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Hi-end高保真系統(tǒng)音箱分頻器的精確設(shè)計(jì)計(jì)算法
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第 4 第卷9期 。
05年 0月9
南
陽(yáng) 范師學(xué) 院 學(xué) 報(bào)
uJ fNaa yn e ce sC l g o lo r an g aT rh。铮 nee
Vo
. 41 No. 9 pS. 2 5 0 0 e
Hn-i 高d保 真系統(tǒng) 音箱 分 頻器 的 精確設(shè) 計(jì)計(jì) 算法 e 姚
文 華 張 ,國(guó) 芳
( 陽(yáng)師范 學(xué) 院 理物 ,系 南陽(yáng)南 34 6 河南7 0)
1
摘
要 :級(jí) hed高保真音 響 系統(tǒng) , 音 響 統(tǒng) 系的最 高等 級(jí) 頂 i, n 為 -與 搭之配 的 音 箱 要 需很 高的 技有術(shù) 平水 ,為 hd系e 成in —
的 喉 舌統(tǒng) 本 。 文改 變以 比往 理較論 化設(shè) 的計(jì)方 法 , 用 一種 更合 、理采 更科 學(xué) 實(shí)驗(yàn)、化 的 計(jì)設(shè)計(jì) 算 方 法,為 成 功 設(shè) 計(jì)制 造更 實(shí)
分 頻 的 關(guān) 器鍵
關(guān) 鍵 詞 : 感 ; 頻器 ;頻 點(diǎn) 電 分 分
中
圖 分類號(hào) : N 92 2 。 1 6.
文獻(xiàn)
標(biāo)識(shí) 碼: A
文 編 章 號(hào): 6l 63 (0 5 0 0 2 17 一21 20 9) — 060 —
3
0引 言
音 響 分的 器頻 分 前為級(jí) 分頻 率、分 頻 兩 類 。 功前級(jí)分 頻 是前級(jí) 電路 中 由電 子件元 產(chǎn) 生的頻分 ,再 由各 自 的放 分 功別 驅(qū)高 、動(dòng) 、 揚(yáng)音 聲器系統(tǒng), 中低 如 1圖a 示所 ,于小 信 號(hào) 有 源分 頻 而。 功 分率 頻 ( 屬 則)是 由 感 、 電電容、 電阻 元件 構(gòu) 成 的位于 功放 與揚(yáng)
聲器 間之的 無(wú) 源 分頻 電 路, 圖1b 所 示。 (如)
l 分對(duì) 頻器 路 、電件 的 求要 元。
1 電路 中 電 感元 件直 流 阻電、 . 感 值電誤 差 越小 越好 為。使 響 頻線平 曲坦 好 使用最 空心電 感。 21電 中路電容 件 元損 耗盡 可 小 能。最好 用音使 . 頻專 用 金屬 聚化丙烯 電 容 。
1
3 使各 揚(yáng) 聲器 元單分 配 較 到 坦平的 信號(hào)功率 , . 且起
保 護(hù) 到高揚(yáng)頻 器聲 作的 用 ! 1 4 頻各 道分 頻組 合傳輸 率功性 特滿 足應(yīng)圖 要2 . 求(。 P最為大值 。, P 為 對(duì)分頻應(yīng)點(diǎn) 廠n的 ) 值。分
.
