家庭影院音箱技术类，三分频扬声器系统分频器电感的精确设计

1 引言扬声器系统的分频器分为前级分频和功率分频2类。前级分频是前级电路中由电子元件发生的分频，再由各自的功放分袂驱动高﹑中﹑低音扬声器系统，所示，属于小灯号记号有源分频。而功率分频则是由电感、电容、电阻元件组成的位于功放与扬声器之间的无源分频电路。 采纳功率分频的扬声器系统结构简单、成本低，而且又能获得很高的放音质量，是以在现代高保真放音系统中操作为普遍。其机能的吵嘴与扬声器的各项指标和分频电路、电感元件的机能、精度有密不成分的关系，切确计较电感参数即是成功的关头。

2 对分频器电路、元件的要求

（1）电路中电感元件直流电阻、电感值误差越小越好。而且为使频响曲线平展操作空心电感。

（2）电路中电容元件耗损尽可能小。操作音频专用金属化聚丙烯电容。

（3）使各扬声器单元分拨到较平展的灯号记号功率，且起到呵护高频扬声器的浸染。

（4）各频道分频组合传输功率特点应知足图2所示特点曲线的要求（P0为除夜值，P1为对应分频点f1、f2的值）。分频点处的功率与功率除夜值之间幅度应知足P1（=0.3～0.5）P0的规模。

（5）全数频段内讧损平展，根底不闪现“岑岭”和“幽谷”。

3 分频电感电容参数值的计较下面以三分频分频器为例声名其参数的计较，如图3所示。

（1）计较分频电感L1，L2，L3，L4和分频电容C1，C2，C3，C4。为了获得理想的频谱特点曲线，理论计较时可取：C1=C4，C3=C2，L1=L3，L4=L2，分频点频率为f1，（f2见图2），则分频点ω1=2πf0，ω2=2πf2。并设想高、中、低扬声器阻抗均不异为RL。每倍频程衰减12 dB。

（2）考试考试批改C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值为切确起见，可用考试考试编制略微调剂C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值，以知足设计曲线﹙见图2﹚的要求。即经由过程考试考试描绘频响曲线，从而获得C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值。假定没有考试考试前提，这一步也可不做。求出电容电感的值后便可计较电感值了。

4 结构电感的浸染

4.1、结构电感的提出空心分频电感（简称电感）的根底参数是电感量和直流电阻。一般来讲，电感量禁绝会导致分频点偏离设计要求并可能影响扬声器系统的频响，巨匠都斗劲正视。可是其直流电阻不宜过除夜，否则会对音质发生影响。凡是人们对此电阻在电路中的影响及其定量要求不甚体味，是以未激发足够正视，对此特作以下简要分化。以图3的分频汇集为例，因为低音单元的分频电感L2与负载R（L低音单元额定阻抗）相串连，是以若L2的阻抗过除夜，功放输出功率在其上的耗损将增除夜。同时，功放内阻对低音单元的阻尼浸染也将除夜除夜削弱。前者影响功放的有用输出功率，后者对音质的影响却无可挽回。因为分频汇集中L2的电感量除夜，且随分频点的下降而增除夜，所以L2的直流电阻的影响相当凸起。至于高音单元的分频电感L1，因它未与负载串连，就不存在L2那样的功耗和阻尼问题。可是仍但愿其阻抗尽可能小些。因为它与负载并联，起着旁路来自C1的残存低音频成分的浸染。若阻值过除夜，就会影响高音分频汇集对低音频的衰减陡度。综上所述，电感直流电阻的数值在理论上是越小越好，现实操作中对电感直流电阻数值的要求，应从减小它对电路的影响方面去考虑。具体说又分2种气象形象，对与负载串连的电感，应从准予的功率耗损和有足够的阻尼两方面去考虑；对与负载并联的电感，则首要从具有足够的旁路浸染去考虑。对L2电阻影响功率耗损和L1电阻影响旁路浸染的措置原则不异，即应使L1和L2的阻抗R远小于扬声器的额定阻抗R（L即R综上所述，可得出这样的结论：对与负载串连的电感，一般按阻尼要求R≤RL/20必定其电阻值。例如，对8Ω负载，L2的电阻不应高于0.4Ω；对4Ω负载则不应高于0.2Ω。对与负载并联的电感按R≤RL/10必定其阻抗值。例如对8Ω负载，L1的电阻不应高于0.8Ω；对4Ω负载，则不应高于0.4Ω。按这样的要求可能良多闻名的扬声器系统都达不到指标。对统一电感量，其绕组结构可肆意多。是以空心电感线圈必定存在一个结构尺寸，它应使电感量L对其电阻R之比L/R达到除夜值。便可找出一套合理绕制空心电感线圈的经验计较公式，与其它编制得出的结构尺寸对比，不异的电感值具有小的阻抗值。其实电感结构是不是很等闲从其外形分辩。假定绕组截面除夜致呈正方形，且绕组内径为绕组宽度（即绕组高度）的4倍，那么根底上属于结构。结构的电感线圈理当用料省、体积小，并可使电感量和电阻同时知足预先给定的数值。因为对每电感值和电阻值均有一个结构尺寸，是以应舍弃传统的计较编制求取、建造电感。因为传统编制不经测试批改难以知足要求。下面介绍改用经验公式的计较编制，此编制能知足要求。而且它对一些不凡结构尺寸的电感计较切确度也很高。

4.2、结构电感的计较设所需电感量为L（μH），其阻抗值为R（Ω），先求出绕组的结构参数 参数b是绕组的高度（宽度），抉择了绕组的内径和外径。所以求得b后便可按图4建造绕组骨架，其中骨架外径适当加除夜10摆布，然后求取 其中，N为绕组匝数，d为导线铜芯直径，i为导线总长度，w为导线总重量。 遵循铜芯直径d从线规表中拔取对应的标称直径，由导线总重量可选购足够用量的高强度漆包线。采纳该计较编制绕制的电感经与考试考试对比，误差一般小于5，绕制后是不是测量已无关紧要了，根底上能知足直策操作的要求。因为以上绕制编制中，现实操作导线铜芯直径D老是选得比计较直径d除夜一些，从而造成绕制后的电感量总比计较值低些，较着，加长绕制导线长度，即多绕几匝便可使现实电感量更接近计较值。现实绕制导线的总长度可由k=0.4[(D/d)-i] （6）I（=i k）i （7）求出。其中k为现实导线的加长系数，I为现实绕制导线总长度，把长度I全数绕入骨架便可。D为现实导线直径。如计较1 mH、电阻值为0.8Ω的空心电感线圈的结构尺寸及绕制参数。将数值代入式（1）～式（5）得 骨架的中心轴外径取2b=24 mm，骨架两夹板间距为b=12 mm，骨架夹板外径取4b=48 mm，(现实建造时可加除夜10）。计较功能以下b=12 mm；2b=24 mm；N=181.5匝；d=0.75 mm；i=20.52 m；w=81 g。假定采纳导线直径现实为D，则用k=0.4（[D/d）-i]，I（=i k）i进行批改。采纳该编制计较出L1，L2，L3，L4的值，照图装配便可。作为计较验证，笔者按Hi-Vi S8 plus扬声器系统分频器的参数建造了一个家用扬声器系统。其中2只0.55 mH和0.18 mH的电感按上述功能计较建造，实测电感值为0.565 mH和0.187 mH。误差不超越5。声名此法绕制的电感量切确。凡是该计较法即便没有电感表测量，电感误差也不超越5。将该计较法与以往的图表法斗劲，还可体味出该编制的益处：用料省、体积小、不需绘制图表、误差小。