基于三分頻揚聲器系統(tǒng)分頻器電感的精確設計
3 分頻電感電容參數(shù)值的計算
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156636.htm下面以三分頻分頻器為例說明其參數(shù)的計算,如圖3所示。
(1)計算分頻電感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,理論計算時可?。篊1=C4,C3=C2,L1=L3,L4=L2,分頻點頻率為f1,(f2見圖2),則分頻點ω1=2πf0,ω2=2πf2。并設想高、中、低揚聲器阻抗均相同為RL。每倍頻程衰減12 dB。
(2)實驗修正C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的值
為精確起見,可用實驗方法稍微調(diào)整C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的值,以滿足設計曲線v見圖2w的要求。即通過實驗描繪頻響曲線,從而得到C1,C2,C3,C4,L1,L2,L3,L4的最佳值。如果沒有實驗條件,這一步也可不做。求出電容電感的值后就可計算電感值了。
4 最佳結構電感的作用
4.1最佳結構電感的提出
空心分頻電感(簡稱電感)的基本參數(shù)是電感量和直流電阻。一般來說,電感量不準會導致分頻點偏離設計要求并可能影響揚聲器系統(tǒng)的頻響,大家都比較重視。然而其直流電阻不宜過大,否則會對音質(zhì)產(chǎn)生影響。通常人們對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,對此特作以下簡要分析。
以圖3的分頻網(wǎng)絡為例,由于低音單元的分頻電感L2與負載R(L低音單元額定阻抗)相串聯(lián),因此若L2的阻抗過大,功放輸出功率在其上的損耗將增大。同時,功放內(nèi)阻對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,后者對音質(zhì)的影響卻無可挽回。由于分頻網(wǎng)絡中L2的電感量最大,且隨分頻點的降低而增大,所以L2的直流電阻的影響相當突出。
至于高音單元的分頻電感L1,因它未與負載串聯(lián),就不存在L2那樣的功耗和阻尼問題。但是仍希望其阻抗盡可能小些。因為它與負載并聯(lián),起著旁路來自C1的殘余低音頻成分的作用。若阻值過大,就會影響高音分頻網(wǎng)絡對低音頻的衰減陡度。
綜上所述,電感直流電阻的數(shù)值在理論上是越小越好,實際應用中對電感直流電阻數(shù)值的要求,應從減小它對電路的影響方面去考慮。具體說又分2種情形,對與負載串聯(lián)的電感(如L2),應從允許的功率損耗和有足夠的阻尼兩方面去考慮;對與負載并聯(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,即應使L1和L2的阻抗R遠小于揚聲器的額定阻抗R(L即R
綜上所述,可得出這樣的結論:對與負載串聯(lián)的電感,一般按阻尼要求R≤RL/20確定其電阻值。例如,對8Ω負載,L2的電阻不應高于0.4Ω;對4Ω負載則不應高于0.2Ω。對與負載并聯(lián)的電感按R≤RL/10確定其阻抗值。例如對8Ω負載,L1的電阻不應高于0.8Ω;對4Ω負載,則不應高于0.4Ω。按這樣的要求可能許多著名的揚聲器系統(tǒng)都達不到指標。
對同一電感量,其繞組結構可任意多。因此空心電感線圈必然存在一個最佳結構尺寸,它應使電感量L對其電阻R之比L/R達到最大值。即可找出一套合理繞制空心電感線圈的經(jīng)驗計算公式,與其它方法得出的結構尺寸相比,相同的電感值具有最小的阻抗值。
其實電感結構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構。
結構最佳的電感線圈應該用料省、體積小,并可使電感量和電阻同時滿足預先給定的數(shù)值。
由于對每一電感值和電阻值均有一個最佳結構尺寸,因此應舍棄傳統(tǒng)的計算方法求取、制作電感。因為傳統(tǒng)方法不經(jīng)測試修正難以滿足最佳要求。
下面介紹改用經(jīng)驗公式的計算方法,此方法能滿足最佳要求。而且它對一些特殊結構尺寸的電感計算精確度也很高。
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