頻
采 功率用分頻 的音 系 統(tǒng)具箱 有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn) 單 本 、成低 ,
且又 獲 能 很 高 得 的 放音質(zhì) 量 特的點(diǎn) ,而 在 因
而現(xiàn)代
高保 真放 音 統(tǒng)系 中 用應(yīng)最 為 遍 。其性 普能的 壞 好與揚(yáng) 器聲 各 的指項(xiàng)標(biāo) 及分以頻 電 路 、電感 件元 的 能 性、 度密 有 密不 分可 的關(guān) 系 確,汁算 電感 精 精
參 便數(shù) 是功 的成 關(guān)鍵 。
點(diǎn)處
的 功 與 功 率 率 間之幅度 應(yīng)
滿 足Pl 03 ~=( .。
5P 范 圍的 。. ) n
P f w。
高 功音放
高音 揚(yáng) 聲 器
前 置H
分器 中 功頻 音放
低 音功 放
中音 揚(yáng) 聲 器
1 尸
低 音 揚(yáng)
聲 器
0f
功 率)分 結(jié)頻 構(gòu)框圖 高 音a 揚(yáng)
聲器
f Hz
)圖 兩 2 頻 分器組 合 輸 傳 功率 特 性
申 音 揚(yáng)
聲器
低 音 揚(yáng) 聲 器
1
在5整 頻個(gè)段 內(nèi)損 耗 平坦, 本 不出 現(xiàn)“峰 ” . 基 高
和“ 谷 ” 深 。
f) 級(jí) 電 子 頻分 構(gòu)結(jié)框 圖 前
b2
分 頻 電 感電 容參 數(shù) 的計(jì) 算
下面以兩 頻分 頻分 器例為 說(shuō)明其 參 數(shù)計(jì)的算 , 如
圖 3 所示 。
圖 l 音 響分 頻系統(tǒng) 結(jié) 框 圖 構(gòu)
收 稿期日:0 —55—2 2 0 l0
作簡(jiǎn)者 :介姚文 華9(2)一河南 陽(yáng)南人, 16 , 講師 從,電子技 事術(shù)與信息專的業(yè)學(xué)和研教究
。
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第9期
姚文 華等 in: H-d 高 保真 系 統(tǒng)音箱 分頻 器 精 確 的設(shè) 計(jì) 算汁 法
又 分e兩種情 形 對(duì) 與。 負(fù) 載串聯(lián)的 電 感( 如 :, 應(yīng) )從 允許 的 功 損 耗 率和足 夠 的阻有 兩方尼面去 確 定 ; 對(duì) 與 負(fù) 載并 聯(lián)的電 (感 如. 主則 從具要 有足 的 夠) 旁 路作 去用確定 。 L對(duì) 電阻 影響 功率 損 耗和 ,阻電影 響 旁路 ,。 .
作 的處 用 原則理 相是 同 的 ,應(yīng) 使即 , 的、電 尺 J 阻2 l 遠(yuǎn)小
揚(yáng)于聲 的額 器定 抗阻 R R< ,即 (<R.從 !(shù) ,
)學(xué)上 析 分 相 這于當(dāng) 要滿足 條件 R≤ R :/0 時(shí)此 ,1, 。
在 上 的功
率損 已相 耗當(dāng) ,小對(duì) 負(fù) 載 旁的 作路 !D
3 分兩 頻 路電原 理 圖
用 也
相已當(dāng) 滿 意 。 至 于 尼 阻作用 對(duì)電 阻, 的要
2 1頻 分感 電 l和分頻電 容 C 2 . 、、 l 2 C計(jì)算
了為簡(jiǎn) 便起 見(jiàn), 論計(jì) 算時(shí) 可 取 C=C = C 。理 l2
求 ,根據(jù) 體 晶管 放 功 尼阻 系數(shù)、 箱 饋線 及功 率 可 音 分頻 電 直感流電 阻 間 之 關(guān)的系及 們它的典 型值的 考 察后確定 , 一般 作 為用 家高 真音 保箱 中與負(fù) 載串
聯(lián) 分 的頻電感 直 流電 阻 應(yīng)小 于 負(fù) 阻載抗 的 二十 分
L。蹋剑剑 分 點(diǎn) 頻 頻率為 _ ( 2則 分 頻 點(diǎn) , 。欤 廠圖 )0 5 0=2f 。設(shè) 倍 每頻 衰減程 d1 , o r 27 負(fù)B載阻抗 為 R ,
