车载音响系统中喇叭分音器的功能与作用

汽车影音网 2018-11-17 09:43:43

在谈到喇叭分音器(Crossover Network)前,我们先来看看为何要有它的存在。我们从单体振膜的大小可以察觉,面积愈小所发出的音量愈小,速度也愈快,频率也愈高,相对的,为了要发出低沉的声音,所以单体的发声面积势必不能太小。一般我们所说的「频率」,就是指每秒钟内包含的连续周期数,而频率的测量单位是「赫兹」(Hertz,Hz)或是「千赫」(kilohertz,kHz)。一般来说,人耳朵可以听到与感受到最高到最低的声音,约在16Hz到20000Hz之间,不过到目前为止仍然没有任何单一的喇叭单体可以表现出这样宽广的频率范围,所以若想要到达如此宽广的频率响应,就得依靠使用大小不一的单体各司其职,组合成有低至高、完整的声音。




分音器的功能
既然无法以一颗单体来负责所有频段的再生,而必须由单一单体负责部分频段来组合成完整的频段,该如何分隔各单体负责的频段,就成了一个很重要的课题。所以分音器就是为了因应频段分配而生的一种机制,分配的方法有两种,一种是塬始讯号从讯号发生源输出时,先行依预定之频率去做切割,讯号切割完后传至扩大器,由扩大器进行讯号放大及驱动负责再生该频段单体的工作,这种需要运用到许多电子组件的分音器设计方式,我们称之为「电子式」分音器或「主动式」分音器。另一种方法是,塬始讯号不经切割的阶段,直接送给扩大器作全频段讯号放大再输出至分音器,由此「被动式」分音器将频率切割后,送给负责该频段发声的单体来发声。

主动 vs 被动

功率
被动分音器的功能是滤除由扩大器完整输出至喇叭单体不必要的发声频段,这常会因为功率太大而造成失真。而主动式的分音器已经先将不必要负责的频段在功率放大前先行滤除了,扩大器只需专职负责某一频段的放大,由于无需放大不必要的讯号,不但减轻了负担,而且输出时又不必受到滤波线路的干扰,所以主动式电子分音的功率效能,自然会比起被动式的设计高上许多,同时还可以减少因功率过大,而产生的失真问题。

互调失真
音乐是由极复杂的频段所组成,所以扩大器在进行全频段放大时,常会遇到各频段间相互干扰的情形,而引发可闻或不可闻的失真。而主动式分音器可先将频段做初步的切割,然后再给扩大机进行放大,换言之,扩大机所负责的频段已大幅减少,所以引发互调失真的机会也自然减低许多。

相位
高阶设计的被动分音器会在声音讯号的路径上使用了大量的电容及电感,这使得相位失真的问题会越加的复杂。主动式分音器在路线上仅使用了少量的电容,所以引发的失真问题会减少很多。

音色调整
一般而言被动式会比主动式分音有较多的音染,这是因为被动式分音器多了由组成电子组件的音染,而主动式较为忠实塬始讯号的展现。这点没有所谓的好与坏,而是那一种声音会吸引消费者。但以调整的角度来看,被动式分音器除了可更换被动组件以调整音质音色外,调整分频点也是一门重大的学问,连带的还有各种不同Q值的分频线路,以及不同阶数的分频斜率,所需要的只不过是多一些技术罢了!

分频点调整
被动分音器的分频点大都是固定而不可改的,想要重新设定分频点,就只能将塬本的分频网路拆掉重新制作。这点主动式分音器就方便多了,大多数的主动式分音器都可经由旋钮来作调整分频点,而调整的依据除了靠仪器测量外,其次就需要靠用家的经验及敏锐的耳朵了。不同的空间会有不同的频率响应,被动式因无法如主动式分音器那般灵活,所以就必须靠修改空间、改变扩散吸音的比例以及喇叭摆位,去求得平顺的声音。

量感调整
由于主动式分音器已先将完整的讯号切割成数个频段,所以便可以藉由调整各频段的增益大小,来因应各种不同的器材搭配或是空间状况,以得到最佳的声音表现。相对被动式分音器,由于它的增益已固定无法更动,就少了如主动式分音器那般可灵活调整的好处。




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