什么是扬声器分频器计算器?
无源分频器(被动分频器)的作用是把音频信号分开,让合适的频段送到对应的喇叭单元——低音交给低音单元,高音交给高音单元。本计算器用于设计一阶(6 dB/倍频程)分频器,这也是结构最简单的一种:高通(高音单元)一侧只用一个串联电容,低通(低音单元)一侧只用一个串联电感。输入单元阻抗和你想要的分频点频率,即可得出精确的元件取值。
使用方法
先输入扬声器(喇叭单元)的阻抗,单位为欧姆——常见的是 4 Ω、6 Ω 或 8 Ω,单元上通常都印有标注。再输入分频频率,单位为赫兹,也就是信号在两个单元之间交接的那个频点(低音到高音的分频通常落在 2,000–3,500 Hz)。计算器会给出以微法(µF)为单位的电容值,以及以毫亨(mH)为单位的电感值。
公式详解
当元件的电抗等于负载阻抗时,一阶滤波器恰好在分频点上达到 −3 dB 的电平。令容抗等于 R,可得 \(C = \dfrac{1}{2\pi R f_c}\);令感抗等于 R,可得 \(L = \dfrac{R}{2\pi f_c}\)。阻抗越大或频率越高,所需电容越小;阻抗越大或频率越低,所需电感越大。
实例计算
以一个 8 Ω 单元、分频点 2,000 Hz 为例:$$C = \frac{1}{2\pi \times 8 \times 2000} = \frac{1}{100{,}531} \approx 9.947\ \text{µF}$$ $$L = \frac{8}{2\pi \times 2000} = \frac{8}{12{,}566} \approx 0.637\ \text{mH}$$ 因此高音单元大约用一个 10 µF 的电容,低音单元用一个 0.64 mH 的电感即可。
常见问题
「一阶」是什么意思?指每个滤波器只用一个元件,衰减斜率为每倍频程 6 dB——斜率平缓、相位偏移小,但对单元的保护作用有限。
该买什么样的电容和电感?电容请选用无极性的(薄膜电容或无极性电解电容),电感建议用空心电感,且功率额定要满足需求。取值四舍五入到最接近的标准规格即可。
这个计算器适用于超低音(低音炮)吗?适用,公式是一样的;但若想要更陡峭的保护斜率,很多 DIY 玩家会更倾向于使用二阶或四阶滤波器。