第7课：分频器的使用方法

这节课我来给大家讲解一下数字音频处理器里的分频器的作用和使用方法。

分频器（Xover/Crossover） ，大家对它应该不陌生吧。

在全频音箱里一般都有分频器，把输入的全频信号分成高音和低音信号，再给对应的高音和 低音喇叭。

而数字音频处理器中的分频 器功能，一般来说，在我们使用超低音音箱的时候，都会用到这个功能。

大家对分频器的认识，可能主要集中在利用分频器分出我们需要的频段的信号比如低音信号，再给对应的功放和音箱。

是这样吧？

这也是对分频器这个功能最基本的认识。

但是，今天要给大家讲的，分频器功能不单单可以根据我们的需要分割出相应频段的音频电信号，它的设置也是与系统安全有关的。

那么，分频器与系统安全相关的作用又在哪里体现呢？

下面开始讲解。

搞音响的朋友一般都知道，音箱有个技术指标叫频率响应范围，简称 频响范围 ，英文是Frequency Response Range

比如当前我打开的这只音箱的技术规格表，显示它的频响范围指标是： 69-18000Hz，这个指标是什么意思呢？

Frequency Response （1 watt ＠ 1m） +3 db 69 Hz to 18 kHz

大家是不是普遍理解这个指标的意思就是告诉用户，这只音箱能够发出的声音的频率范围是从69Hz到18000Hz啊。

对，没错！这是频响范围的一个意思。

那么，频响范围除此之外，还有什么意思呢？

从另一个方面讲，大家都知道，音箱是个电声能量转换设备，通过内部安装的喇叭，把输入进去的电信号转换为声音。

那么，音箱的频响范围，简单来说，就指的是这个音箱可以正常进行电声能量转换的电信号的频率范围。

也就是说，通过频响范围指标，我们可以知道音箱里的喇叭能把输入进来的频率是多少的电信号正常转换为声音。

那么，音箱对于输入的频率值超出其频响范围的电信号，能不能把它们转换为声音？

答案是不能的。

但是，能量是守恒的， 音箱对输入的频率值超出其频响范围的电信号无法转换为声音，那么这些频率值超出音箱频响范围的电信号的电能进入嘲叭后，就几乎完全转换成了热能。

比如我们这只音箱，你把频率低于69Hz或频率高于18000Hz的电信号输入进去，这部分电信号就无法转变为声音，而是把这部分电信号的能量转换为热量了。

电能转换为热能就转换为热能呗，这不稀奇啊，所有的电热器具都是这样的啊。

但是，对于音箱来说，电信号在喇叭里不断制造热量，那可就变成了安全隐患了，为什么呢？

首先，大家都知道音箱内部结构是个相对封闭的空间，空间封闭意味着什么？有热量的话，散热散不出去，对吧。

那么，比方说当前这只音箱，频响范围是69-18000Hz

如果给音箱输入的全音频电信号没有经过任何处理，因为全音频信号的频率范围是20-20000Hz，那么这个信号里就包含了超出音箱频响范围的电信号成分，这些电信号进入喇叭后，就会在喇叭里不断制造热量。

