電子分音器又稱主動式電子分音器,事實上“主動式”才是重點所在,因為一般你在分離式喇叭所附的被動式分音器也是由電感與電容等電子原件所組成的。要分別主動式與被動式分音器其實非常簡單,你只要看看器材有沒有獨立電源就可以立見分曉。


概說

無論主動式或被動式分音的原理都是一樣的,它就是要把頻率訊號傳給該去的單體,因為現在的喇叭單體還沒辦法把單體做到令人滿意的全頻 20-20,000Hz,因此我們只能把單體分成幾個部份、各管各的頻段,然後整合起來。

一般的 2 音路或 3 音路再加上重低音也就變成 3 音路或 4 音路了,分得越細當然每個單體的工作範圍會越小、越細膩、頻率響應也越平,但是單體的銜接整合卻是很複雜的事,這個工作就要分音器來做,把適當的頻率傳到適當的單體可以有保護單體的作用與有效利用功率的作用。

每個單體都有它適合頻段,如果你每個單體都送給它全頻率的訊號,就可能會對單體造成損害、功率也會浪費。

談完了基本的概念,接下來我們要對被動式與主動式分音做比較:

主動式分音器在功率擴大機之前切割訊號,被動式分音器在功率擴大機之後切割訊號。因此,主動式分音器沒有功率承受的問題。一般的被動分音器都有功率承受的限制,實際也有因為功率太大而造成失真的實例。在功率運用的效率上,主動式也較高,因為在功率擴大機之前就切割訊號因此擴大機不會浪費功率在不需要的頻段;被動式的分音器並沒有辦法做到這一點,它只能衰減濾掉放大後的功率訊號,因此被動式會有功率承受的問題。而且許多專家都同意在被動式分音網路在每聲道 100w 的系統中可以損耗掉數十瓦功率。

被動式分音器可以藉由換零件修飾音色。請各位注意修改分音器修飾音色、改變分頻點,是一件需要高度經驗與技術知識的工作,臺灣目前有能力做的店家並不多;就算有,也不見得有時間幫你做。首先,提醒大家每個組件都有特性,都會有音染。被動式分音器的修改,就是利用音染的功能來修飾音色。許多家用揚聲器大廠都是使用專業單體場的產品(會有特別的規格)、再使用自家的分音網路來整合;就算高音是 eton、中音是 dynaudio、低音是 focal,還是有辦法把它們變成自家的聲音。這種功力不是短時間可以養成的。

市售隨單體附送的被動分音器等級品質如何?以前我也認為原廠所製造的分音器應當是很值得信賴的,但後來發現幾個事實後才有比較清楚的了解:第一、分音器的成本壓得很低,如果以一組兩音路的單體來看,兩個單體分開買的價錢與一個同樣單體的分離式 2 音路組合是一樣的價錢,等於分音器是附贈的;第二、分音器單獨出售的話單價也不高;第三、比較 Hi-End 的型號,還另有競賽用的分音器;四、實際上去測頻譜的話,大多都不能做到令人滿意的頻率響應。因此,被動式分音器發揮校調的功能也很大,但要搞卻不容易。

主動式分音器的調整彈性大。被動式分音器的分頻點是固定的,所以不能調整;但因為是量身定做的,因此就分頻點而言是很準確的。主動式的分頻點則可調整換了另一組單體還是能用,但主動式分音器的分頻點不會像轉鈕上標示的那麼準確,因此你依據單體的頻段資料、定出銜接點時,還是要靠你的金耳朵或儀器來校調。如果你的主動分音器是高通/低通分頻點分開調的,那你還可以決定銜接重疊的部份是多是少;如果在銜接處頻率響應曲線有下降,你便可以讓重疊部份多一些。

單體效率的調整。舉例,高音單體的效率為 93dB、而中音單體為 88dB,那麼如果只用一部擴大機來推動的話,因為靈敏度(效率)不同所發出的音量就不同,那頻率響應自然就不可能平整。市售被動分音器有些具有衰減的調整鈕,但若你用主動式分音系統,那麼你自然可以用擴大機的 gain 或者分音器上各聲道的 gain 來調整。在單體效率相差太大的情況下,還是以主動分音比較能掌握。這裡要提醒大家一件事,所謂的“靈敏度”與“頻率響應”都是隨著安體承受功率在改變,所以實際上非常複雜。

相位漂移與非線性反應。凡是使用電子組件、有電流通過的東西,都有相位的漂移。一般而言,主動式分音器只使用很小的電容、而不使用電感,因此相位漂移的問題會較少。對於擴大機的相位漂移,有測試的規格、但被動分音器的相位漂移就不曾看過數據了。電容電感與衰減用的電阻都可能對訊號做出非線性的反應,因此可能會對頻率響應有不利的影響。非線性的問題,當然主動式分音器也可能會有,只是一般說來比較少。

互調失真,intermodulation。這是發生在擴大機部份的。使用被動分音器可以使用一部擴大機來推動一整個揚聲器系統,好處是省錢、但可能會發生互調失真。所謂互調失真是指輸入擴大機的各頻率訊號會彼此干擾。實測的方法有幾種,一種是將 60Hz 與 7kHz 以 4:1 混合、輸入在輸出端將 60Hz 與 7kHz 濾去,多出來的頻率就是互調失真的產物;另一種方法類似是以 19kHz 與 20kHz 以 1:1 混合輸入。當你用一部擴大機跑全頻段時,就不可避免的會有互調失真,極低頻較容易使中音與高頻產生調變,因為低頻訊號被 clipping、會使高頻產生方波,而燒毀高音單體。使用主動分音固然需要比較多擴大機,但是擴大機的通則每聲道的瓦數較小的機種聲音越好。當你用一部 100Wx2 的擴大機來推一組三音路與 30Wx2A 類主動分音來推,你說哪一個系統會比較好?

