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您還在使用那個用長達幾十米的漆包線裹著磁芯的電感線圈和電容做的功放後級分頻嗎?這些嚴重損害音質的東東其優點僅僅是減少了投入費用,但遺憾的是犧牲了那寶貴的原聲原色的音質,換回的只是扭曲的變味的不自然的聽感。而前級電子分頻徹底解決了這些問題,在前級小信號將頻率分開處理,功率擴大機輸出直推揚聲器,讓您享受到錄音室的真實現場氛圍。儘管許多朋友在前級設備投入了不少,但遺憾的是卡在了這個最後輸出環節了,不能不說令人遺憾。解決的此問題其實不難,那就是使用優秀分頻電路的前級分頻器+多路功率擴大機,
電子分音器的作用
電子分音器位於功率擴大機之前,或許電子分音這個名字並不那麼準確,因為所有的分音器都是基於電子元件製成的。但電子分音一般被集成在擴大機的電路中,所以電子分音器一般不獨立存在,其電路也沒有特別明顯的特徵,其實它主要也是有運放OP,電容和電阻等常見元器件組成的。
電子分音實際上指的是信號分頻,它是將音頻弱信號進行分頻後,再用各自獨立的後級擴大機把每個頻段的信號放大,然後分別輸送至揚聲器的單體來實現分頻效果。
比如兩分音(兩路)的音箱使用電子分音的話,雙聲道的信號被分成四路,所以後端的擴大機需要四聲道才能完整輸出(兩台立體聲後級擴大機)。
分頻器(CROSSOVER)即篩檢程式,音訊信號經過它之後就被分成高、中、低不同的頻率(三分頻)。分頻器有主動分頻(ACTIVE CROSSOVER)和被動分頻(PASSIVE CROSSOVER)兩種。被動分頻是指功率放大之後進行分頻,功率放大之前分頻就是主動分頻,也叫電子分頻、前級分頻、電子分音器。
電子分頻並不是什麼新技術,其應用於舞臺專業音響已經很普遍,由於電子分頻針對的是信號,功率很小,很容易把頻率精確分開,完全可以根據喇叭單元的特性進行分頻,最大限度發揮喇叭單元的特性,得到最平直、滿意的聽音曲線。
而功率分頻器工作在大功率的狀態下,電感的磁場對周圍空間有一定影響,這就是為什麼電感在分頻器中都有要互相垂直放置,但無論如何放置,相互之間都有影響,同時大功率的電阻、電容損耗也比較大,也會相互影響。功分衰減也不易做陡,一般為12dB/oct,至多18dB/oct,除功分器自身相位差外,還會因單元瞬態差異,在較寬的交叉頻帶上出現合成失真。高音單元指標越高,問題越明顯。所以,功率分頻不可能分得很精確,很難得到滿意的聽音曲線,同時對單元的特性也難以完全發揮,很高檔的音箱也只能儘量把分頻板做大以減少相互影響。
總之,從技術上來講,被動分頻永遠沒有主動分頻精確和相互影響小。此外,從高保真的角度看功率分頻既不合理也不科學。因為高、低音單元各自有自己的工作特點:低音單元要求大電流強控制(即較深的負反饋),高音單元要求高速度、快瞬態、少互調(回饋不宜過深)。再者,為區區幾瓦的高音而將百瓦級的功放的高頻指標提上去,實在不值,也不容易做好。
前級電子分頻很容易解決LC分頻器進行功率分頻時存在的缺陷。由於功率擴大機直接推動揚聲器,減少了介入功率損耗,功率擴大機輸出的內阻值直接就是揚聲器的電阻尼,阻尼係數較功率分頻大大提高,可以很好地控制揚聲器的振動,降低了非線性失真。同時避免了大功率時元件帶來的非線性畸變,避免電感造成的功放狀態失穩,並大大降低了互調失真;前級電子分頻很容易得到準確的分頻點,衰減率及平直的頻響合成曲線。另外,揚聲器阻抗曲線不影響分頻器的特性,不需任何阻抗匹配電路,減輕了功放的負荷。
雖然前級分頻相較於功率分頻有諸多優點,但是電路比較複雜,成本較高,所以前級分頻目前多用在Hi-Fi領域。
傳統喇叭裡面的分音器(被動式) ↓
電子分頻和傳統類比分音器比較
ELECTRONIC CROSSOVER , ELECTRONIC FREQUENCY DIVIDING NETWORK
