【音響網(wǎng)資訊】
兩分頻音箱的高低單元搭配有一定的學(xué)問(wèn)，要從單元的指向性、分配功率、音色的一致性幾方面來(lái)綜合平衡。資深發(fā)燒友都知道，單元的活塞振動(dòng)區(qū)通常只限于額定頻帶的中間頻段，這個(gè)頻段一般是從單元的諧振頻率的一個(gè)倍頻開(kāi)始到上限頻率的一半，該頻段的各種失真最小，分頻點(diǎn)的設(shè)定應(yīng)根據(jù)所用單元的額定頻率范圍來(lái)確定。一般來(lái)講，兩分頻音箱的分頻點(diǎn)多取在2～4kHz，這就要求中低音單元頻響的上限盡量高一些，而高音單元的下限要低一些。5英寸的中低音單元高頻上限一般都能達(dá)到5kHz左右，由于Vifa P13WH-00-08單元的頻率延伸好而且沒(méi)有明顯的諧振峰，選用高音單元就很容易了。不過(guò)我認(rèn)為此時(shí)的高音單元頻響下限仍然盡量低一些好，因?yàn)榘凑罩械鸵舻姆诸l點(diǎn)宜選在上限的一半的原則，Vifa P13WH-00-08單元的分頻點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)3kHz，如再考慮指向性要符合一定的高保真要求，那分頻點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)2.5kHz。
分頻點(diǎn)選在2.5kHz或更高一些時(shí)，有利于讓人聲和樂(lè)器的一部分諧音由中低單元播放，音色的一致性較好，同時(shí)，由分頻造成的分頻點(diǎn)附近的頻響和相位特性的失真對(duì)音質(zhì)的影響也相對(duì)小。不過(guò)此時(shí)對(duì)高音就要求它的下限不宜高于1250Hz了，如高音單元的頻響下限能夠到800～1000Hz左右就非常理想了。
從圖2的Vifa P13WH-00-08中低音單元的頻率曲線看，該中低音單元的額定帶寬為60-5000Hz，從圖4中的Morel MDT-29高音單元的相關(guān)參數(shù)看，其額定帶寬為頻率的1/2倍頻正好為2.5kHz，已進(jìn)入活塞振動(dòng)區(qū)。Morel MDT-29的諧振頻率為900Hz，廠方推薦最低分頻點(diǎn)為1800Hz。本例取2.5kHz分頻點(diǎn)已是其低端下限頻率的近3倍，也是進(jìn)入活塞振動(dòng)區(qū)，并留有很大的余量。事實(shí)上，分頻點(diǎn)設(shè)在2.5kHz是比較理想的，這樣兩個(gè)單元均能工作于活塞振動(dòng)醫(yī)，組合后的頻帶失真較小，滿足高保真音箱的要求。
分頻點(diǎn)基本上定在2.5kHz后，就要考慮采用什么類(lèi)型的衰減斜率分頻方式。由于2.5kHz的分頻點(diǎn)離中低音的活塞振動(dòng)區(qū)上端5kHz較遠(yuǎn)，因而為了讓中頻更厚實(shí)一些，中音更富韻味，低頻濾波器可考慮用一階-6dB/oct的衰減斜率。Morel MDT-29的功率承受力高達(dá)80W，加上2.5kHz的分頻點(diǎn)離其900Hz諧振頻率也很遠(yuǎn)，本來(lái)也想用一階-6dB/oct的衰減斜率做高通濾波器，但考慮到相位和線性的調(diào)整，這里還是將高通濾波器的衰減斜率定為二階的-12dB/oct，這樣也可防止過(guò)多的中低頻能量進(jìn)入高音單元，提高中高頻的清晰度。
單元的靈敏度是否一致對(duì)分頻器的設(shè)計(jì)有影響，幸運(yùn)的是，本音箱中的兩個(gè)單元的靈敏度比較一致，不需要在分頻器中對(duì)某個(gè)單元的聲壓進(jìn)行衰減處理就能很好地保證各頻段聲壓級(jí)的平衡，不但使分頻的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)，而且由于高頻通道沒(méi)有電阻的衰減信息量得以完整保留。
