lepy吧 关注:9贴子:42
  • 0回复贴,共1
电子分频
电子分频不是什么新技术,应用于舞台专业音响器材已很普遍。由于电子分频时信号功率很小,很容易把频率精确分开,完全可以根据喇叭单元的特性进行分频,最大限度发挥喇叭单元的特性,得到最平直、最满意的听音曲线


引言
自2005年三诺第一次将电子分频技术运用到N-35G中之后,电子分频技术开始在国内中端音箱中展露头角。两年后惠威推出D1080MKII,电子分频这个关键字在多媒体音箱领域的出现开始变得频繁起来,一些音箱厂商也适时推出了更多的电子分频产品。在泛滥的褒贬声过后我们不禁要问:“难道只要采用了电子分频技术的音箱就天下无敌了么”?现在回过头理性分析一下这个音频技术的应用,或许能够令我们看得更清晰一些,更透彻一些。


关键点
关键点1
——什么是电子分频:
所谓电子分频,就是将分频电路提至放大电路之前的电路拓扑设计,就这么简单。问题是为何要将分频电路提前呢?这样做有何好处呢?
关键点2
——电子分频的优势:
根据实用扬声器技术编著者王以真老师总结出来的特点,电子分频(或称有源、主动分频)网络有以下优点:1.瞬态响应得到改善;2.每只放大器工作频带变窄;3.低频过载可能性降低;4.动态范围提高;5.互调失真小;6.各单元灵敏度便于控制六大优点。我们现在仅就已经掌握的资料对其中几点进行讨论。
1.瞬态响应得到改善
首先我们要弄清楚扬声器的工作原理(实际也并不复杂,普通高中生也应该能明白),扬声器的最基本的理论基础就是电磁感应原理。扬声器的通电螺线圈产生磁场,与扬声器的磁场相互排斥或吸引令振膜振动发生。而当一个电信号完成它的使命消失的时候,振膜依然有惯性,通过惯性运动,导体切割磁感线也会产生感生电动势,而此时感生电流产生的磁场将会产生一个与运动相反的力矩,将扬声器振膜拉回原始位置。
以上即是扬声器完成一个信号周期运动的最理想、最简单、最基本的形式(再最理想的状态下,人们希望扬声器振膜能够完全受电磁控制,给出一个电流振膜就应该到达规定位置,不会产生多余的振动),虽然扬声器的运动远没有这么简单,但是这即是我们分析问题的基础(即使是最简单的信号,对扬声器进行冲击后也会产生二次、三次的感生电动势,原理与上面所提类似)。
在这里,感生电动势是电子分频技术的关键点,因为产生的感生电动势与扬声器加速后的最终速度有关,在产生感生电动势后,能产生多大的电流需要看功放至扬声器间的回路阻抗来决定,而这将是产生力矩大小的关键因素。阻抗小的系统,电流相对就会较大,产生的感生力矩也会更大。扬声器回复到原始位置的速度也就越快。至此我们可以得出比较清晰的结论:功放至扬声器间的阻抗越小越好。换句话说就是功放至扬声器的回路阻抗越小(高阻尼系数,高制动性),其对扬声器的控制力就越强,在听感上就会产生声音干净、瞬态反映好、速度快的特点,这是第一。
2.每只放大器工作频带变窄
由于采用了先分频再放大的电路设计,因此每组放大器所接收到的音频信号频带,相对传统的功率分频电路放大器来说都会变窄。
3.低频过载可能性降低
低频过载可能性降低的问题其实与上面的优势是相联系的,可以说低频过载可能性降低是单个放大器工作频率变窄的结果或好处之一。由于音频信号的中低频占据了整个信号能量的大部分,因此传统的放大器(假设采用的是同一款功放IC),在回放电平较大的信号时,如果先全频放大的话,很可能出现削顶失真。
而先分频再放大的话,则有可能避免这一点。首先,高频信号可以不受中低频的影响单独放大;其次,截掉高频信号后,降低了放大带宽要求,功放IC在放大是,冗余度也更宽裕了,这对提升回放音质的确是有好处的。
关键点3
——采用了电子分频技术的音箱就天下无敌了么?
