基于三分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)分頻器電感的精確設(shè)計(jì)
3 分頻電感電容參數(shù)值的計(jì)算
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156636.htm下面以三分頻分頻器為例說(shuō)明其參數(shù)的計(jì)算,如圖3所示。
(1)計(jì)算分頻電感L1,L2,L3,L4和分頻電容C1,C2,C3,C4。
為了得到理想的頻譜特性曲線,理論計(jì)算時(shí)可?。篊1=C4,C3=C2,L1=L3,L4=L2,分頻點(diǎn)頻率為f1,(f2見(jiàn)圖2),則分頻點(diǎn)ω1=2πf0,ω2=2πf2。并設(shè)想高、中、低揚(yáng)聲器阻抗均相同為RL。每倍頻程衰減12 dB。
(2)實(shí)驗(yàn)修正C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的值
為精確起見(jiàn),可用實(shí)驗(yàn)方法稍微調(diào)整C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的值,以滿足設(shè)計(jì)曲線v見(jiàn)圖2w的要求。即通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪頻響曲線,從而得到C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的最佳值。如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件,這一步也可不做。求出電容電感的值后就可計(jì)算電感值了。
4 最佳結(jié)構(gòu)電感的作用
4.1最佳結(jié)構(gòu)電感的提出
空心分頻電感(簡(jiǎn)稱電感)的基本參數(shù)是電感量和直流電阻。一般來(lái)說(shuō),電感量不準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致分頻點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)要求并可能影響揚(yáng)聲器系統(tǒng)的頻響,大家都比較重視。然而其直流電阻不宜過(guò)大,否則會(huì)對(duì)音質(zhì)產(chǎn)生影響。通常人們對(duì)此電阻在電路中的影響及其定量要求不甚了解,因此未引起足夠重視,對(duì)此特作以下簡(jiǎn)要分析。
以圖3的分頻網(wǎng)絡(luò)為例,由于低音單元的分頻電感L2與負(fù)載R(L低音單元額定阻抗)相串聯(lián),因此若L2的阻抗過(guò)大,功放輸出功率在其上的損耗將增大。同時(shí),功放內(nèi)阻對(duì)低音單元的阻尼作用也將大大減弱。前者影響功放的有效輸出功率,后者對(duì)音質(zhì)的影響卻無(wú)可挽回。由于分頻網(wǎng)絡(luò)中L2的電感量最大,且隨分頻點(diǎn)的降低而增大,所以L2的直流電阻的影響相當(dāng)突出。
至于高音單元的分頻電感L1,因它未與負(fù)載串聯(lián),就不存在L2那樣的功耗和阻尼問(wèn)題。但是仍希望其阻抗盡可能小些。因?yàn)樗c負(fù)載并聯(lián),起著旁路來(lái)自C1的殘余低音頻成分的作用。若阻值過(guò)大,就會(huì)影響高音分頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)低音頻的衰減陡度。
綜上所述,電感直流電阻的數(shù)值在理論上是越小越好,實(shí)際應(yīng)用中對(duì)電感直流電阻數(shù)值的要求,應(yīng)從減小它對(duì)電路的影響方面去考慮。具體說(shuō)又分2種情形,對(duì)與負(fù)載串聯(lián)的電感(如L2),應(yīng)從允許的功率損耗和有足夠的阻尼兩方面去考慮;對(duì)與負(fù)載并聯(lián)的電感(如L1),則主要從具有足夠的旁路作用去考慮。
對(duì)L2電阻影響功率損耗和L1電阻影響旁路作用的處理原則相同,即應(yīng)使L1和L2的阻抗R遠(yuǎn)小于揚(yáng)聲器的額定阻抗R(L即R
綜上所述,可得出這樣的結(jié)論:對(duì)與負(fù)載串聯(lián)的電感,一般按阻尼要求R≤RL/20確定其電阻值。例如,對(duì)8Ω負(fù)載,L2的電阻不應(yīng)高于0.4Ω;對(duì)4Ω負(fù)載則不應(yīng)高于0.2Ω。對(duì)與負(fù)載并聯(lián)的電感按R≤RL/10確定其阻抗值。例如對(duì)8Ω負(fù)載,L1的電阻不應(yīng)高于0.8Ω;對(duì)4Ω負(fù)載,則不應(yīng)高于0.4Ω。按這樣的要求可能許多著名的揚(yáng)聲器系統(tǒng)都達(dá)不到指標(biāo)。
對(duì)同一電感量,其繞組結(jié)構(gòu)可任意多。因此空心電感線圈必然存在一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)尺寸,它應(yīng)使電感量L對(duì)其電阻R之比L/R達(dá)到最大值。即可找出一套合理繞制空心電感線圈的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式,與其它方法得出的結(jié)構(gòu)尺寸相比,相同的電感值具有最小的阻抗值。
其實(shí)電感結(jié)構(gòu)是否最佳很容易從其外形判別。如果繞組截面大致呈正方形,且繞組內(nèi)徑為繞組寬度(即繞組高度)的4倍,那么基本上屬于最佳結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)最佳的電感線圈應(yīng)該用料省、體積小,并可使電感量和電阻同時(shí)滿足預(yù)先給定的數(shù)值。
由于對(duì)每一電感值和電阻值均有一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)尺寸,因此應(yīng)舍棄傳統(tǒng)的計(jì)算方法求取、制作電感。因?yàn)閭鹘y(tǒng)方法不經(jīng)測(cè)試修正難以滿足最佳要求。
下面介紹改用經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算方法,此方法能滿足最佳要求。而且它對(duì)一些特殊結(jié)構(gòu)尺寸的電感計(jì)算精確度也很高。
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