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关于分频器的相位深度研究（资料整理）

2014-2-17 17:03| 发布者: camix| 查看: 1143| 评论: 0|来自: 转载

摘要: 以双分频为例，分频器把完整的信号分成高、低两组频率段，分别交给高低音扬声器来完成工作。高低音扬声器会有个交叉的区域，这个区域内的频段信号，高低音扬声器都会同时做出反应。假设某个多单元的音箱或者耳机的分频点在3kHz，那么输入一个3kHz的信号，高低音会同时发声。温习到这里，我们可以开始讲解“相位问题”了。

　　应用一：多单元的设计，不管是音箱还是耳机，理想化的结果都是多单元能够相互完美配合，但这种情况基本只存在于设计师的脑海或者PPT，现实总会被“相位”问题搅乱。这个问题不太好表述，我们尝试尽量说清楚。

　　两分频音箱中高音、低音扬声器的频响曲线组合示

　　我们先来温习一下分频是怎么回事。以双分频为例，分频器把完整的信号分成高、低两组频率段，分别交给高低音扬声器来完成工作。高低音扬声器会有个交叉的区域，这个区域内的频段信号，高低音扬声器都会同时做出反应。假设某个多单元的音箱或者耳机的分频点在3kHz，那么输入一个3kHz的信号，高低音会同时发声。温习到这里，我们可以开始讲解“相位问题”了。

　　波形相位差演示

　　波循环一周的相位为360度。相位180度时，与原始波形为互为反相。互为反相的波可以完全抵消为零，大家可利用波的这个特性开发过《Soomal 煲箱工具V1.0简体中文版 For Windows 2000/XP/Vista/7 下载》[作者: Soomal ] ，在分频器的设计当中，高低两组频率或多或少的会产生相位差，那么这些相位差可能产生什么结果呢？我们做个试验来模拟一下。

　　创建一个-20dB的正弦波

　　-20dB的正弦波的信息

　　复制一份-20dB的波与原波叠加

　　复制一份-20dB的波与原波叠加，产生了一个约-14dB的新波

　　复制一份-20dB的波，并裁剪掉最前面的-0.003毫秒，用于产生与原波的相位差

　　此例中，产生的相位差约43度。虽然裁剪掉了一点点信息，但dB值不会变

　　将裁剪掉0.003毫秒的波与原波叠加

　　将裁剪掉0.003毫秒的波与原波叠加，产生的是一个约-15dB的新波

　　两组合并测试得到的结果并不一样，有相位差的产生了能量损耗，得到的新波要低1dB。在分频器的设计当中，出现这种情况就意味着声音在损耗，而且波形也会失真，不够原汁原味，优秀的设计，一定是高低频交汇处的中频饱满无凹陷的，因为能量得以最大程度的保持。

　　分频手段的改进，主要围绕降低分频器的相位而发展，但展示手段往往就是一条频响曲线。凹陷的频响曲线，可能是出现分频瑕疵，那么平直的频响曲线是否代表好声呢？并非如此，因为相位凹陷的曲线同样可以补平，但失真的波形是补不回的。分频器的相位差问题很少被人提及，一是难以克服，二是难以理解，说一大堆技术介绍往往还不如几句忽悠开启脑补来得直接。

　　应用二：

　　传统的中音反相接法到底对不对，这个要经过试验才知道，而不是人云亦云。是同相接法会形成低谷好听，还是同相接法根本就不会形成低谷，而反相反而有了。

　　不多说了，用理论计算（我才不算这个呢，太麻烦了，让计算机来做，正好用模拟软件，直接看）来说明问题。喇叭就看成电阻了，原因是虽然里面有线圈，但它要做功的，还是以电阻为主，这样好计算。就是感性的也不去管它，我要的是两端的电压－相位的关系。让图来说话：

　　先写上结论吧：经过多个频点测试，结果是所有喇叭同相是最好的，那个分频器带来的相移最多不过90度。要是反相，有些地方就会差得多出90度来了，相位失真更大。也不知道那些中音喇叭要反相接法是出自什么道理，有知道的说说，讨论一下。

　　图很多，慢慢来（A通道接高音黄色，B通道接中音蓝色，C通道接低音粉色）：