c:則 /L尺 2 L
,
U
2Rt L ,
: ̄一
,
之 。一即滿 足 條 R≤ 件。遥 才 能 得
到 基 本好良 ,2 ,
的 /尼 阻特 性
,。
∞
。
2 實(shí)驗(yàn)2 正修 C、 2L 、2 . l C 、 lL 的值 為了 精 起確 見(jiàn), 實(shí) 驗(yàn) 用方 稍法微 調(diào) 整 c、 可
綜 上
所 述 ,得 出這 樣 結(jié) 的 論:與 負(fù) 串 聯(lián) 載可 對(duì)
電的 。 感 般 阻 按尼要 求 R≤ R 一2, 0確 定 電其 阻 /值 例 如 ,8 對(duì)1 1 的負(fù) .載的 阻電不應(yīng) 高 于0 "4 " , .1;1 對(duì) 141 負(fù)載則不 應(yīng) 高于 02 1" . 1 對(duì)。 與負(fù)載并 聯(lián)的 電" 感按 RR。薄 , 確 定 其 0阻 電值。 例 如 , 81 載 / 對(duì) 負(fù) "1。
C、 IL L 、22的 值 , 滿 足 計(jì)設(shè) 線 ( 曲2的 要 求。以 圖 )
也 即是通 過(guò) 實(shí) 描 驗(yàn)繪頻 響 曲線 , 而 得 到 、C! 。從C、
,
,、J , 的 最佳 值。。 J
3最 電 佳 結(jié)感 構(gòu) 概念 的 引入
心空分 頻電 感( 簡(jiǎn)稱電感 )的基 本 參 數(shù) 是 感 電量 直 流電 和。阻 般來(lái) 一說(shuō) ,電 感量不 準(zhǔn) 會(huì)分 使點(diǎn)頻 偏離 設(shè) 計(jì)求要 可并能 響 影箱音的 頻 ,響家都 比 較
大 視 重 。但其 流直電 阻指 標(biāo)也 不 宜過(guò) 大 .則 對(duì) 音 質(zhì) 否 的 影響也 是 不容 忽視 的 通 常 人 們 對(duì)。此 電 阻 在 電路 的 中 影響 及其 量定要 求 不甚 解了, 此 未引 起 足 因夠 重視, 此特 作 以下簡(jiǎn) 要 分析 。 對(duì)
電的阻不應(yīng) 于高 0 8對(duì)41 載 則 不 應(yīng)高 于 .。;1 負(fù)"
40.Q 。 按這 樣的 要 求 許 多 名 牌 音 響可 都能 達(dá) 到不 標(biāo) 。指 若 是三 頻分器 網(wǎng),絡(luò) 的 中 音 分 頻電 感可 仿 照則
此法
理處 。若 多是個(gè)電 感串 聯(lián) 時(shí) ,應(yīng) 用把以上 法 方確 的定 阻均電分 到 各 個(gè) 感電 去 上。 對(duì) 同一 電感 量 ,組繞結(jié) 構(gòu) 可任意 多 因。此 其 心空 電感 線圈必 然存 一在個(gè) 最 結(jié)構(gòu) 尺佳寸 , 應(yīng) 使 它電
感量 ,與 其電 阻 之 尺比 LR 達(dá)到 最大 值 。這 就 是 J
/
以圖3的 分頻 絡(luò)網(wǎng)為 例, 音 元單的 頻 分感電 低 于由它 與負(fù) 尺載低 音 單元額 定 抗 ) 阻串聯(lián), , ( 相 因 此 £ 的 電 阻過(guò)大 放 輸,出 率 在功 上 的損其 耗 功 將 大 增同。時(shí), 功放內(nèi) 阻低 音單對(duì)元 的 阻尼 作也 用將 大為減 弱。 者 前影響功放 有的效輸 出功率 , 后 者
對(duì)音 質(zhì) 的 響影卻 無(wú) 可挽 回。因 此 分 頻網(wǎng) 絡(luò) 中 以 ,
說(shuō)我們可 找 出 一 套合以 理繞 制 空 心電 線 圈感 的 經(jīng) 計(jì)算 公式 驗(yàn), 他其 方法 得出 的 結(jié) 構(gòu)尺 相 寸 ,比 相與 同的 電 值具 感有最 的小 電
阻值。 其實(shí) 電感結(jié)構(gòu) 是 否佳 最 很容易 其從 形 判外 。 別
如 果繞 組截面 大 致 呈 正 方 形 ,且 繞 內(nèi) 組徑為 繞 組
