分頻電路的應(yīng)用【文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述</p><p><b>　　電氣工程及自動(dòng)化</b></p><p><b>　　分頻電路的應(yīng)用</b></p><p>　　摘要：信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，數(shù)字化的浪潮正在迅速地席卷全球。數(shù)字信號(hào)處理作為數(shù)字化最重要的技術(shù)之一，在其應(yīng)用的廣度和深度方面，正以前所未有的速度

2、向前發(fā)展。數(shù)字化是各種信息進(jìn)行有效獲取、存儲(chǔ)、處理、交換、綜合與應(yīng)用的基礎(chǔ)，而數(shù)字信號(hào)處理器性能的不斷提高，開(kāi)發(fā)工具的日臻完善，價(jià)格迅速下降，使其在語(yǔ)音合成與識(shí)別、圖像處理、雷達(dá)、通信、聲吶、多媒體、高速控制、醫(yī)療設(shè)備、儀器儀表、家用電器等眾多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 分頻器;分頻電路; 儀器儀表</p><p><b>　　1 引言</b&

3、gt;</p><p>　　在電子電路中，分頻電路有著極其又廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用微處理器單片機(jī)等采用軟件的方法可以靈活的進(jìn)行分頻處理， 在一個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)里，人們把箱體、分頻電路、揚(yáng)聲器單元稱(chēng)為揚(yáng)聲器系統(tǒng)的三大件，而分頻電路對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)能否高質(zhì)量地還原電聲信號(hào)起著極其重要的作用。尤其在中、高頻部分，分頻電路所起到的作用就更為明顯。</p><p><b>　　2 分

4、頻電路的應(yīng)用</b></p><p>　　隨著科技的迅速發(fā)展，分頻電路合理地分割各單元的工作頻段，合理地分割各單元的工作頻段。不僅如此，分頻電路還使各單元之間具有恰當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系以減少各單元在工作中出現(xiàn)的聲干涉失真，利用分頻電路的特性以彌補(bǔ)單元在某頻段里的聲缺陷，將各頻段圓滑平順地對(duì)接起來(lái)。顯然，分頻電路的這些作用已被人們所認(rèn)識(shí)和接受。</p><p><b>　　3

5、分頻點(diǎn)的選擇</b></p><p>　　分頻點(diǎn)指分頻器高通、帶通和低通濾波器之間的分界點(diǎn)，常用頻率來(lái)表示，單位為赫茲。分頻點(diǎn)應(yīng)根據(jù)各頻段揚(yáng)聲器單元或音箱的頻率特性和功率分配來(lái)具體確定 </p><p>　　(2）分頻點(diǎn)的選擇：</p><p>　　1、考慮中低單元指向性實(shí)用邊界頻率f=345/d（d=單元振膜有效直徑）。通常8”單元的邊界頻率為2k，6

6、.5”單元的邊界頻率為2.7k，5”單元為3.4k，4”單元為4.3k。也就是說(shuō)使用上述單元，其分頻點(diǎn)不能大于各單元所對(duì)應(yīng)的實(shí)用邊界頻率。</p><p>　　2、從高音單元諧振頻率考慮，分頻點(diǎn)應(yīng)大于三倍的諧振頻率。也就是說(shuō)從高音單元的角度出發(fā)，通常分頻點(diǎn)應(yīng)大于2.5k。</p><p>　　3、考慮中低音單元高端響應(yīng)Fh，通常分頻點(diǎn)不應(yīng)大于1/2Fh。實(shí)際上，二分頻音箱上述條件很難得到同

7、時(shí)滿(mǎn)足。這時(shí)設(shè)計(jì)者應(yīng)在這三者中有一個(gè)比較好的折中選擇。但必須強(qiáng)調(diào)的是，第一個(gè)條件即實(shí)用邊界頻率應(yīng)該優(yōu)先滿(mǎn)足。</p><p>　　4、三分頻的情況下，通常應(yīng)將兩個(gè)分頻點(diǎn)隔得愈遠(yuǎn)（應(yīng)在三個(gè)倍頻程以上），組合后的系統(tǒng)響應(yīng)會(huì)變得愈好。否則，將會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的干擾輻射現(xiàn)象。</p><p>　　5、低音與中音的分頻點(diǎn)應(yīng)考慮人聲聲像定位的問(wèn)題。應(yīng)使人聲的重放盡可能由中音單元來(lái)承擔(dān)，以避免人聲的聲像定位音

