輻射的聲波就會繞到前面來與前方的輻射異相相消,這將導(dǎo)致總體上的前向聲波輻射的能量被大大削弱,這種現(xiàn)象稱為“聲短路”,直接結(jié)果就是削弱了低音的輸出。故,將低音喇叭單元裝在箱子里,振膜后方的輻射被箱子阻隔,也就不會形成“聲短路”了。
為了抑制喇叭單元的低頻諧振峰:每一只電動式低頻單元都有一個低頻諧振點,在此諧振點上的輸出達(dá)到一個峰值,但失真也很高,瞬態(tài)響應(yīng)非常差,如果對此諧振峰不加以抑制,勢必嚴(yán)重影響重放的音質(zhì)。如果將單元裝箱,箱內(nèi)空氣的勁度就會對振膜的運動產(chǎn)生抑制作用,這樣就達(dá)到了壓低諧振峰、改善性能的目的。另外,通過合理選擇箱體的結(jié)構(gòu)和參數(shù),可以達(dá)到拓寬低頻響應(yīng)的目的,設(shè)計良好的倒相箱、無源輻射器音箱、傳輸線音箱都能獲得這樣的效果。
而高音單元為什么可以不裝箱呢?因為高音的波長短,繞射能力弱,不存在“聲短路” 現(xiàn)象,也不象低音單元那樣需要抑制低頻諧振峰,所以,對于高音單元,音箱的作用只是一個支撐。
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