(1)、電子分頻消除了功率分頻的插入損耗。
所謂插入損耗,就是指為功放輸出,但卻不能傳輸到揚聲器上轉化為聲音的那部分功率。傳統功率分頻也稱LC分頻,它的原理是利用電感(L)和電容(C)的低通和高通特性來阻礙一部分頻率的信號通過某一路電路,從而完成分頻的。但是被動分音器上使用的電感、水泥電阻等等原件,本身就屬於消耗很大能量的功率原件。損失在這些原件上的能量,就構成了所謂的“插入損耗”,而且分頻器越是複雜,插入損耗就會越大。
而電子分頻由於在功放輸出到揚聲器之間不存在第三種設備,所以它可以完美的消除插入損耗,換句話說,也就是它對於功放輸出能量的利用率明顯更高了。
(2)、電子分頻改善了音箱系統的阻尼係數。
阻尼係數反應的是揚聲器阻抗與整個揚聲器前電路的總阻抗的比值,阻尼係數越高,功放輸出信號的變化在揚聲器上的反應也就越明顯,也就是說,擴大機對揚聲器的控制力越高。
功率分頻本身所用的分頻原件,都是高阻抗原件(正因如此,所以才會有很大的插入損耗出現),所以功率分頻會大大增加電路的總阻抗。從而降低功放的控制力。反過來說,由於電子分頻沒有這一級電路,所以對於系統的阻尼係數沒有不良的影響。
(3)、電子分頻的相位特性要更好。
類比被動分音器器的LC原件,除了內阻帶來的麻煩外,它們作為相位原件帶來的相位影響也是在設計功率分頻時所需要認真考慮的。對於一個音箱來說,在不同的頻率下,高低音單元和分頻器本身的相位情況是很複雜的,如果設計分頻器時不考慮相位問題,做出合適的相位補償,那麼很可能造成雖然高低音揚聲器的分頻衰減很完美,但由於二者的相位不一致,導致曲線凹凸不平的情況,甚至於,一個曲線完美但相位不良的音箱,聲音往往會比沒有相位問題,曲線卻不太理想的音箱更加難聽得多。
而電子分頻的電路設計,在相位控制上要比功率分頻容易,在相位特性上要比功率分頻好得多。但是我們要注意的是——電子分頻同樣有相位問題,只是比功率分頻容易解決而已,電子分頻本身不是消除相位影響的保證。
(4)、電子分頻的分頻點和分頻特性更容易控制。
具體地說,是電子分頻中的有源電子分頻。由於是使用積體電路有源濾波器來進行分頻,所以對於有源電子分頻來說,可以通過調整輸入參數來簡單的調整分頻特性。實際上,一些高極的AV或Hi-Fi超低音上甚至有可以供用戶手工調整分頻點的旋鈕。這是功率分頻無論如何做不到的。
(5)、電子分頻的缺點:系統構成相對複雜,成本較功率分頻大的多,這是因為每增加一路分頻就意味著要增加一路後級擴大機(功率放大器),而且還要配套的電源功率等也要相應的增大,增加的分頻電路板也需要相應的供電系統等,好在現在元器件價格不斷降低,這對於一般音響愛好者來說已不算什麼難以承受的支出。
電子分音的好處:
失真更小,喇叭完全得到擴大機的功率,沒有損耗,隨意搭配不同物質的喇叭,隨意調節增益(CONTOUR, GAIN),分頻點更換更方便,這是傳統功率分音器難以媲美的。聲音更通透,低音喇叭更容易控制,無需給傳統功率分音器消耗功率,這是比較高階的HIFI 玩法!
經典的美國製 CROWN VFX2A 電子分音器(二音路)↓ , 分頻點連續可調的
JBL 電子分音器 FREQUENCY DIVIDING NETWORK ,模組化的分頻設定,有依JBL喇叭型號或分頻點插上分頻規格模組 ↓ 專業監聽喇叭
↑ 2音路分開揚聲器的喇叭端子,把上下的連接片移除,上方接上中高頻的擴大機,下方端子接上另一台後級擴大機,就是高音低音分頻雙擴大機,分別推動,可以互不干擾,低音的驅動力與音場會更好,只有驅動電子分音器分開後低音部份訊號給後級擴大機驅動低音喇叭,而不是全頻的音樂給被動分音器衰減,將全部能量送去給低音喇叭,失真也少。
↑ INFINITY 喇叭:上方 HIGH PASS 就是中高音的喇叭端子 , 下方則是低音喇叭端子