喇叭发热的源头是在内部的音圈，而音圈，是用导线在骨架上一图一圈绕出来的一个线圈。

音圈绕好之后，为了防止线圈松散，还要刷上胶水固定。胶水是一种化学品，在温度升高的情况下，胶水会出现融化的现象。

如果给音箱的信号不做处理，就可能含有频率超出音箱响范围以外的电信号进入喇叭音圈，并转换为热量。

而音图产生的热量因箱体封闭无法及时散发出去，就会导致音圈的温度不断升高。

当温度升高到一定程度时，固定音圈的胶水就会融化。

固定音圈的胶水融化后，音圈的导线就会出现松散（散圈或擦圈）甚至脱落的现象。一旦音圈散圈或者脱落，就会卡在喇叭的磁路里无法运动，喇叭就会损坏了。

大家可能也遇到过这种情况，就是我们平常的纸盆喇叭，你用手去按它的纸盆的时候，纸盆是上下能动的。但是有些坏了的喇叭，你去按它的纸盆，却按不动了，卡死了。

这种情况就是喇叭音圈松散或者脱落以后，卡在磁路的缝隙里无法动d，从而导致的喇叭损坏。

这种情况搞演出的相对碰到的比较少，因为一场演出一般持续的时间比较短，热量不会聚集太多。

但是很多做娱乐的，尤其是量贩式KTV就经常会碰到。

例如，有些量贩式KTV出于成本的考虑，往往会使用一些配备小口径低音喇叭比如8寸10寸低音喇叭的全频音箱。

口径小的喇叭本身的低频表现力就比较差，低音听起来往往比较弱，感觉不丰满。

所以，在调试的时候，为了获得更好的低频表现，往往会在前级里面用均衡器提升低频部分，对低音进行加强。

这样一来，对于小口径低音喇叭来说，就等于是雪上加霜了。低频信号加强，喇叭发热量大大增加，损坏的几率就会大大提高，而且一坏就是大面积损坏，不是只坏一个两个的。

所以说，如果给音箱输入了频率值超出了音箱的频响范围的电信号，这种情况就是一个安全隐患。

以前，可能有些人没有意识到这个问题，也没有去做相应的预防措施。但是，意识到了，是不是就要想办法解决啊？

那么针对这个问题的解决方案是什么呢？

那就是：在功放之前使用电子分频器（Crossover/Xover）或使用数字音频处理器里面的分频功能。

使用分频器，可以按照音箱的频响范围指标，分割频段，保留音箱可以正常转换为声音的电信号频率部分，切除音箱不能转换为声音的电信号频率部分。让音箱应有的电声转换能力充分发挥，并消除安全隐患，减轻喇叭负担，提高安全性。

在使用分频器之前，先来了解一下分频器的工作原理。

分频器是用什么手段来根据需要分割信号频段呢？

它是通过高通和低通两个滤波器电路配合起来使用，按照我们的需要，来分割信号频段的。

高通滤波器（HPF） ，它可以允许频率较高的信号通过，切除频率较低的信号，所以有个大家更熟悉的名字，叫＂低切＂ （Low Cut）用于设置输出信号的下限频率。

我们听听它的效果。

大家听到了吧，它可以把低音去掉，只保留了频率比较高的中高音发出。

低通滤波器 （LPF） ，它可以允许频率较低的信号通过，切除频率较高的 信号，也叫＂高切 （Hi Cut） ，用于设 置输出信号的上限频率。

再听听它的效果。

听到了吧，它可以把频率高的中高音去掉，只保留频率比较低的声音发出。

接下来介绍分频器的使用方法。

因为目前的电子分频器基本已经淘汰了，就不介绍 本课程中就以数字音频处理器中的分频器功能（Xover/Crossover）为例，进行讲解。

首先，要了解一下我们所使用的音箱的频响范围，这个在音箱的说明书的技术规格表里都可以查到。 比如上课所用这只音箱，它的频响范围指标是： 69---18000Hz

打开数字 音频处理器控制软件，可以 看到配有 Xover分频器的功能模块。

比方说，当前音箱信号是通过OUT1输出通道进行控制的，就点开OUT1的页面，找到分频器选项（高通/低通）。

把高通/低切/HPF对应的频率值，设为69Hz。

把低通/高切/LPF对应的频率值，设为18000Hz。

设置好以后，经过分频器输出的信号频率范围就和音箱的频响范围一致了。

另外，数字音频处理器的分频功能里面，还有一些扩展的功能，可以帮助我们根据使用场合的特点进行选择和设置，让音箱可以发挥得更符合使用特性要求。

主要的扩展功能有分频斜率的选择和分频模式的选择，就是在图中看到的数字和英文，数字为斜率，英文是分频模式。

下面分别讲解一下。

首先说斜率。

这些斜率是什么意思呢？

我用大家能看到的物体来描述一下斜率，比如我买了一条鱼回来，今晚我要吃鱼头炖豆腐，我就要用刀把鱼头剁下来。

那么如果我切血头的时候，下刀下得很正的话，一刀下去，头是头肉是肉，分得很干净。

但是，如果我下刀的时候，不是正着下的，而是斜着切的，那么会出现什么情况？

一刀下去，血头是切下来了，但是还带着半块血身子，这是不是就等于分割得不干净了吧。

所谓斜率，就是描述我拿刀切鱼头时，这把刀的角度。

斜率高，刀的角度就正，结果分割的就干净；

斜率低，刀的角度就歪，结果就分不干净。

处理器中的分频器一般提供 6dB/12dB/24dB/48dB 等几种斜率的选择。 数值越大，斜率越高 ，数值越小，斜率越低。

下面听听用同一个分频点，换不同斜率，有什么区别。

就用这只低音音箱来演示吧。 大家听出来了吧，斜率数值小，低音音箱里还有明显的中音，这就是不干净了。斜率数值越大，低音音箱里就剩下纯纯的低音了，这就是分的比较干净了。

