CN104780485A - 音箱分频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种音箱分频器,包括电感线圈L2、设有抽头的电感线圈L1、电容C、以及扬声器,电路输入端连接电感线圈L1的第一抽头,电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电容C1的一极连接第二抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头。本发明的每路扬声器的信号输入线路中,均通过同一电感线圈L,即电感线圈L被多次复用;在进行声音滤波时,不管做成几分频,输入信号仅仅经过一个电感线圈L,电感线圈L的电压几乎被全部利用,没有损失,功率信号也几乎无损失,声音信号损失少,声音失真小、再现音质好。
Description
技术领域
本发明涉及分频器技术领域,具体涉及一种音箱分频器。
背景技术
音箱分频器可以将声音信号分成若干个频段。如二分频器就是由一个高通滤波器和一个低通滤波器组成,三分频则又增加了一个带通滤波器,当然也可以做成四分频、五分频。分频器是音箱中的“大脑”,对音质的好坏至关重要。现有的音箱分频器,包括连接高音喇叭的电路(高频分频电路)、连接中音喇叭的电路(中频分频电路)、连接低音喇叭的电路(低频分频电路)等。在连接高音喇叭的电路中:让电流先流过电容器,阻止低频,让高频通过;有时也会用一个线圈与喇叭并联,让线圈产生负电压,这个电压对于高音喇叭来说正好是一个电压补偿。在连接低音喇叭电路中:电流先流过线圈,这样高频部分被阻止,而低频段由于线圈基本没有阻碍作用而顺利通过,同样,低音喇叭并联了一个电容器,就是利用电容器在高频的时候产生一个电压来补偿损失的电压,道理和高音喇叭端是一样的。而连接中音喇叭的电路和连接低音喇叭的电路相类似。
由以上可以看出,分频器充分利用电容器和线圈的特性达到分频。但是,线圈和电容器在各自阻碍的频率段内同时也消耗了电能,所以这种电路分频器会损失一定的声音。如授权公告号CN2702567Y的中国实用新型专利,公开了《一种三分频音箱分频器》,包括高频分频电路、中频分频电路和低频分频电路,其中高频分频电路包括串联于高频输入线路上的电容C1和并接于输出端的电感L1,中频分频电路包括串联于中频输入线路上的电容C2、和串联于电容C2和中频扬声器M之间的电感L2,低频分频电路包括串联于低频输入线路上的电感L3和并接于输出端的电容C3。该方案在每路分频电路中,都接入了电感L,电感L消耗了一部分电能:在高频分频电路中,电感L1中多余的中、低频电能直接损失了;在中频分频电路中,电感L2中多余的高、低频电能直接损失了;而在低频分频电路中,多余的高、中频电能直接损失了。也就是说,分频器中加入的电感越多,损失的电能越多,功率信号损失越大,声音信号损失也越严重,声音失真、再现音质也越不好。特别是并联在电路上的电感L1和电容C3,不但白白浪费了不该浪费的功率,还直接破坏其负载阻抗和阻极特性,使声音更恶劣。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低,功率信号损失少、声音失真小、音质高的音箱分频器。
为解决上述技术问题,本发明采用两种技术手段,如下:
其一是最高音扬声器和其余扬声器均串入电感线圈L1中,但最高音扬声器只接入电感线圈L1的极少线圈,如1圈、2圈、3圈等。采用的技术方案为:
音箱分频器,包括电感线圈L2、设有至少2个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头从左至右分为第一抽头、第二抽头,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……;电路输入端连接电感线圈L1的第一抽头,电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电容C1的一极连接第二抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。本音箱分频器可做成三分频器及三分频器以上的四分频器、五分频器等。本音箱分频器设有抽头的电感线圈L1和五抽头的电感线圈L2、电容及相应功率的扬声器组成,每路扬声器的信号输入线路中,均通过同一电感线圈L1,电感线圈L1被多次复用,做成N分频器时,电感线圈被复用N-1次。电感线圈L1的电压几乎被全部利用,没有损失,功率信号也几乎无损失,声音信号损失少,声音失真小、再现音质好。
上述方案优选的,还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和第二抽头间设有第三抽头,电容C3的一极连接第三抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。该方案实现的是四分频,即超高、高、中、低分频。
上述方案优选的,还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第四抽头,电容C4的一极连接第四抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。该方案实现的是五分频,即超高、高、中、低、超低分频。
为了降低感抗,上述方案优选的,所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组。
本申请的另一技术方案为最高音扬声器不接入电感线圈L1中,其余扬声器均串入电感线圈L1中,其技术方案为:
