超過兩分頻的喇叭組合應采用級前分頻方式,用多個單元功放推動各個單元喇叭工作。最簡單的級前分頻方式是阻容衰減網路,由于對輸入信號有較大衰減,后級需要對遭到衰減的信號作相應放大,同樣會把前置無源器件產生的噪聲放大,在噪聲方面并不能獲得好處。與此同時,阻容衰減網路的衰減率較低,理論上可以引入電感來進行改進,但由于電感器件規格少,容易與電容形成振蕩引發電路自激,不如采用有源濾波網絡來制做高、中、低各音頻通道的分頻電路。在80年代還沒有性能良好的運放IC使用之前,有源濾波只能用三機管或場效應管來制作。因國產三機管噪聲較高,主張用噪聲相對較低的場效應管來制作有源濾波器。實際使用表明,即便采用場效應管和鉭電容、獨石電容、滌綸電容加金屬膜電阻的低噪聲器件組合,也很難把有源濾波器產生的噪聲降低下來。改用當時剛從國外進口的低噪聲90系列三機管制作有源濾波器,其噪聲也與采用場效應管制作的有源濾波器處于相同檔次水平。在遠離市區的安靜地方,室內環境噪聲一般為40dB左右,當喇叭在沒有輸入信號時發出的連續白噪聲超過50dB時即可明顯感覺出來。用場效應管制作的有源濾波器做電子分頻音響系統的前置級,在靜音狀況下可從喇叭聽到明顯的白噪聲。所以,盡管LM324四運放只適合在很低頻率下工作,我還是把它拿來制作電子分頻音響系統的有源濾波器。那時它也被人們普遍用到制作圖式多段音調控制電路中,雖然中高音失真嚴重,只能保證到1200KHz信號波形無明顯畸變,但卻具有比采用場效應管制作的有源濾波器高得很多的信噪比!以至于其他愛好者也放棄不用場效應管制作的分頻器,拿電子元件交換我用LM324制做的電子三分頻器去使用。在廠家推出TL084之后,直接將LM324更換為TL084,先前的中高音波形畸變問題立即消失。美國NS公司在90年代初推出噪聲比運放之皇NE5532還略低的四運放LM837,我立即將它與TL084做對比,發現在做有源濾波器使用時二者的實際表現無差別。但如果把它們應用于放大倍數很高的磁頭放大電路之中,TL084產生的噪聲就遠比用效應管制作的磁頭放大器嚴重得根本不能使用,而用LM837制作的磁頭放大器又遠比用效應管制作的磁頭放大器至少好兩個數量級的表現水平。這便是電子器件必須在實際使用中進行驗證的特點。我曾親自看到過日本音響專家山本先生設計制做的3D有源音響在靜音狀況下會自發產生自激嘯叫。之所以發生莫名其妙的自激,就是山本設計的有源濾波器采用了切比雪夫型方式,對轉折點附近的頻率信號做了提升。雖然提升量僅有不超過3dB,卻使有源濾波器處于不夠穩定的臨界狀態工作。若采用貝塞爾型或巴特沃茲型曲線參數,有源濾波器就完全處于穩定的工作狀態中,不會發生自激現象。貝塞爾型或巴特沃茲型的衰減曲線在轉折點處是平滑過度,如果將兩個相同的二階或三階有源濾波器串聯成為四階或六階有源濾波器,轉折點輸出電壓率減率將從0.7變成0.5,這意味著要把二階或三階有源濾波器里率減率為0.84的頻率點作為四階或六階有源濾波器的轉折點。如果想要把轉折點附近的頻率信號做提升,應串入一段均衡器來實現。若同時又不讓應該衰減下去的頻率信號也被提升起來,可以串入兩段均衡器,一個在轉折點內作提升,一個在轉折點外作衰減,即可獲得率減徒度很陡的曲線。雖然按照這種方式進行設計顯得繁瑣,卻可以確保電路工作穩定。我在95年3月9日出版的第9期《電子報》上發表過一篇實用作品“帶低音提升補償的功放電路”,專門針對低音喇叭聲壓頻率響應曲線在低端頻率衰減量較大作必要補償,使低音明顯改善。但同時也必須把不適合所使用的低音喇叭播放的下限外低音盡量衰減干凈,防止喇叭振動盆超出正常工作允許范圍。尤其是對口徑較小的低音單元喇叭更需要對輸入音頻信號作這樣的提升衰減處理,方能避免振動盆產生“打破”聲。顯然,具體情況要具體處理,級前分頻與極后分頻也可以混合使用。比如對6KHz以上高音再進行分段播放,完全可以采用極后分頻方式對兩只高音喇叭進行組合。由于所用到的電感、電容元件體積很小,分頻器比較容易制做,高音單元功率放大器輸出功率也有富余量,就可以按照怎么制作更方便來進行設計。
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