三分频扬声器的分频滤波器。方案、说明

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用于三路扬声器的分频滤波器。无线电电子电气工程百科全书

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为了减少声音再现过程中的互调失真，Hi-Fi系统的扬声器由低频、中频和高频动圈组成。它们通过交叉滤波器连接到放大器的输出，交叉滤波器是低频和高频 LC 滤波器的组合。

下面是根据最常见的方案计算三波段交叉滤波器的方法。

三分频扬声器的分频滤波器的频率响应一般如图 1 所示。 1. 这里： N 是磁头音圈上的相对电压电平： fn 和 fv 是扬声器再现的频带的上下截止频率； f(2) 和 f(XNUMX) - 部分频率。

三分频扬声器的分频滤波器

理想情况下，交叉频率的输出功率应该在两个驱动器之间平均分配。如果在交叉频率下，提供给相应磁头的相对电压电平与其工作频带中间部分的电平相比降低了 3 dB，则满足此条件。

交叉频率应选择在耳朵最大灵敏度区域（1...3 kHz）之外。如果不满足这个条件，由于两个磁头同时在交叉频率下发出的振荡相位不同，声音的“分叉”可能会很明显。第一个交叉频率通常位于 400 ... 800 Hz 的频率范围内，第二个 - 4 ... 6 kHz。在这种情况下，低频磁头将再现 fn ... fp1 范围内的频率。中频 - 在 fp1 ... fp2 范围内和高频 - 在 fp2 ... fv 范围内。

三分频扬声器电路图的常见选项之一如图 2 所示。 1、这里：B1——低频动圈头通过低通滤波器L1C2连接到放大器的输出端； B2 - 中音头通过由高通滤波器 C3L2 和低通滤波器 L3C3 形成的带通滤波器连接到放大器输出。该信号通过高通滤波器C2L3和C4L4馈送到高频头BXNUMX。

三分频扬声器的分频滤波器

电容器的电容和线圈的电感的计算是在扬声器头的标称电阻的基础上进行的。由于磁头的标称电阻和电容器的标称电容形成一系列离散值，并且交叉频率可以在很宽的范围内变化，因此按此顺序计算很方便。给定磁头的标称电阻，电容器的电容是从一系列标称电容（或该系列中几个电容器的总电容）中选择的，以便产生的交叉频率落在上述频率间隔内。

分离滤波器通常使用MBGO、MBGP和MBM类型的金属纸电容器，与标称容量的允许偏差不超过±10%。表中给出了最适合用于滤波器的电容器额定值。 1.

电容式	容量，微法
肉骨粉 MBGO, MVGP BGP IBGO	0,6 1; 2; 4; 10 15; 26 20; 30

表中给出了各种磁头电阻的滤波电容器C1…C4的电容值和各段频率的对应值。 2.

Zg,0m	4.0	4.5	5.0	6.5	8.0	12,5	15
С1,C2, 微法	40	30	30	20	20		15
fp1，赫兹	700	840	790	580	700	-	520
C3、C4、微法	5	5	4	4	3	2	1 5
f(2, 赫兹)	5.8	5.2	5.	4,4	4.8	4,6	5.4

不难看出，所有电容值都可以直接取自电容的标称范围。或由不超过两个电容器并联获得（见表1）。

选择电容器的电容后，根据公式确定线圈的电感，单位为毫亨：

三分频扬声器的分频滤波器

在两个公式中： Zg-in ohms； fp1, fp2 - 以赫兹为单位。

由于磁头阻抗是一个与频率有关的量，因此通常取磁头通行证上标明的标称电阻Zg进行计算，它对应于磁头阻抗在主谐振频率以上频率范围内的最小值至上工作频段的截止频率。同时应注意，同类型封头的各种样品的实际标称电阻可能与护照值相差±20%。

在某些情况下，业余无线电爱好者不得不使用标称阻抗与低频和高频头的标称阻抗不同的现有动态头作为高频头。在这种情况下，通过将高频头B3和电容器C4连接到L4线圈的不同端子来进行电阻匹配（图2），即该滤波线圈同时起到匹配自耦变压器的作用。线圈可以缠绕在带有 getinaks 面颊的圆形木制、塑料或纸板框架上。下脸颊应该是方形的；因此将其连接到底座很方便 - 一个 getinax 板，上面连接着电容器和线圈。该板用螺钉固定在扬声器箱的底部。为了避免额外的非线性失真，线圈必须在没有由磁性材料制成的磁芯的情况下制成。

过滤器计算示例

低频喇叭头采用6GD-2动圈头，标称阻值为Zg\u8d 4 Ohm。作为中频一号 - 具有相同 Zg 值的 4GD-15 和作为高频一号 - ZGD-6,5，其中 Zg = 2 欧姆。根据表。 8 在 Zg=1 Ohm 和电容 C2=C20=1 μF fp700=3 Hz 和电容 C4=C3=2 μF fp4,8=3 kHz 时。在滤波器中，可以使用标准电容的MBGO电容（C4和CXNUMX由两个电容组成）。

根据以上公式，我们发现：L1=L3=2,56 mg； L2=L4=0,375mH（对于自耦变压器，L4是端子1-3之间的电感值）。

自耦变压器变比

三分频扬声器的分频滤波器

图上。图3显示了对应于计算示例的三路系统的磁头音圈上的电压电平对频率的依赖性。滤波器的低频、中频和高频区域的幅频特性分别用 LF、MF 和 HF 表示。在交叉频率处，滤波器衰减为 3,5 dB（建议衰减为 3 dB）。

三分频扬声器的分频滤波器
图。 3

偏差的解释是磁头的总电阻和电容器的电容与给定（标称）值的差异以及线圈的电感与通过计算获得的电感之间的差异。低音和中频曲线下降的陡度为每倍频程 9 分贝，高频曲线为每倍频程 11 分贝。 HF 曲线对应于扬声器 1 GD-3 的不协调包含（在点 1-3）。如您所见，在这种情况下，滤波器会引入额外的频率失真。

在给定的计算方法中，假设所有头在相同输入电功率下的平均声压具有大致相同的值。如果任何一个头产生的声压明显更大，那么为了在声压方面均衡扬声器的频率响应，建议将该头通过分压器连接到滤波器，其输入阻抗应等于计算中采用的头的标称阻抗。

作者：E. Frolov，莫斯科；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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