这其实是一个相当敏感的问题,毕竟目前一些采用电子分频的厂商在尝到甜头后,开始打算将该技术引入到更高端的产品领域。据我们收到的小道消息以及已经确认的消息显示,惠威与三诺都打算在2.0的顶级产品上引入电子分频技术。但是电子分频技术并非完美无缺,从哲理上考虑这也是不可能的事情。那么电子分频由何局限性呢?我们援引外设时空Debug老师的结论有三点:1.由于结构限制,电子分频主要应用于有源音箱,而不适于无源设备;2.电子分频不能像功率分频一样将大部分功率集中于一个频带;3.电子分频提高了对扬声器的要求。
1.电子分频主要应用于有源音箱,而不太适合于无源设备
电子分频网络多用于专业扩音,在高保真系统其实也有人尝试,不过如果采用则需要整套配置,也就是说考虑到配套问题,您将不得不在整个音频系统中采用同一品牌的产品(其实高端系列如此也无不可,Hi-End产品有不少厂商是采用整套解决方案的)。不过更多见的是有源系统内。监听音箱常用的就是电子分频设计。
其实这一点放在多媒体领域内就不算是缺陷了,毕竟多媒体领域大多是有源音箱,即便是独立功放的产品,也没太大的配套问题,这是我们的观点。
2.电子分频不能像功率分频一样将大部分功率集中于一个频带
这个问题是Debug老师首先提出的,由于结构问题,在相同总功率相同的条件下,在分频后放大的频段最大功率已经被放大电路限定,而不能事先进行分配;而功率放大器则可以天然的先进行能量分配再分频,最后将能量足够的信号送至扬声器。
不过这个问题并非不可解决,只是涉及到下面的问题第四。不过首先要突破我们刚刚讨论的问题的条件,也就是说扩大产品的总功率,不过成本的提升恐怕又不好解决了。总的来说,这个问题是电子分频将声音信号的功率在放大前做了固定分配所致,也可以说是功率分频不灵活。
3.电子分频提高了对扬声器的要求
对于这一点,由于太过专业,因此我们援引外设时空Debug老师的原作文字(如果一下援引对您的著作权构成印象请与我们联系,一下原文)。
对于普通的功率分频器来说,首要的作用当然是分频。而次要的作用则包括了阻抗匹配、相位调整、曲线调整等问题。而对于电子分频来说,阻抗匹配问题先天得到了解决,但在扬声器相位调整和回放曲线调整上,电子分频就没有什么很明显的优势了。
至少在目前来看,使用电子分频的多媒体音箱在设计上还都没有考虑到曲线调整的问题,而是靠扬声器自身的素质硬扛。而实际上,分频器对于曲线的调整,不仅可以弥补一些扬声器自身的先天不足,而且可以有意识的体现设计师自身对于声音的理解。
电子分频本身依靠有源滤波器也是可以做到对曲线的调整的,但是其实现起来的复杂度并不容易,对于多媒体产品来说,更多依赖扬声器本身的素质。同时这也是电子分频往往用在监听音箱上的原因之一。
关键点4
——成本相对要高
这一点是我们附加上去的,从电路结构上看,电子分频需要有两个独立的放大电路,成本相应会有一些提高。并且无论采用传统的连接方式还是惠威的“一线通”,成本相对普通音箱来说都有一定的提升。
这一点造成的影响是电子分频的普及问题,为了保证采用电子分频能提供足够多的音质加分(也就是说尽可能让电子分频方案的比常规方案获得更明显的音质改善),需要划出可观的成本在电子分频整个分频、功放电路上,再加上第三点,成本不可能压缩得足够低,以令其能够沿用到低端产品中。如果不顾这一问题将电子分频应用于低端产品,或许会造成产品表现还不如功率分频的同类产品,这将是非常尴尬的。
从一些可靠和非可靠的消息看,采用电子分频技术的两大厂商都有意将该技术引至高端产品,三诺的新品N-50G以及惠威可能将在明年推出的 M200MKIII很可能都将采用该技术。虽然电子分频技术已经出现褒贬不一的声音,但是它的渐渐普及的确令我们听到了更动听的声音,希望它并不会成为一个被炒烂的概念,能够为大家带来切实的受益。