无论是现在仍是往后.双声道立体声仍将是家庭高保真放音的首要方法并将一向广泛地为本站所选用,它不会因SACD和DVD-Audio高质量多声道体系的呈现而消亡。这是因为双声道体系简略,调整和运用方便,体系成本低而音质恰当高。
当然.这并不意味着双声道体系的音质没有进步的地步和必要。选用SACD和DVD-Audio是声源方面进步双声道音质的必经之路。若要进一步进步SACD和DVD-Audio作双声道重放时的音质,那么选用前级电子分频器是在现有或原有体系基础上最为经济而有用的计划。
本文向读者介绍一款电子管前级RC分频器的原理、核算和制造。电子有源分频兼有双线分音、双功放驱动的长处.其电声性能比一般LC功率分频更好一些。
RC分频网络
最简练的电子分频网络只选用电阻R和电容C两种元件即可组成。图1为一阶二分频网络及其特性示意图。
关于图1的一阶二分频RC网络.无论是高通滤波器仍是低通滤波器的元件,均可用下式核算。
式中fc为高通或低通滤波器的截止频率即分频频率(Hz).R的单位为kΩ,C的单位为uF。
一阶分频网络的衰减斜率不大,仅为6dB/oct(倍频程)。假如把一阶网络串联起来,可构成二阶、三阶……分频网络.其间尤以二阶网络最为常用。图2为二阶二分频网络。
显着,二阶分频网络的衰减斜率由一阶网络叠加而成,到达12dB/oct。不过,二阶网络并非一阶网络的简略串联,核算这种网络时.应留意以下两个问题:
1.后边的一阶网络是前面一阶网络的负载。假如把两个彻底相同的一阶网络直接串联起来,就会产生彼此搅扰。为了防止这种影响,后边的一阶网络的阻抗应尽量高一些。一般可取为前者的5~10倍。
详细一点说,关于高通滤波器(见图2),后级的R值应取为前级Rh的5~10倍。与此同时后级的C值则按相应在份额减小,即取前级C值的1/5~1/10。同理,对低通滤波器,后级的R值取前级RL值的5~10倍,C值则取前级C值的1/5~1/10。核算公式fc=159/RC则不变。
2.因为二阶网络为一阶网络串联而成。一阶网络的衰减斜率为-6dB/oct,即在fc处衰减-3dB(图3a)。所以两个一阶网络串联后,在fc处的衰减起伏将达-6dB(图3b),然后使分频点fc处的组成频响呈现下凹。为了防止呈现这种现象,由图3b可知,低通滤波器的截止频率(-3dB点)fc应恰当进步,而高通滤波器的截止频率(-3dB点)fh应恰当下降。假如分频网络的分频点取为fc,那么可取fL=1.5fc,fh=fc/1.5。这样大致上可确保在分频点fc处衰减起伏仍为-3dB左右,而归纳频响比较平直无下凹现象。
最终,无论是图1仍是图2的分频网络,实践运用时总要遭到前、后级其他电路的并联作用的影响,然后使得分频特性产生偏移。一般都必须在分频网络前、后各加一级缓冲放大器与其他电路阻隔。常用的缓冲放大器是阴极跟从器。
核算示例
下面以二阶二分频网络的实践例子来加以阐明
二阶二分频网络的分频点设为fc=800Hz,求分频网络的R、C值。
核算高、低通滤波器时,它们的截止频率不是fc。对高通滤波器应取fh=fc/1.5=800/1.5=533(Hz);对低通滤波器应取fL=1.5×800=1200(Hz)。假如电容仍取C=0.01uF,则高通滤波器的Rh为
低通滤波器的RL为
以上是二阶分频网络中前面一阶网络R、C值(图5)。
核算后边的一阶RC网络时,R值一般比它前面网络中的R值大(5~10)倍,%&&&&&%值则小(1/5~1/10)。本例按10倍和1/10核算。后级的R’值对高通滤波器和低通滤波器分别为R’h和R’L:
R’h= 29.8×10=298(kΩ)
R’L= 13.3×10=132(kΩ)
后级的C’值为:
C’=0.01/10=0.001(uF)
核算的悉数成果示于图4中。
图5为本分频器一个声道的电原理图,图中的二阶分频网络去掉后边一级RC网络,即为一阶二分频体系。
图7为接线图。
V1a为输入缓冲级,另一半作R声道的输入缓冲级。V2则作同一声道的输出缓冲级,它的电路与V1稍有不同,即栅极加有来自阴极的自举电压,因而输入阴抗比V1更高一些,这对选用二阶分频时,可减小对分频网络的影响。因为高音扬声器的灵敏度一般总是比低中音扬声器高一些,故高通输出接入了一个50kΩ电平调整电位器,供调整作微调之用,也可直接安装在机壳面板上,以便随时作微调之需。
本机实测分频点处的衰减起伏约-3.5dB。因为本机无增益作用.刺进损践约1.5dB残留噪声约0.16mV.20Hz~20kHz的串音在-80dB以下。
运用
最终介绍一下本电子分频的三种首要用途。
1.根本用法
电子分频的根本用法是替代一般音箱中的LC功率分频,见图8a和8b。为此需求去掉音箱中的LC分频元件,然后用两台功放(也可所以一台立体声功放中的左、右声道直接驱功高音和低声扬声器).本分频器则用来驱动高音功放和低声成效。此刻只需查得音箱分频点.即可核算RC分频网络元件值。此外,音箱最好具有双线分音接线柱,以便驳接。
2.增加超高音
现在许多本站手头运用中高档书架箱或中大型音箱的上限频率都在20kHz范围内。SACD和DVD-Audio的高频呼应可达50-100kHz。一个简略而有用的方法是增加一只超高音扬声器,分频点可选在10~15kHz。(见图8c)现在国外市场上已有独自超高音扬声器可购,可直接置于音箱上面。超高音扬声器实践所需功率较小,因而高音功放的功率不用很大。假如两台功放的功率相同巨细.宜在高通输出电平调整电位器(图6中50kΩ)之前串一恰当阻值的固定电阻,避免不小心损坏超高音单元。
3.增加超低声
在现有的体系上加一台超低声箱,分频点即选为100~300Hz.并尽可能低一些(见图8d)。超低声箱可用市售的产品箱.此刻就无须低声功放:也可运用大口径低声单元克己,但需求配一台低声功放。
有些本站觉得,加超低声后作用反而欠好。应该说这是一个普遍现象。其原因首要是房间的声学处理不到位。特别是对房间的低频吸声量不行充沛。实践上,只需留意房间的声学处理(对低频加强吸声处理,再加上选购一只好的超低声箱),是能显着改进低声重放质量的。