分音器是什么_音箱中的分音器介紹

在播放音樂時，由于揚聲器單元自身的能力與結構限制，只用一個揚聲器難以覆蓋全部頻段，而如果把全頻段訊號不加分配地直接送入高、中、低音單元中去，在單元頻響范圍之外的那部分“多余訊號”會對正常頻段內的訊號還原產生不利影響，甚至可能使高音、中音單元損壞。因為這個原因，設計師們必須將音訊頻段劃分為幾段，不同頻段用不同揚聲器進行放聲。這就是分音器的由來與作用。

分音器的工作原理

分頻器是音箱中的“大腦”，對音質的好壞至關重要。功放輸出的音樂訊號必須經過分音器中的濾波組件處理，讓各單元特定頻率的訊號通過。要科學、合理、嚴謹地設計好音箱之分音器，才能有效地修飾喇叭單元的不同特性，優化組合，使得各單元揚長避短，淋漓盡致地發揮出各自應有的潛能，使各頻段的頻響變得平滑、聲像相位準確，才能使高、中、低音播放出來的音樂層次分明、合拍、明朗、舒適、寬廣、自然的音質效果。

從工作原理看，分音器就是一個由電容器和電感線圈構成的濾波網。高音信道只讓高頻訊號通過而阻止低頻訊號；低音通道正好相反，只讓低音通過而阻止高頻訊號；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。

分音器的組件組成

被動分音器的組件組成：L/C/R，即L電感、C電容、R電阻，依照各組件對頻率分割的特性靈活運用在分頻網絡上。

L電感：其特性是阻擋較高頻率，只讓較低的頻率通過，也就稱為“低通濾波器（Low Pass Filter）”。通過較低頻率的多少是由該“L電感”之電感量來決定，其感抗單位為“μH、mH”代表。電感材質常見有：空心電感、鐵淦氧電感、硅鋼片電感等。鐵淦氧電感、硅鋼片電感通常只在需要高電感值而無法由空心電感來獲得低直流電阻的場合下才使用，由于鐵心電感具有磁飽和而在大電流的場合造成失真的天性，所以鐵心電感是一種妥協下的產物。

C電容：其特性與電感剛好相反，也就是阻擋低頻率通過，讓較高的頻率通過，稱為“高通濾波器（High Pass Filter）”。高頻率通過多少由C電容的電容量決定。其單位為“μF”。電容材質種類繁多，但用于被動式分音器中則使用無極性電容。電容在被動式分音器中用于中音域及高音域材質上的考慮必須慎重，因為與音質有絕對的相關性，選擇電容的材質通常由喇叭單體特性和電容損失因素、相位損失以及價格而決定。

R電阻：并無切割頻率的特性，而應用在被動式分音器中是與電感、電容混和搭配，針對特定的頻率點和頻帶來做修正、等化曲線、靈敏度增減的用途。

一個無源分音器，本質上就是幾個高通和低通濾波電路的復合體，而這些濾波電路的數量，就是上面所說的“路”。但是在每一個濾波電路中，還有更精細的設計，換句話說，在每一個濾波電路中，都可以分別經過多次濾波，這個濾波的次數，就是分音器的“階”。一階分音器也是電感和電容分頻的結構，而二階分頻器中的每一路都經過了兩次濾波，這個“兩次濾波”才是“二階”的真正含義！

無源分音器看似簡單，不同的設計和生產工藝自然使分音器這個看不起眼的組件在揚聲器中產生了效果不一的影響。而這些細節，正是所有Hi-Fi器材必須追求的，這也是高級Hi-Fi與普通設備的基本區別。

音箱的物理模型

我們知道，音箱的發聲部件是揚聲器，但為什么要使用音箱，而不是直接拿揚聲器聽音呢？

音箱的之所以存在箱體的目的——主要是為了防止揚聲器振膜正面和反面的聲波信號直接形成回路，造成僅有波長很小的高中頻聲音可以傳播出來，而其他的聲音信號被疊加抵消掉了。

音箱的物理模型是在一塊無限大的剛性障板上開一個孔，安裝揚聲器，這樣就能保證揚聲器正面和反面的聲音信號不會形成回路，造成音波回路。

但實際使用中，音箱是不可能做成無限大的，因此，人們在揚聲器后面用障板形成一個密閉的空間，保證音波的正面傳輸。

隨之而來的問題：音箱密閉后由于大氣壓的問題，音箱的箱體是越大越有利于低頻聲音還原，所以，一般音箱的容積是根據中低音單元的揚聲器尺寸計算出來一個折中的數據。

可很多環境還是不允許有太大的箱體，人們為了進一步縮小體積，又根據聲波的特點及加強低頻聲波重放的要求設計了箱內障板、倒相管、共振腔等，主要是為了在低頻頻段對一定波長的聲音信號進行增強，并進一步減少大氣壓力對聲音還原的影響。