8、色發(fā)生過(guò)大的變化。這一點(diǎn)往往容易被設(shè)計(jì)者所忽視。通常這一分頻點(diǎn)應(yīng)為200-300Hz</p><p>　　我們知道，人可以聽(tīng)到的聲音的頻率范圍是在20Hz—20kHz之間，祈望僅使用一只揚(yáng)聲器就能夠保證放送20Hz—20kHz這樣寬頻率的聲音是很難做到的，因?yàn)檫@會(huì)在技術(shù)上存在各種各樣的問(wèn)題和困難。所以，在通常情況下，高質(zhì)量的放音系統(tǒng)為了保證再現(xiàn)聲音的頻率響應(yīng)和頻帶寬度，在專(zhuān)業(yè)范疇內(nèi)大都采用高低音分離式音箱放音。而

9、采用高低音分離式音箱放送聲音時(shí)，就必然要對(duì)聲音按頻段分離，將聲音按頻率分段的個(gè)數(shù)就是聲音分頻數(shù)。</p><p>　　聲音的分頻主要是受揚(yáng)聲器的控制，9揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的，就是電路簡(jiǎn)單，只要一套功放、一套分頻器，接上音響就可以放音了。絕大多數(shù)揚(yáng)聲器都有自己最適合的頻率范圍，真正的高質(zhì)量全頻揚(yáng)聲器非常少見(jiàn)并且價(jià)格極端昂貴。同時(shí)為了克服不同頻率聲音揚(yáng)聲器引起的切割失真和減少同一音箱中的不同揚(yáng)聲器之間產(chǎn)生的聲音干

10、涉現(xiàn)象，必須對(duì)聲音進(jìn)行分頻，將不同頻段的聲音送入不同的揚(yáng)聲器。</p><p>　　從分頻方式看可以分為兩種，一種是主動(dòng)分頻（PassiveCrossover），或者叫電子分頻，也可以叫外置分頻、有源分頻；另一種是被動(dòng)分頻（ActiveCrossover），或者叫功率分頻，也可以叫內(nèi)置分頻、無(wú)源分頻。主動(dòng)分頻是指分頻器不在音箱內(nèi)部，而在功率放大之前，由于此時(shí)聲音信號(hào)很弱，因此容易將聲音徹底分頻，缺點(diǎn)是相應(yīng)的電子線(xiàn)

11、路分頻點(diǎn)較為固定，不容易和不同揚(yáng)聲器配合，常見(jiàn)于高端和專(zhuān)業(yè)音響，隨著多路功放的普及，主動(dòng)分頻方式比以前普及很多。被動(dòng)分頻是指分頻器在音箱內(nèi)，此時(shí)聲音信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過(guò)放大，分頻電路會(huì)造成一定干擾，但音箱可以適用于不同功放。</p><p>　　最簡(jiǎn)單的分頻就是二分頻，將聲音分為高頻和低頻，高低音分頻采用無(wú)源電子分頻電路,其目的是減刁、失真與提高音質(zhì)。分頻點(diǎn)需要高于低音喇叭上限頻率的1/2，低于高音喇叭下限頻率的2倍，一

12、般的分頻點(diǎn)在2K到5K之間。8電子分頻器設(shè)計(jì)為二階三分頻二分頻結(jié)構(gòu)，增設(shè)前置緩沖級(jí)和輸出跟隨器，使分頻網(wǎng)絡(luò)與其它電路隔離，保證其精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性。但是這樣分頻對(duì)低音照顧仍然不夠完善，因?yàn)榈鸵魹榱双@得更好效果，往往需要單獨(dú)處理，并且揚(yáng)聲器的切割失真對(duì)低音的影響也最大，因此近些年三分頻逐漸流行起來(lái)。三分頻是將聲音分為低音、中音和高音，有兩個(gè)分頻點(diǎn)，低音分頻點(diǎn)一般在200Hz以下，或者120Hz，甚至更低，高音分頻點(diǎn)一般為2Hz－6KHz。此外

