1 引言
揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分頻器分為前級分頻和功率分頻2類,。前級分頻是前級電
路中由電子元件產(chǎn)生的分頻,,再由各自的功放分別驅(qū)動高﹑中﹑低音揚(yáng)聲器系統(tǒng),如圖(1a)所示,,屬于小信號有源分頻,。而功率分頻則是由電感、電容,、電阻元件構(gòu)成的位于功放與揚(yáng)聲器之間的無源分頻電路,,如圖(1b)所示。
采用功率分頻的揚(yáng)聲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,、成本低,,而且又能獲得很高的放音質(zhì)量,因而在現(xiàn)代高保真放音系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍,。其性能的好壞與揚(yáng)聲器的各項(xiàng)指標(biāo)以及分頻電路,、電感元件的性能、精度有密不可分的關(guān)系,,精確計(jì)算電感參數(shù)便是成功的關(guān)鍵,。
2 對分頻器電路、元件的要求
(1)電路中電感元件直流電阻,、電感值誤差越小越好,。而且為使頻響曲線平坦最好使用空心電感。
(2)電路中電容元件損耗盡可能小,。最好使用音頻專用金屬化聚丙烯電容,。
(3)使各揚(yáng)聲器單元分配到較平坦的信號功率,且起到保護(hù)高頻揚(yáng)聲器的作用,。
(4)各頻道分頻組合傳輸功率特性應(yīng)滿足圖2所示特性曲線的要求(P0為最大值,,P1為對應(yīng)分頻點(diǎn)f1,、f2的值)。分頻點(diǎn)處的功率與功率最大值之間幅度應(yīng)滿足P1(=0.3~0.5)P0的范圍,。
(5)整個頻段內(nèi)損耗平坦,,基本不出現(xiàn)“高峰”和“深谷”。
3 分頻電感電容參數(shù)值的計(jì)算
下面以三分頻分頻器為例說明其參數(shù)的計(jì)算,,如圖3所示,。
4.2最佳結(jié)構(gòu)電感的計(jì)算
設(shè)所需電感量為L(μH),其阻抗值為R(Ω),,先求出繞組的結(jié)構(gòu)參數(shù)
參數(shù)b是繞組的高度(寬度),,決定了繞組的內(nèi)徑和外徑。所以求得b后即可按圖4制作繞組骨架,,其中骨架外徑適當(dāng)加大10%左右,然后求取
其中,,N為繞組匝數(shù),,d為導(dǎo)線銅芯直徑,i為導(dǎo)線總長度,,w為導(dǎo)線總重量,。
根據(jù)銅芯直徑d從線規(guī)表中選取對應(yīng)的標(biāo)稱直徑,由導(dǎo)線總重量可選購足夠用量的高強(qiáng)度漆包線,。
采用該計(jì)算方法繞制的電感經(jīng)與實(shí)驗(yàn)對比,,誤差一般小于5%,繞制后是否測量已無關(guān)緊要了,,基本上能滿足直接應(yīng)用的要求,。
由于以上繞制方法中,實(shí)際使用導(dǎo)線銅芯直徑D總是選得比計(jì)算直徑d大一些,,從而造成繞制后的電感量總比計(jì)算值低些,,顯然,加長繞制導(dǎo)線長度,,即多繞幾匝就可使實(shí)際電感量更接近計(jì)算值,。實(shí)際繞制導(dǎo)線的總長度可由
k=0.4[(D/d)-i] (6)
I(=i+k)i (7)
求出。其中k為實(shí)際導(dǎo)線的加長系數(shù),,I為實(shí)際繞制導(dǎo)線總長度,,把長度I全部繞入骨架即可。D為實(shí)際導(dǎo)線直徑,。
如計(jì)算1 mH,、電阻值為0.8Ω的空心電感線圈的最佳結(jié)構(gòu)尺寸及繞制參數(shù)。將數(shù)值代入式(1)~式(5)得
骨架的中心軸外徑取2b=24 mm,,骨架兩夾板間距為b=12 mm,,骨架夾板外徑取4b=48 mm,,(實(shí)際制作時可加大10%)。計(jì)算結(jié)果如下
b=12 mm,;2b=24 mm,;N=181.5匝;d=0.75 mm,;i=20.52 m,;w=81 g。
如果采用導(dǎo)線直徑實(shí)際為D,,則用k=0.4([D/d)-i],,I(=i+k)i進(jìn)行修正。采用該方法計(jì)算出L1,,L2,,L3,L4的值,,照圖裝配即可,。
作為計(jì)算驗(yàn)證,筆者按Hi-Vi S8 plus揚(yáng)聲器系統(tǒng)分頻器的參數(shù)制作了一個家用揚(yáng)聲器系統(tǒng),。其中2只0.55 mH和0.18 mH的電感按上述結(jié)果計(jì)算制作,,實(shí)測電感值為0.565 mH和0.187 mH。誤差不超過5%,。說明此法繞制的電感量準(zhǔn)確,。通常該計(jì)算法即使沒有電感表測量,電感誤差也不超過5%,。
將該計(jì)算法與以往的圖表法比較,,還可體會出該方法的優(yōu)點(diǎn):用料省、體積小,、不需繪制圖表,、誤差小。