升壓功能。身為前級器材之一的主動分音器,必需具備升壓功能,至少也需要與高電壓訊號相容,被動式分音器就沒有升壓功能了。
 

分音的簡單原理與術語

高通
表示濾波器只讓比分頻點高的訊號通過,比分頻點為低的訊號就依一定的斜率下降。這是使用在高音單體。

低通
表示濾波器只讓比分頻點低的訊號通過,比分頻點為高的訊號就依一定的斜率下降;使用在低音 WOOFER 或重低音 SUBWOOFER。

帶通 BAND-PASS
有高、低兩個分頻點,只讓之間的頻率通過的頻率都濾去;使用在 MIDRAGNE 或 WOOFER。

分音斜率
12dB/octave 或 24dB/octave 是常見的分音衰減斜率。所謂 12dB/octave 是指被衰減的訊號的衰減速度,並不是像刀切豆腐兩面光那麼陡然的切割,是慢慢的滑落。12dB/octave 是指從分頻點算起每 8 度音就會衰減 12dB。我們在基本樂理的地方已經說過:每升 8 度音,頻率上升兩倍,一階濾波為 6dB、二階濾波為 12dB、三階濾波為 18dB;目前最多市做到四階 24dB。舉高音的單體為例:在分點以上四種濾波都差不多,但因為高階濾波較陡,因此對高音單體的保護也較佳;分頻斜率若太過平,那麼相鄰兩個單體重疊部份太多會造成互相加強或抵消的干擾、同時也失去分頻的意義;尤其對高頻而言,本來音樂中超過 2400Hz 的量本來就不多,若分頻斜率又不夠陡,那就會變成高音單體當中音用的怪現象。因此一階 6dB/octave 的分頻斜率並不建議使用。舉例:假設輸入一定訊號強度時,在 2kHz 為 90dB 到 1kHz 時就衰減到 78dB,在前級的部份所謂的 dB(能量單位)也可以換算成電壓單位,10 log P1 = 10 logP2 + 12dB log(P1/P2)= 1.2。P1/P2 約為 16 倍,能量為 16 倍,能量與電壓平方成反比,因此電壓就為 4 倍。若是斜率為 24dB/octave,那就是電壓衰減為 16 分之相較之下,幾乎微不可覺了。分音斜率越大、越陡,所用的分音線路就越複雜、元件越多、音染越多。有一些分音器的設計在中高頻段會採用 12dB/octave 斜率;而在低頻為求乾脆、有勁,採用 24dB/ocatve 的斜率。

相位調整
有一些主動式分音相當貼心,還可以對重低音的相位做調整。比較簡單的是 180 度反轉,其實沒甚麼意思,因為只要把喇叭線反接就是轉向 180 度了。


主動分音器的安裝與校調

主動式分音器分成 2 音路、6音路都有,詳細的調整法無法在此細說,只能說個原則。首先你要熟讀使用手冊、熟悉每一個按鍵的功能,接下來你要先查一下你的單體工作範圍、定出適當的分頻點,若一開始分頻點定得不對、而功率擴大機開得太大,有可能高音單體會被摧毀。你要先將主機的 Loud 與 Bass、Treble 歸零,其它前級的調整也都要歸零,車窗車門要固定及雜物都要移去或固定好,儘量選擇背景雜音較小的環境。記得要選擇你喜歡的軟體來當你的參考,盡可能涵蓋整個頻段而又不太複雜,配合我們在基本樂理處所提供的常見樂器頻寬,特別是介於你的分頻點附近的樂器。

a. 先找出各單體之間音量的平衡點,使用各聲道的 gain 來調整。

b. 微調分頻點,直到你覺得聲音的銜接最平順、最悅耳的點為準,一開始時先用較小的音量慢慢調大聲,建議不要把增益調太大、最好不超過 3dB。有一些測試用的 CD 有單一頻點的訊號,你可以使用這些訊號來 check 一下頻率響應的銜接,如果你的分頻點的高通、低通點是分別可調的,你可以試著加大重疊的部份或減少重疊部份比較一下。舉例:高音單體與中音單體的分頻點定在 2kHz,你可以把高通往下調一點到 1.8kHz 而低通調高道 2.2kHz,這樣 1.8k - 2.2kHz 就重疊了。如果你的中音與高音單體是做成音箱,你可以用聽診器在兩個單體之間試聽看看銜接是否良好,在你的高音與中音單體距離很近時,你可在家中先試聽找出接近的頻點,到車上後再微調。實際上,你也應該把中音與高音單體儘量拉近,否則距離 30cm 以上的話,定位與音像並不理想。

c. 主動式分音器的安裝可以說是非常簡單的,因為不需要大功率、也不會產生太大的熱能,只調按照安裝手冊來安裝電源線接地線與起動線就沒問題;起動線就由擴大機使用的起動線(藍色)即可。


※ 轉載自《汽車音響天堂》※

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留言列表 (1)

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  • 至任 張
  • Hi亨董:
    我不是很懂!!!
    要如何比較一部 100Wx2 的擴大機來推一組三音路與 30Wx2A 類主動分音來推??

    謝謝
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