一般处理器里最高的斜率是48，大家听，用它分得最干净，音箱发出来的基本上是纯纯的低音。

但是，是不是分得越干净就一定越好呢？这可不一定。如果说要分得干净，我们一刀两段，你是你，我是我，不沾亲不带故，这样最干净。

但是，我们在做分频时，经常还会遇到低音音箱和全频音箱的组合，或者一只音箱里有高中低音喇叭的组合，这就牵扯到音箱与音箱，喇叭与喇叭之间相互衔接的问题了。

如果分得太干净了，音箱与音箱或喇叭与喇叭之间，就可能会 出现衔接不好，声音脱节的现象。

所以，要在分得干净和正常衔接两者之间找平衡点。

既要分得比较干净，也不至于脱节。

那么这个平衡点就是，最常使用的斜率是： 24。

而48的斜率可以用来收拾一些声音不干净的音箱。

在数字音频处理器中的分频功能里，还有一个扩展的功能选项，就是分频模式或者叫滤波器类型的选择。

一般有三种模式： Bessel， ButterWorth和Link-Riley

这三种不同的模式代表了三种不同的滤波器电路。

因为大家都是搞产品使用的，不是搞研发，我就不说这三种滤波器电路的区别，只是介绍一下它们在 使用上的特点 。

Bessel （BES/BS） ：贝塞尔型 ，分频时衔接性好，但分割不干净，主要用于要求不高的专业场合或民用音响。

Butter Worth （Butr/Bw） ：巴特沃斯型 ，分频时损耗小，比较硬朗，主要用于户外音响系统或演出系统。

Link-Riley （Linkwitz-Riley/LR） ：林克兹－瑞利 ，分频时损耗大，比较柔和，主要用于室内音响系统。

介绍完分频器的各项设置功能之后，归纳一下数字音频处理器中的分频器功能的使用流程：

1、根据当前音箱的频响范围指标或厂家提供/推荐的分频频率，在分频器中分别设置好高通滤波器的频率和低通滤波器的频率。

2、选择合适的分频斜率。

3、根据音箱的使用场合（室内/室外）选择合适的分频模式（滤波器类型）

通过这节课的讲解，大家对分频器的作用和使用方法是不是有了新的认识？

前面这两节课讲解的压限器和分频器的功能，都是和系统安全相关的。

对于我们从事音响工作的人来说，要想圆满完成任务，达到让客户满意的工作目标，首先要解决系统安全问题，确保系统中的设备特别是音箱不要损坏，才能够顺利完成任务。

同时，要想获得良好的效果，就需要把系统中可能出现的各种烦人的问题都解决掉。如果把不好的事情都解决了，那就只剩下好的事情了，整体的效果自然就会得到改善。

休息一下，下一节课，就来讲讲搞音响的人都比较烦的一件事情的解决方法，什么事情？

那就是：话筒啸叫！

如所用音箱的频响范围指标是48-18000Hz，设置分频参数时把HPF（高通滤波器）值设为48，LPF（低通滤波器）值设为18000，通过设置后，经过分频器输出的信号频率范围就和音箱的频响范围一致了，当输入的信号频率高于设定值时超出部分会被切除。

1、将粘合剂瓶顶、底中间各钻一直径略大于漆包线的小孔（因液体粘稠，故不会从孔中流出）

2、根据电感线圈及阻容件在板上的位置，用小钻在板上打好孔。

3、将铜螺栓依次穿过硬币、线圈和电路板，然后再垫上d簧垫片，用螺母紧固，将线圈、电容和电阻的引线刮净上锡后焊在相应的位置上，最后在板上焊接好进出线。

4、在两孔各穿一段塑料胶管之后，把漆包线从两胶管中穿过，以保漆包线通过两孔时不被刮伤，然后一人将漆包线一端拉紧，另一人就可拿漆包线的另一端在骨架上绕线，绕时双手不可接触漆包线。线圈的绕法是从内向外20圈一层，绕5层。这样就得到了一个简易的低音分频器。

扩展资料：

分频器原理：

从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻止低频信号；低音通道正好相反，它只让低音通过而阻止高频信号；

中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中，有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；

另外，有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些，以便于功放驱动。位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。

连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。

将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。

因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小，音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统。

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