-般超重低音是指120Hz以下的音頻,重低音是指220Hz~100Hz的音頻。無(wú)論是通俗音樂(lè )還是經(jīng)典音樂(lè ),無(wú)論是自然音樂(lè )還是自然界里的聲音,重低音和超重低音都是少之又少的,但就像味精一樣,又是必不可少的,少了它,音樂(lè )就會(huì )缺少臨場(chǎng)感。
超重低音的力度感很強,方向性卻不明顯,所以超重低音系統.一般是單聲道的。除最新的數字錄音系統中的超重低音是作為一個(gè)獨立的聲道錄制外,我們目前聽(tīng)到的超重低音都是從全頻帶的聲音信號中分離出來(lái)的。所以一般2.1有源音箱的電路大致包含電源、前置放大器、分頻電路、功率放大器、音箱(喇叭)幾部分,如圖l所示。
1. 超重低音聲道的功率
不管是一階還是多階分頻,分頻點(diǎn)后頻率曲線(xiàn)都是斜的而不是陡降的直角,階數越高,斜率越大,為了獲得平直的頻率響應,每路喇叭之間的頻率覆蓋有一定的重疊。同時(shí),錐盆喇叭的阻抗曲線(xiàn)也是非線(xiàn)性的,在諧振頻點(diǎn)處最大,100Hz~500Hz處最低,隨頻率的上升,阻抗隨之升高。這就意味著(zhù)對不同頻率的信號,即使輸入到喇叭的功率一樣,喇叭發(fā)出的聲音強度也不一樣。要使各路喇叭產(chǎn)生的聲壓讓人耳聽(tīng)起來(lái)與原始音樂(lè )信號大致相同,推動(dòng)各路喇叭的功率放大器的輸出功率也就不能相等,要有一定的比例關(guān)系。
比如,一個(gè)100W的三分頻系統,分頻點(diǎn)為一400Hz和3kHz,那么低音聲道需要50W.中音為35W。高音為15W,必須以這個(gè)比例關(guān)系來(lái)統籌設計,并通過(guò)調整RC濾波器的插入損耗和放大器的增益來(lái)獲得整個(gè)系統的均衡。對于重低音系統,重低音聲道的功率要比主聲道大10倍左右.所以重低音聲道的放大器要求有很大的功率裕量。
2.分頻網(wǎng)絡(luò )
2.1有源音箱的分頻電路可以采用有源RC分頻,也可以采用無(wú)源RC分頻.還可以采用有源功率分頻。
(1)無(wú)源RC分頻
無(wú)源RC電子分頻的電路簡(jiǎn)單,具有最平直的幅頻特性和相位特性,相位失真和瞬態(tài)失真都很小,缺點(diǎn)是帶外衰減特性不好,只有6dB/oct,這就要求喇叭在頻率轉折點(diǎn)外仍然具有很好的線(xiàn)性,也就是要求超重低音喇叭在120Hz以上、中低音喇叭在120Hz以下仍然具有良好的線(xiàn)性。2.1音箱采用的都是小口徑的喇叭,剛好能夠最大限度地彌補這個(gè)缺點(diǎn)。
圖2是一階RC濾波器電路,分頻點(diǎn)選在120Hz.主通道加入了l0dB的衰減以平衡主通道和超重低音通道。實(shí)踐中可以對分頻點(diǎn)和衰減量進(jìn)行調整。要求RC分頻網(wǎng)絡(luò )的輸入阻抗遠大于信號源的輸出阻抗,RC分頻網(wǎng)絡(luò )的輸出阻抗遠大于功率放大器的輸入阻抗。
信號源的輸出阻抗一般小于lkl-I.功率放大器的輸入阻抗一般為4'7kll,RC分頻網(wǎng)絡(luò )的輸入、輸出阻抗等于網(wǎng)絡(luò )電阻R。在圖2中,Rl一1與Rl一2之和等于網(wǎng)絡(luò )電阻R,R2-1與R2-2并聯(lián)后的阻值也等于R,為10ki~,,
分頻點(diǎn)的計算公式是:f0≥1/2лRC=160/RC
公式中的網(wǎng)絡(luò )電容C等于Cl-l與Cl一2之和,Rl-l與Rl-2既是分頻網(wǎng)絡(luò )中的網(wǎng)絡(luò )電阻,又是衰減網(wǎng)絡(luò )中的衰減電阻,與右聲道中的R3一l和R3-2相同,調整衰減量的時(shí)候要保持二者之和不變。如果Rl一2調整到比較小的數值時(shí)還不能滿(mǎn)足需要,可以同時(shí)調整功率放大器的增益來(lái)滿(mǎn)足需要。
如果想獲得更陡的帶外衰減特性,最好采用有源RC分頻網(wǎng)絡(luò )。
(2)有源RC分頻
有源RC分頻電路多采用二階巴特沃茲濾波器,具備12dB/oct的帶外衰減持性,如果想獲得更陡降的特性,可以用兩級串聯(lián)的方式獲得24dB/oct的帶外衰減特性。巴特沃茲濾波器在音頻應用中要求其品質(zhì)因數(Q)為0.707,RC網(wǎng)絡(luò )中的C值不大于0.1μF較好。圖3是增益(A0)不等于l的典型電路,圖4是增益(A0)等于l的典型電路,為了說(shuō)明問(wèn)題,圖中元件是按轉折頻率(f0)為120Hz取值。
對于增益(AO)不等于1的典型電路,業(yè)余條件下為計算方便,可讓R1=R2,Cl=C2;對于增益(A0)等于l的典型電路,可讓Rl= R2,C1=2C2。這樣電路的Q值將與Rl和C2的取值無(wú)關(guān).電路的計算和調紹就較方便。
在主通道中也可以采用帶通濾波器以濾除超音頻信號的影響,圖5就是這樣的二階帶通濾波的電路。
圖6是帶輸入隔離的2.1音箱分頻電路,用了6塊雙運算放大器NE5532來(lái)完成輸入緩沖隔離、重低音信號的分離、主聲道信號與超重低音信號的分離、輸出緩沖等,性能完善,不過(guò)這個(gè)電路比較復雜,如果不嚴謹制作,會(huì )適得其反。
在圖6中.IClB、IC2B將左、右聲道的信號隔離緩沖后合成一路送入由IC3B組成的二階低通濾波器完成超重低音信號的分離。IClA、IC2A將左、右聲道信號隔離緩沖后分別送入IC4A、IC5A組成的帶通濾波器,濾除超音頻信號,同時(shí)起到延時(shí)作用.以保證和超重低音通道有精確同步的相位,這是本電路的一大特點(diǎn)。然后信號分別送入由IC4B、IC5B組成的反相器,最后送入IC6A、IC6B組成的減法器。分別與分離出來(lái)的超重低音信號相加。反相的全頻信號和重低音信號相加使得到了不含超重低音信號的左、右聲道信號,干凈純正。這是本電路的另一大特點(diǎn)。這種分頻方法基本上不存在相位干涉現象,分頻曲線(xiàn)不會(huì )產(chǎn)生在分頻點(diǎn)各自下跌后再相交的現象,也就不會(huì )造成合成后的曲線(xiàn)出現峰谷或者峰鼓現象。 |