而
度 寬 即(繞組 高 度 )倍四, 基么本上 屬最 佳結(jié) 于 的那構(gòu)。
的 感 電最 大量, 且 隨 頻分點(diǎn) 的降低 而 大加, 以 , 所
直的 電阻 的影流 響 當(dāng)相突 。出
構(gòu) 結(jié)最佳 的 電感 線圈應(yīng) 該用 料省體積 小, 并 使 可感 電量 電和同阻 滿 足時(shí) 先預(yù) 定 給的數(shù)值 。 由于 對(duì)每 電感一值 和 電阻值 有 一均個(gè) 最佳結(jié) 構(gòu)尺 , 寸應(yīng) 此舍棄 傳 統(tǒng) 的 算計(jì)方 法 求來(lái) 取 、 因 制 作電感, 傳統(tǒng)為 法方 不 經(jīng)試測(cè)修 正 難以 滿 足 最要 因佳
。 求
至 于音高 單 元的分 頻 感 . 與 負(fù) 載 電 聯(lián)串, 未 就不存 在像 ,那樣的功 和 阻尼耗問(wèn) 題 但 。是 希仍 J , 望 其阻電盡 能可 些 小因。為它與 負(fù)載 聯(lián) 并 ,著 旁 路起 來(lái) C自 殘的余 低 頻音成 分 的 作 。 如用 阻 值過(guò) .大, 影會(huì)響高音 分 網(wǎng)頻對(duì)低 絡(luò)音 頻的減衰 陡 。度 就 根 據(jù) 以上 所 , 述感電 流 電直阻 數(shù)的值 在 理 上論 越 是越 小好 ,際 應(yīng)用 中 對(duì) 感 電直流 電 阻 值 的要 實(shí)求 ,從 小 它減對(duì)電路 的影 響 面 方去確 。具定體 說(shuō)
下 應(yīng)介 面紹 用改經(jīng) 公 驗(yàn) 的式算計(jì) 方 法 ,此方法 能 夠 滿 足佳最要 求,而且 對(duì)它 些 一特殊 構(gòu)結(jié) 寸尺 的 電
感 計(jì)算 確 精也度 很 高。
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?
2 ? 8
南 陽(yáng)
師 范學(xué) 學(xué) 報(bào) 院
第 4卷
4
佳 最結(jié)構(gòu) 電 的感 計(jì)
設(shè)算 需 所 電感 量 ( H) 為 直 流 電 阻其 為尺 ,t z ( 。 先 用 下 式求 出 繞 的 結(jié) 組 構(gòu) 數(shù) b參 Q 。
)。
計(jì)算
例 : 舉算 l 、 H 阻 值 為 8 0 的空 心感 電 計(jì) 電 m.
線圈Q 最的佳結(jié) 構(gòu)尺 寸 及 繞 制參數(shù)。
“√
60。剑ǎ ) 一6 .。, ^m一 0 18’ √ =1./ 一 8 m
6:2
6
7 , 、
Ⅳ: l 8 L/ b= 1 . 8 ̄1 0 /2 1 = 1 5.9  ̄ 8 /98 00 1/ 8 .(
) 匝 d:,.04 / / 0=4. 1  ̄N 868 1×1 2  ̄ ÷ 8. 1/ 150= 。罚
a
r )m
。
參數(shù) b實(shí) 際 上 就是 繞組 的 高 度 寬和度 同時(shí), 它也決 定 了繞 組 的內(nèi) 徑 和 徑外, 以 一 旦求得 b 所 即按 圖 可制4繞 組 作架骨, 中架 骨 外徑 當(dāng)適加大 其 1 %左右, 后然 下用 列各式求 取 有關(guān)繞制 參 。數(shù) 0
(m)m ,
i
8. 廠 。海罚 v
3:
1
7 3 而 麗 _.×82: 2 85(m )0 m , 1
.
W:b /32
1=4(2 。 . 1/) 1 4= g8。 1( )
架骨的 中 軸心外 取徑 2=2bm 骨 兩架 夾 板 4 m
,
距 為間b =1 r骨 架 夾 板 外徑取 4 2, a bm=4 m實(shí) 8 m(
b 一 2 — b一
際 制 時(shí)作可 大加 %1) 0。
計(jì)
算 結(jié) 果 :=1bm 2 =2 m m;2b4 。
m:N11 匝5: . d80 :7 mm。 5.