由于分頻器是由不對(duì)稱(chēng)的一階低通濾波器和二階高通濾波器組成。它們的相位曲線并不同相其中，高通部分的函數(shù)相位曲線旋轉(zhuǎn)到+90°，低通部分旋轉(zhuǎn)到-45°，兩單元按正相連接時(shí)相位差為135°，分頻點(diǎn)處的聲音不能合成為一個(gè)整體，將高音反相接后還存在-45°的相位差，不過(guò)這一相位差可通過(guò)高、低音單元在前障板上的同一垂直面排列時(shí)產(chǎn)生的+45°相位差來(lái)校正，使系統(tǒng)達(dá)到比較線性的相位放聲效果。不過(guò)這種合成式要求分頻點(diǎn)選擇合適、準(zhǔn)確，且要求高低頻濾波器的分頻點(diǎn)在-4.5dB點(diǎn)處交叉，否則合成的頻響會(huì)在分頻點(diǎn)出現(xiàn)隆起劣化。
圖5是本音箱最終的分頻網(wǎng)絡(luò)，它由低通濾波器(LPF)和高通濾波器(HPF)組成。一階(6dB/oct)分頻器分為3dB和6dB降落點(diǎn)交叉型兩種，本音箱取3dB降落點(diǎn)交叉型。由于不對(duì)稱(chēng)的分頻器要在-4.5dB處交匯，在使用-3dB降落點(diǎn)的公式計(jì)算濾波器的元件值時(shí)，低頻的fc要相應(yīng)移到0.9fc處。高通濾波器的fc也應(yīng)該相應(yīng)地移到1.1fc處。
低通L1計(jì)算公式為
L1=159R/fc≈159R/0.9fc(mH)
高通L2計(jì)算公式為
L2=225R/fc≈225R/1.1fc(mH)
C1=113000/fcR≈113000/1.1fR(uF)
式中的R是各單元的標(biāo)稱(chēng)阻抗。本箱中兩個(gè)單元的標(biāo)稱(chēng)阻抗均為8Ω，故R=8Ω，最后計(jì)算得
L1=159×8/2500×0.9=0.565(mH)
L2=255×8/1.1×2500=0.742(mH)
C1=113000/1.1fcR=113000/1.1×2500×8=5.14(uF)
分頻網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載是一個(gè)具有電容、電阻、電感在內(nèi)的復(fù)合阻抗特性的揚(yáng)聲器，其阻抗隨頻率變化而變化，因而分頻網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸入阻抗也會(huì)隨著頻率的變化而變化。在這種情況下，會(huì)產(chǎn)生分頻點(diǎn)的偏移和頻率特性、相位特性的畸變和功放工作不穩(wěn)定。為減少這些影響，應(yīng)給低音單元增加阻抗補(bǔ)償電路，使之近似一只等于額定阻抗的純電阻，減小分頻點(diǎn)處的幅頻和相頻失真。圖5中的R1和C2就是阻抗補(bǔ)償電路，R1、C2的數(shù)值可用下面的公式計(jì)算
R1=Zo(Ω)
C2=Lbm/Re2(F)
式中，Zo是中低音單元的標(biāo)稱(chēng)阻抗，Lbm為音圈的電感量(單位為uH)，R是音圈直流電阻，本箱中Vifa的P13WH-00-08的R=5.7Ω，L=0.7mH=700uH。經(jīng)計(jì)算，R1=Zo=8Ω，C2=21.5uF。
圖5中某些元件有兩種數(shù)值，其括號(hào)內(nèi)的元件數(shù)值是實(shí)際調(diào)校得出的值。在制作分頻器時(shí)要注意，要減少高端頻率的阻抗，宜用小容量的電容并聯(lián)達(dá)到要求。C1電容用音頻金屬化聚丙烯膜高速電容器即可，C2用好一點(diǎn)的本尼克無(wú)極電解電容。L1線圈不宜用小線徑的，要用Φ1.5mm以上的漆包線繞制，以免直流阻抗過(guò)大引起分頻點(diǎn)的特性變差。L2由于不在信號(hào)通道上，可以適當(dāng)放低要求。
