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        三分頻音箱的研制

        2017-07-05 15:08:40胡紅博韓騰蛟徐廷濤
        電子技術(shù)與軟件工程 2017年12期
        關(guān)鍵詞:分頻器揚聲器音箱

        胡紅博++韓騰蛟++徐廷濤

        摘 要隨著時代的發(fā)展、科技的發(fā)展、人民生活水平的提高人們對生活的質(zhì)量要求也越來越高。音樂成為了人類生活中相當重要的一部分,現(xiàn)在我們有著各種各樣的設(shè)備可以幫助我們更好的欣賞音樂,音箱則是我們欣賞音樂的主要設(shè)備之一?,F(xiàn)在音箱有著各種各樣的外貌,但無論是哪種音箱,分頻器都是它們的核心。我們小組研制的三分頻音箱則是以三分頻分頻器為核心的音箱,它能夠?qū)⒁纛l分為高音、中音和低音,從而幫助我們更為清晰、直觀的欣賞音樂。

        【關(guān)鍵詞】音箱 揚聲器 分頻器

        現(xiàn)在市面上有著各種各樣的音箱,無論是家里還是辦公室,三分頻音箱都能夠讓消費者更愉快、更方便、更真實的欣賞和享受音樂。

        1 音箱的分類

        1.1 按用途分

        有源音箱、落地式音箱、書架式音箱、環(huán)繞音箱、監(jiān)聽音箱。

        1.2 按工作頻率分

        超低音音箱、多分頻音箱、2分頻音箱、3分頻音箱。

        1.3 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分

        密封式音箱、空紙盆式音箱、倒相式音箱、迷宮式音箱、對稱驅(qū)動式音箱、啞鈴式音箱。

        2 音箱的結(jié)構(gòu)

        2.1 揚聲器

        2.1.1 揚聲器的分類

        揚聲器有著不同的分類方式,按振膜結(jié)構(gòu)分:復(fù)合紙盆、單紙盆、復(fù)合號筒、同軸等多種揚聲器;按其換能方式分:電磁式、電動式、壓電式、數(shù)字式等多種揚聲器;按振膜開頭分:球頂式、平板式、錐盆式、帶式等多種揚聲器;按磁路形式分:內(nèi)磁式、外磁式、雙磁路和屏蔽式等多種揚聲器;按重放頻分:全頻、低頻、中頻和高頻揚聲器;按振膜材料分:紙質(zhì)和非紙質(zhì)盆揚聲器等。

        2.1.2 揚聲器的作用

        揚聲器有著將收到的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的聲能并傳播到空間的作用,而揚聲器傳播出的聲能直接作用于使用者的聽覺,是使用者對于音箱好壞評價的重要標準。

        2.2 箱體

        2.2.1 箱體的分類

        箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)有倒相式、空紙盆式、密閉式、帶通式、迷宮式、對稱驅(qū)動式和號筒式等多種形式。音箱的箱體外形結(jié)構(gòu)又有書架式和落地式之分,還有臥式和立式之分。音箱箱體現(xiàn)在多采用塑料和木頭兩種材料。

        2.2.2 箱體的作用

        所有揚聲器的振膜前、后都會產(chǎn)生聲波,但其相位相反,不加隔斷的話,因前后壓力抵消,輸出幾近于零;而箱體則可以隔斷前、后聲波使音頻失真達到最小。

        2.3 分頻器

        2.3.1 分頻器的原理及作用

        分頻器實質(zhì)上是由電感線圈和電容組成的LC濾波網(wǎng)絡(luò),低音通道是低通濾波器,它只讓低頻信號通過而阻此高頻信號;高音通道正好想反,它只讓高音通過而阻此低頻信號;中音通道則是一個帶通濾波器,除了一高一低兩個分頻點之間的頻率可以通過,低頻成份和高頻成份都將被阻止。在分頻器的實際制作中,有時我們需要加入衰減電阻以此來平衡高、低單元之間的靈敏度差異;另外,為了使音箱的阻抗曲線平坦一些,便于功放驅(qū)動有些分頻器中還加入了電容、電阻構(gòu)成的阻抗補償網(wǎng)絡(luò)。

        2.3.2 分頻器的分類

        分頻器按照在功率放大前后位置可以分為電子分頻器和功率分頻器;按照分頻段可以分為二分頻、三分頻、四分頻等,但四分頻以上就顯得麻煩而無意義。

        3 三分頻音箱的制作

        3.1 揚聲器的選擇

        在三分頻音箱的制作中,揚聲器的選擇顯得至關(guān)重要。我們一般將揚聲器分為高音、中音和低音三大類。他們都有著各自的工作范圍。在我們音箱的制作中,我們盡量把功率降低,這樣耗電也就更少。因此在揚聲器的選擇中,我們也盡量選擇功率低一點的作為我們的原器件。

        3.2 分頻器的參數(shù)及其制做

        在中音范圍時,對同樣振幅的輸入信號電壓來說,頻率越高或越低,輸出的音頻電壓就會越小。中頻信號就可以順利地通過中音揚聲器,而比通頻帶上限頻率fc2高和比通頻帶下限頻率fc1低的信號都會被阻斷。分頻點為fc1,fc2,如圖1所示。

        如圖2所示,計算算分頻電感L1,L2,L3,L4和分頻電容C1,C2,C3,C4。為了獲得理想的頻譜特性曲線,可?。篊1=C4,C2=C3,L1=L3,L2=L4,分頻點的頻率為fc1,fc2,那么w1=2πfc1 ,w2=2πfc2 。假設(shè)高、中、低揚聲器的阻抗均為RL。每倍率程衰減12dB 。則有C3=C2=

        ;C1=C4=;L2=L4=;L1=L3=

        。在分頻器的制作過程中,我們可以通過實驗逐步調(diào)整電容、電感的值,使其滿足分頻特性曲線,最終獲得L1,L2,L3,C1,C2,C3,C4,C5的值。但是由于條件的限制,最終選擇文獻研究法計算出:L1=2.2mH,L2=1.5mH,L3=0.25mH,C1=47uF,C2=56pF,C3=3.3uF,C4=39uf,C5=4.7F。

        最終得到的音箱分頻器如圖3所示。

        參考文獻

        [1]曾興霞.高頻電子線路(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2009:103-104.

        [2]鄒天漢.數(shù)字功放和音箱設(shè)計與制作[M].人民郵電出版社,2004(08):76-78.

        [3]劉漢盛.喇叭專書[M].音響論壇出版,2015:36-37.

        作者單位

        遵義師范學(xué)院物理與機電工程學(xué)院 貴州省遵義市 563006

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