音箱分频器,包括电感线圈L2、设有至少1个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头为第一抽头、……,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……;电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电路输入端接入至电容C2与电感线圈L1的左端头之间,电容C1的一极连接第一抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。本音箱分频器每路扬声器的信号输入线路中,除最高音的扬声器外,均通过同一电感线圈L1,电感线圈L1被多次复用,做成N分频器时,电感线圈L1被复用N-2次。
上述方案优选的,还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和电感线圈L1的左端头设有第二抽头,电容C3的一极连接第二抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。该方案实现的是四分频,即超高、高、中、低分频。
上述方案优选的,还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第三抽头,电容C4的一极连接第三抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。该方案实现的是五分频,即超高、高、中、低、超低分频。
为了降低感抗,上述方案优选的,所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组。
与现有技术相比,本发明仅用设有抽头的电感线圈L、电容及相应功率的扬声器组成,每路扬声器的信号输入线路中,均通过同一电感线圈L,即电感线圈L被多次复用。做成二分频器(高、低音分频器)时,电感线圈L完成低通时也完成了高通,电感线圈被复用一次;做成三分频器(高、中、低音分频器)时,此处指最高音扬声器不串入电感线圈L,电感线圈与电感线圈L和电容C3组成的低通送至第五扬声器(即低音扬声器)中,C3输出的带通送至第三扬声器中(即中音扬声器),电感线圈L和C3构成了低通也完成了带通,电感线圈L得到了复用,电感线圈被复用一次。依次类推,做成N分频器时,电感线圈被复用N-1次(最高音扬声器和其余扬声器均串入电感线圈L中)或N-2次(最高音扬声器不接入电感线圈L中,其余扬声器均串入电感线圈L)。也就是说,在进行声音滤波时,不管做成几分频,输入信号仅仅经过一个电感线圈L,电感线圈L的电压几乎被全部利用,没有损失,功率信号也几乎无损失,声音信号损失少,声音失真小、再现音质好。另外,其结构简单,原器件少,成本低,效率高,整个频带响应无明显凹凸现象。
附图说明
图1为实施例1的三分频电原理图;
图2为实施例1的五分频电原理图;
图3为实施例2的三分频电原理图;
图4为实施例2的五分频电原理图;
图5为本发明三分频实验测试电原理图;
图6为对照测试三分频电原理图;
图7为图5中的测试得到的高、中、低滤波曲线图;
图8为图6中的测试得到的高、中、低滤波曲线图;
图9为图7和图8中的低通滤波曲线对比图。
具体实施方式
实施例1
本发明一种音箱分频器,最高音扬声器和其余扬声器均串入电感线圈L1中。其包括电感线圈L2、设有至少2个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头从左至右分为第一抽头、第二抽头,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……。如图1所示,设计为三分频,即高、中、低,电路输入端连接电感线圈L1的第一抽头,电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电容C1的一极连接第二抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为高、中、低音扬声器,即第一扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器。当然也可以设计为超高、中、低音的音箱分频器等。另外,还可以根据需要,做更多的分频,当然也可以设计为二分频。并且电感线圈的抽头的设计位置,根据扬声器的功率和实际需要设计。
设计四分频(超高、高、中、低音分频)时,在三分频的基础上,还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和第二抽头间设有第三抽头,电容C3的一极连接第三抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为超高、高、中、低音扬声器,即第一扬声器为超高音扬声器、第四扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器。当然也可以设计为高、中、低、超低音的音箱分频器等。
如图2所示,设计五分频(超高、高、中、低、超低音分频)时,在四分频的基础上,还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第四抽头,电容C4的一极连接第四抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为超高、高、中、低音扬声器,即第一扬声器为超高音扬声器、第四扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器、第五扬声器为超低音扬声器。
所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组,其中C11、C12、C13可以为阻值相同的电容器,也可以为阻值不同的电容器,为了降低感抗,在本优选实施方式中,为阻值均不相同的电容器。
实施例2
