三分频音箱的研制
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摘 要随着时代的发展、科技的发展、人民生活水平的提高人们对生活的质量要求也越来越高。音乐成为了人类生活中相当重要的一部分，现在我们有着各种各样的设备可以帮助我们更好的欣赏音乐，音箱则是我们欣赏音乐的主要设备之一。现在音箱有着各种各样的外貌，但无论是哪种音箱，分频器都是它们的核心。我们小组研制的三分频音箱则是以三分频分频器为核心的音箱，它能够将音频分为高音、中音和低音，从而帮助我们更为清晰、直观的欣赏音乐。
【关键词】音箱 扬声器 分频器
现在市面上有着各种各样的音箱，无论是家里还是办公室，三分频音箱都能够让消费者更愉快、更方便、更真实的欣赏和享受音乐。
1 音箱的分类
1.1 按用途分
有源音箱、落地式音箱、书架式音箱、环绕音箱、监听音箱。
1.2 按工作频率分
超低音音箱、多分频音箱、2分频音箱、3分频音箱。
1.3 按内部结构分
密封式音箱、空纸盆式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、对称驱动式音箱、哑铃式音箱。
2 音箱的结构
2.1 扬声器
2.1.1 扬声器的分类
扬声器有着不同的分类方式，按振膜结构分：复合纸盆、单纸盆、复合号筒、同轴等多种扬声器；按其换能方式分：电磁式、电动式、压电式、数字式等多种扬声器；按振膜_头分：球顶式、平板式、锥盆式、带式等多种扬声器；按磁路形式分：内磁式、外磁式、双磁路和屏蔽式等多种扬声器；按重放频分：全频、低频、中频和高频扬声器；按振膜材料分：纸质和非纸质盆扬声器等。
2.1.2 扬声器的作用
扬声器有着将收到的电信号转换成相应的声能并传播到空间的作用，而扬声器传播出的声能直接作用于使用者的听觉，是使用者对于音箱好坏评价的重要标准。
2.2 箱体
2.2.1 箱体的分类
箱体内部结构有倒相式、空纸盆式、密闭式、带通式、迷宫式、对称驱动式和号筒式等多种形式。音箱的箱体外形结构又有书架式和落地式之分，还有卧式和立式之分。音箱箱体现在多采用塑料和木头两种材料。
2.2.2 箱体的作用
所有扬声器的振膜前、后都会产生声波，但其相位相反，不加隔断的话，因前后压力抵消，输出几近于零；而箱体则可以隔断前、后声波使音频失真达到最小。
2.3 分频器
2.3.1 分频器的原理及作用
分频器实质上是由电感线圈和电容组成的LC滤波网络，低音通道是低通滤波器，它只让低频信号通过而阻此高频信号；高音通道正好想反，它只让高音通过而阻此低频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一高一低两个分频点之间的频率可以通过，低频成份和高频成份都将被阻止。在分频器的实际制作中，有时我们需要加入衰减电阻以此来平衡高、低单元之间的灵敏度差异；另外，为了使音箱的阻抗曲线平坦一些，便于功放驱动有些分频器中还加入了电容、电阻构成的阻抗补偿网络。
2.3.2 分频器的分类
分频器按照在功率放大前后位置可以分为电子分频器和功率分频器；按照分频段可以分为二分频、三分频、四分频等，但四分频以上就显得麻烦而无意义。
3 三分频音箱的制作
3.1 扬声器的选择
在三分频音箱的制作中，扬声器的选择显得至关重要。我们一般将扬声器分为高音、中音和低音三大类。他们都有着各自的工作范围。在我们音箱的制作中，我们尽量把功率降低，这样耗电也就更少。因此在扬声器的选择中，我们也尽量选择功率低一点的作为我们的原器件。
3.2 分频器的参数及其制做
在中音范围时，对同样振幅的输入信号电压来说，频率越高或越低，输出的音频电压就会越小。中频信号就可以顺利地通过中音扬声器，而比通频带上限频率fc2高和比通频带下限频率fc1低的信号都会被阻断。分频点为fc1，fc2，如图1所示。
如图2所示，计算算分频电感L1，L2，L3，L4和分频电容C1，C2，C3，C4。为了获得理想的频谱特性曲线，可取：C1=C4，C2=C3，L1=L3，L2=L4，分频点的频率为fc1，fc2，那么w1=2πfc1 ，w2=2πfc2 。假设高、中、低扬声器的阻抗均为RL。每倍率程衰减12dB 。则有C3=C2=
；C1=C4=；L2=L4=；L1=L3=
。在分频器的制作过程中，我们可以通过实验逐步调整电容、电感的值，使其满足分频特性曲线，最终获得L1，L2，L3，C1，C2，C3，C4，C5的值。但是由于条件的限制，最终选择文献研究法计算出：L1=2.2mH，L2=1.5mH，L3=0.25mH，C1=47uF，C2=56pF，C3=3.3uF，C4=39uf，C5=4.7F。
最终得到的音箱分频器如图3所示。
参考文献
[1]曾兴霞.高频电子线路（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009：103-104.
[2]邹天汉.数字功放和音箱设计与制作[M].人民邮电出版社，2004（08）：76-78.
[3]刘汉盛.喇叭专书[M].音响论坛出版，2015：36-37.
作者单位
遵义师范学院物理与机电工程学院 贵州省遵义市 563006