13、也有少量的四分頻或者多分頻系統(tǒng)。顯然更多分頻數(shù)理論上更有利于聲音的還原，但過(guò)多的分頻點(diǎn)會(huì)造成整體成本上升，并且實(shí)際效果提升有限，因此常見(jiàn)的分頻數(shù)仍然是二分頻和三分頻. </p><p><b>　　4 分頻器優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　每只放大器工作頻帶變窄</p><p>　　由于采用了先分頻再放大的電路設(shè)計(jì)，因此每組放大器所接收到的

14、音頻信號(hào)頻帶，相對(duì)傳統(tǒng)的功率分頻電路放大器來(lái)說(shuō)都會(huì)變窄。10電子分頻相比較傳統(tǒng)的電容電感分頻發(fā)有不少好處，比如說(shuō)濾波線(xiàn)路面對(duì)的就是放大器輸入端與下一級(jí)緩沖等純電阻負(fù)載，線(xiàn)路可以做的簡(jiǎn)單且穩(wěn)定。11現(xiàn)代高保真放音大都采用LC功率分頻器損耗較大，高質(zhì)量電感線(xiàn)圈和電容價(jià)格貴，業(yè)余條件下制作不容易。</p><p><b>　　低頻過(guò)載可能性降低</b></p><p>　　

15、低頻過(guò)載可能性降低的問(wèn)題其實(shí)與上面的優(yōu)勢(shì)是相聯(lián)系的，可以說(shuō)低頻過(guò)載可能性降低是單個(gè)放大器工作頻率變窄的結(jié)果或好處之一。由于音頻信號(hào)的中低頻占據(jù)了整個(gè)信號(hào)能量的大部分，因此傳統(tǒng)的放大器（假設(shè)采用的是同一款功放IC），在回放電平較大的信號(hào)時(shí)，如果先全頻放大的話(huà)，很可能出現(xiàn)削頂失真。而先分頻再放大的話(huà)，則有可能避免這一點(diǎn)。首先，高頻信號(hào)可以不受中低頻的影響單獨(dú)放大；其次，截掉高頻信號(hào)后，降低了放大帶寬要求，功放IC在放大是，冗余度也更寬裕了，

16、這對(duì)提升回放音質(zhì)的確是有好處的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙紅怡.DSP技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003，6.</p><p>　　[2]黃正瑾，徐堅(jiān).CPLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)入門(mén)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版，2003，</p><p>　　[3]黃鳳英

17、.DSP原理及應(yīng)用[M].南京：東南大學(xué)出版社，1997,12.</p><p>　　[4]章云，謝莉萍.DSP控制器及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版，2001，8.</p><p>　　[5]王誠(chéng)，薛小剛，鐘信潮.FPGA/CPLD設(shè)計(jì)工具—XlinxISE使用詳解[M].北京：人民郵電出版社，2005，1.</p><p>　　[6]徐光澤, 阮耘, 楊惠如,

18、 周漢和, 郜松, 肖斕楠. 電子分頻在音響系統(tǒng)中的移植及可行性實(shí)驗(yàn)[J]. 電聲技術(shù) , 2002,(01). </p><p>　　[7] 陳秀昌. 兩路電子分頻功放及揚(yáng)聲器系統(tǒng)[J]. 家用電器.消費(fèi). </p><p>　　[8]趙劍青.高保真電子兩分頻功放及音箱[J].電子報(bào),2002.</p><p>　　[9] 程平. 平衡之美——Linn Katan

19、音箱[J]. 電器評(píng)介 , 2003,(Z1).</p><p>　　[10]莫懷忠.高品質(zhì)多媒體有源音箱制作[N].電子報(bào),2002.</p><p>　　[11]DanielK,GangadharS,Mock G,etal,Creatinga Second-Level Bootloader for FLASH, Bootloading on TMS320C6000 Platform W