本发明一种音箱分频器,最高音扬声器不接入电感线圈L1中。其包括电感线圈L2、设有至少1个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头为第一抽头、……,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……。如图3所示,设计为三分频,即高、中、低。电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电路输入端接入至电容C2与电感线圈L1的左端头之间,电容C1的一极连接第一抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为高、中、低音扬声器,即第一扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器。当然也可以设计为超高、中、低音的音箱分频器等。
设计四分频(超高、高、中、低音分频)时,在三分频的基础上,还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和电感线圈L1的左端头设有第二抽头,电容C3的一极连接第二抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为超高、高、中、低音扬声器,即第一扬声器为超高音扬声器、第四扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器。当然也可以设计为高、中、低、超低音的音箱分频器等。
如图4所示,设计五分频(超高、高、中、低、超低音分频)时,在四分频的基础上,还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第三抽头,电容C4的一极连接第三抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。这时从左至右,扬声器依次为超高、高、中、低音扬声器,即第一扬声器为超高音扬声器、第四扬声器为高音扬声器、第二扬声器为中音扬声器、第三扬声器为低音扬声器、第五扬声器为超低音扬声器。另外,还可以根据需要,做更多的分频。并且电感线圈的抽头的设计位置,根据扬声器的功率和实际需要设计。
所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组,其中C11、C12、C13可以为阻值相同的电容器,也可以为阻值不同的电容器,为了降低感抗,在本优选实施方式中,为阻值均不相同的电容器。
图5为本发明三分频实验例测试电原理图(带负载),分别对低通、带通、和高通进行测试,本次测试所用的器材为:1、音箱测试专用CD光碟:SuperAudio Check,2、CD播放机:瑞典COPLAND CDA288,3、功放机:丹麦GRYPHON Tabu century,4、万用电表:上海星牌LF500型。CD光碟放入CD播放机,CD播放机与功放机后作为本分频器的输入信号源,万用电表与扬声器的两端连接。测试记录在输出表1、2、3得到的低通、带通、和高通滤波器的3条曲线,如图7所示。在图5中,为三分频:高、中、低分频。图5的电路图中,电路输入端连接电感线圈L1的第一抽头,电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接高音扬声器(其阻抗为4Ω),电容C1的一极连接第二抽头,另一极经电感线圈L2连接中音扬声器(其阻抗为4Ω),低音扬声器(其阻抗为4Ω)的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与高音扬声器的输出端、中音扬声器的输出端一起连接至电路输出端。其中电感线圈L1的电感量为1.602MH,第一抽头的电感量为0.002MH,即串入高音扬声器的电感量为0.002MH;第二抽头的电感量为0.024MH,电感线圈L2的电感量为0.24MH,即串入中音扬声器的电感量为0.262MH;串入低音扬声器的电感量则为1.6MH。电容C1由40uF的C11、15uF的C12、12uF的C13的电容并联组成,电容C2为3.7uF。
表1
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
10k | -27 |
8k | -24 |
4k | -17 |
3k | -12.8 |
2k | -11.4 |
1k | -8.9 |
500 | -5 |
400 | -3.7 |
250 | -1.4 |
125 | 0.7 |
63 | 0.2 |
31.5 | -0.3 |
20 | -0.5 |
表2
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
20k | -6.8 |
18k | -6.5 |
16k | -6.2 |
12.5k | -5.6 |
10k | -5 |
8k | -4.5 |
4k | -3.2 |
3k | -2.5 |
2k | -1.6 |
1k | -0.3 |
500 | -2.4 |
400 | -4 |
250 | -7.7 |
125 | -9.2 |
63 | -6.4 |
31.5 | -12.3 |
20 | -27 |
表3
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
20k | 1 |
18k | 1 |
16k | 1 |
12.5k | 0.5 |
10k | -0.5 |
8k | -2 |
4k | -8.1 |
3k | -8.9 |
2k | -10.6 |
1k | -18 |
500 | -27 |