=i2 5 ; m =18。 0.2 W g
圖 電4 骨 架 結(jié) 構(gòu) 尺 寸感圖
如 果 用采 導(dǎo)線 直 徑 實(shí) 為 D, 用際k = 0 4則. [ 。模 ] , i) 行 進(jìn)修 正 。( d 一i , ( =k i 。 作為計(jì) 算驗(yàn) ,證者 按上 述結(jié) 果制 作 了 一 支 筆1 H電 感 m ,測(cè) 電感實(shí)量 1 0 誤 m差 不 過(guò) 5超。 4.H ,% 說(shuō)此 法明繞制 的 電感 量 確 準(zhǔn)。本 算 法 計(jì)使 即有沒(méi) 電感
測(cè) 表量 , 誤差 感也不 過(guò) 超5。 電
%繞組匝數(shù) Ⅳ1 .8= ̄L b匝 )9 8 / /( , 導(dǎo) 線銅心 直徑 =0 8 1d /4. N4 (m) a r b, 導(dǎo)線總 度 長(zhǎng)i 8. / b m, : 713 ̄ L ( )m 導(dǎo)線 總 量 W=重/ b14 g。 3 2 (.
根 據(jù) 銅)心 直 徑從d 線規(guī) 表 中選取 相 應(yīng) 的標(biāo) 稱
直徑 ,
由導(dǎo) 線 總重量 可 選購(gòu) 足 夠 量 用 高 強(qiáng) 度的
漆包 。 線
另外 把
本 計(jì) 法算與 以 往的圖法表比較 下 ,一可 以 體 會(huì)出 法 的優(yōu) 本點(diǎn) :用 料省 、 積 小、 繪需 制 圖 體不 表
、差 。 誤 小
用本 計(jì)采 方算法繞 制電感的經(jīng) 實(shí)驗(yàn) 對(duì) 比與 ,誤 差 一 小 于 般5, 本上 滿能 足 直應(yīng) 接用的要 求。 %基 由于以 繞上制方 法 中 , 際 使 用導(dǎo)線 銅 心直 實(shí) 徑D總是 得 選計(jì)比 直 算 d大 一些 ,徑而造成 繞 后 從
制
參 考 文 獻(xiàn)
] [ 全陸 . 率 分 根頻 器 感 最電 佳結(jié) 制構(gòu)作 八 問(wèn) [] 無(wú) 線 。 功J .
電與 電 ,視9 3:—4 1. 91
的 電感量
總比 計(jì) 算值 些 ,低 然, 繞 長(zhǎng)制導(dǎo)線 長(zhǎng) 顯加 度 即多繞 幾 匝就 可 使 實(shí) 電際 量感更 接 計(jì) 近 值算。 際實(shí)繞 制 線 導(dǎo)的 總長(zhǎng) 度如 可求 出 : 下 實(shí)
際導(dǎo)線 的加 長(zhǎng) 數(shù) 系=0k4 ( ) / . ][ d 一Di ,實(shí) 繞 際制導(dǎo)線 長(zhǎng)總度, i 。 )(=+k i 把長(zhǎng) , 度 繞部入 骨 架 可即 D。為實(shí) 導(dǎo)際 線
直徑全。
][ 鄒 鴻 . 照種用 于 組 合 音 響的 功 率三 頻 道 頻 器分[] 2 一
J.
子電 世界 ,9 8 1 ) 1 。 1 1 (:.
0
][楊 森 . 揚(yáng)只聲 器的 組合 方式 [] 電 子 世 界,9 35 多 J .8。
(o 1 1 ): .
2M e
dho rcs c ntfo r pr -rq e ce i ae o o 。 pf eei a u co 。 tf e u ny dv 。悖 t t no o 。 t m Hfi de h es u bd s xseo - n
YA0 。 u’ 。 Wn h a ,ANGH of n G ’a u
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(h s Ds pr e t a y no 。悖 e so e l,a y n 7 01C i a )P y iet n a nNa g T a h crm f 。 g N nla g4 3 ,6 hn
Ae bta t iT。 e e。椋 a n wme h dt oe v h r e bat fe tte p e plrte tc mehrd ,n k rsc : h ps p rds g 。濉 t oo srlet ep lo。恚瑁 d rin h o u a ei tooh a d m ae
gae t p orsn d sg 。 a g er s i e inq
e c e e.i n yu dc v
hs, emh mdo 。 so ,r r y,amo rea o a l ote a cu。铩。 。瑁 fte t i o 。 rpe iin ome e es rsn b e。簦琛 c o frt e tpr — r— e
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