揚聲器在音響設備中是一個最薄弱的器件，而對于音響效果而言，它又是一個最重要的部件。揚聲器有多種分類式：按其換能方式可分為電動式、電磁式、壓電式、數字式等多種；按振膜結構可分為單紙盆、復合紙盆、復合號筒、同軸等多種；按振膜開頭可分為錐盆式、球頂式、平板式、帶式等多種；按重放頻可分為高頻、中頻、低頻、超低頻和全頻帶揚聲器；按磁路形式可分為外磁式、內磁式、雙磁路式和屏蔽式等多種；按磁路性質可分為鐵氧體磁體、釹硼磁體、鋁鎳鈷磁體揚聲器；按振膜材料可分紙質和非紙盆揚聲器等。

音箱的工作原理

要知道音箱發聲的原理，我們首先需要了解聲音的傳播途徑。聲音的傳播需要介質（真空不能傳聲）；聲間要靠一切氣體，液體、固體作媒介傳播出去，這些作為傳播媒介的物質稱為介質。就好比水波，你往平靜的水面上拋一個石子，水面就有波浪，再由對岸傳播到4周；聲波也是這樣形成的。聲波的頻率在20——20，000Hz范圍內，能夠被人耳聽到；低于或高于這個范圍，人耳都聽不到。波與聲波的傳播方式是一樣的，通過介質的傳播，人耳才能聽到聲音。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播。

下面在來說說喇叭的工作原理。喇叭是把電信號轉換為聲信號的一種裝置，它由線圈、磁鐵、紙盆等組成。由放大器輸出大小不等的電流（交流電）通過線圈在磁場的作用下使線圈移動，線圈連接在紙盆上帶動紙盆震動，再由紙盆的震動推動空氣，從而發出聲音。

喇叭的發聲原理

當喇叭接收到由音源設備輸出的電信號時，電流會通過喇叭上的線圈，并產生磁場反應。而通過線圈的電流是交變電流，它的正負極是不斷變化的；正極和負極相遇會相互吸引，線圈受到喇叭上磁鐵的吸引向后（箱體內）運動；正極和正極相遇則相互排斥，線圈向外（箱體外）運動。這一收一擴的節奏會產生聲波和氣流，并發出聲音，它和我們講話的喉嚨振動是同樣的效果。

頻率響應曲線SPL vs Freq

人耳所能聽到的頻率范圍為20Hz─20KHz，（ 《20hz稱為次聲，》20KHz稱為超聲 ）圖標縱坐標─表示聲壓級，單位是dB。圖標橫坐標─表示頻率，單位是Hz。

圖標左側為低音單體頻響曲線，右側為高音單體，包含左右的是音箱。從頻響曲線可以知道幾個重要參數：

特性靈敏度（SPL）：以一瓦電功率，在一米距離處所測得的聲壓，并由頻響曲線取四個點所得平均值即為平均音壓。

有效頻率范圍（F0~20KHz）：可由SPL-10 dB，這樣一條直線與曲線相交兩點，這兩點之間就是有效頻率范圍。如上圖音箱的有效頻率范圍是45Hz─20KHz，低音單體有效頻率范圍是40Hz─3KHz，高音單體有效頻率范圍則是1800Hz─20KHz。頻響曲線越平直越好，帶寬則越寬越好。

從阻抗曲線可以知道幾個重要參數：

阻抗值（Ohm）：

圖示波峰過后最低點對應縱坐標即為阻抗值。

最低共振周波數（F0）：

單體喇叭（單峰）─以阻抗曲線波峰對應橫坐標的點即為F0。音箱喇叭（雙峰）─以阻抗曲線第一波峰與第二波峰間的波谷對應橫坐標的點即為Fb，第一波峰為導音管F0，第二波峰則為單體F0。音箱喇叭+高音單體（三峰）─仍以阻抗曲線波峰與波峰間的波谷對應橫坐標的點即為Fb，第三波峰即為高音單體的F0。

1、直流阻抗（Ohm）：

以靜態揚聲器來測其阻抗，所以求的的結果是直流阻抗，就是音圈上所繞的銅線總長的阻抗值。直流阻抗不受頻率的影響。

2、交流阻抗（Ohm）：

在動態的揚聲器，即通電以后所求得的交流阻抗值。

（ 通常對音圈的公差要求是±15%。）

3、標準輸入功率（W）：就是揚聲器的額定承受功率，為保證值。

4、最大輸入功率（W）：指揚聲器的最大承受功率，僅承受1秒內峰值電壓，非保證值。

5、出力音壓，又稱靈敏度（dB）：

靈敏度也叫特性靈敏度，一般規定為揚聲器放在消聲室隔板上輸入端加上相當于在額定阻抗上一瓦電功率的信號電壓時，在參考軸上離參考點一米處產生的音壓時，用分貝“（dB）”單位表示特性靈敏度。揚聲器靈敏度高低與揚聲器振動系統的性能及氣隙中磁感應強度的大小有較大關系。

6、極性：

在揚聲器的輸入端加上脈沖直流信號，如果振摸向前推動，則與直流電壓正端相接的為喇叭的正極，反之為負極，如果接反，則喇叭振動的相位將不正確。