图6为对照例测试三分频电原理图(带负载),分别对低通、带通、和高通进行测试,本次测试所用的器材为:1、音箱测试专用CD光碟:Super AudioCheck,2、CD播放机:瑞典COPLAND CDA288,3、功放机:丹麦GRYPHON Tabu century,4、万用电表:上海星牌LF500型;CD光碟放入CD播放机,CD播放机与功放机后作为本分频器的输入信号源,万用电表与扬声器的两端连接。测试记录在输出表1-1、1-2、1-3得到的低通、带通、和高通滤波器的3条曲线,如图8所示。在图6中,为三分频:高、中、低。对照测试三分频电图中,包括并联设置的高音电路图、中音电路图和低音电路图,其中高音电路图由3.7uF的电容C2与高音扬声器(其阻抗为4Ω)串联组成。中音电路图由电容C1、电感线圈L2、中音扬声器(其阻抗为4Ω)串联组成,其中电容C1由40、15、12uF的电容并联组成,电感线圈L2的电感量为0.24MH。低音电路由电感线圈L1、高音扬声器(其阻抗为4Ω)串联组成,电感线圈L1的电感量为1.6MH。
表1-1
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
20k | -25 |
18k | -24 |
16k | -23 |
12.5k | -21 |
10k | -19 |
8k | -17 |
4k | -12 |
3k | -11.5 |
2k | -10.5 |
1k | -8.7 |
500 | -5.4 |
400 | -4 |
250 | -1.4 |
125 | 0.7 |
63 | 0.4 |
31.5 | -0.2 |
20 | -0.4 |
表1-2
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
20k | -5.6 |
18k | -5.4 |
16k | -5 |
12.5k | -4.5 |
10k | -3.9 |
8k | -3.5 |
4k | -2.2 |
3k | -1.5 |
2k | -0.6 |
1k | 0.7 |
500 | -1.6 |
400 | -3.4 |
250 | -7.4 |
125 | -9.1 |
63 | -6.4 |
31.5 | -12.2 |
20 | -27 |
表1-3
频率(Hz) | 频响db(Relative Level) |
20k | 1 |
18k | 1 |
16k | 1 |
12.5k | 0.5 |
10k | -0.6 |
8k | -2.1 |
4k | -8.2 |
3k | -9 |
2k | -10.6 |
1k | -18 |
500 | -27 |
本发明的方案中负载无任何电抗元件并联,因而不会对负载阻抗、阻尼特性产生变化,所以放声质量不会产生变劣,再且能在一阶电路的设计达到超过二阶的衰减指标,如图9所示,低通在10KHZ时本发明能达到27db的衰减量,而对照的方案(传统方案)只能达到19db的衰减。
Claims (8)
1.音箱分频器,其特征在于:包括电感线圈L2、设有至少2个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头从左至右分为第一抽头、第二抽头,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……;电路输入端连接电感线圈L1的第一抽头,电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电容C1的一极连接第二抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。
2.根据权利要求1所述的音箱分频器,其特征在于:还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和第二抽头间设有第三抽头,电容C3的一极连接第三抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。
3.根据权利要求2所述的音箱分频器,其特征在于:还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第四抽头,电容C4的一极连接第四抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的音箱分频器,其特征在于:所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组。
5.音箱分频器,其特征在于:包括电感线圈L2、设有至少1个抽头的电感线圈L1、至少2个电容C、以及至少3个扬声器,电感线圈L1的抽头为第一抽头、……,电容C分为C1、C2、……,扬声器分为第一扬声器、第二扬声器、第三扬声器、……;电容C2的一极连接电感线圈L1的左端头、另一极则连接第一扬声器,电路输入端接入至电容C2与电感线圈L1的左端头之间,电容C1的一极连接第一抽头,另一极经电感线圈L2连接第二扬声器,第三扬声器的输入端连接电感线圈L1的右端头、输出端则与第一扬声器的输出端、第二扬声器的输出端一起连接至电路输出端。
6.根据权利要求5所述的音箱分频器,其特征在于:还包括电容C3和第四扬声器,在第一抽头和电感线圈L1的左端头设有第二抽头,电容C3的一极连接第二抽头、另一极经第四扬声器连接电路输出端。
7.根据权利要求6所述的音箱分频器,其特征在于:还包括电容C4和第五扬声器,在第二抽头和电感线圈L1的右端头间设有第三抽头,电容C4的一极连接第三抽头、另一极经第五四扬声器连接电路输出端。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的音箱分频器,其特征在于:所述C1为由C11、C12、C13并联组成的电容组。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |