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二音路電子分音器試作

　文圖 / 吳立民

各位英雄豪傑：

關於二音路電子分音的試作，有幾點注意事項：

電路板規劃為雙面板，但由於製作雙面電路板較為不便，因此可直接以跳線跨過（請參考電路板零件面圖，已預留跳線孔位）。
所有OP應盡可能採用FET輸入者，維持低偏流與準確的分頻點。FET輸入的OP型號甚多，OPA134、OPA627、OPA604、TL071等均是。
R1至R8均採用相同阻值。嚴格的說，R1~R4等值；R5~R8等值。
輸出端並未預留輸出交連電容的孔位，請斟酌情況（OP影響甚大），決定是否串上輸出交連電容。一般而言，輸出直流在0.1V以下時，可不加交連電容。
如果輸出直流偏高，HIGH OUT部分可使用3.3uF交連電容；LOW OUT則應在10uF左右（電容值高，則可延伸低頻截止點）。
分頻點公式如附圖所示，請自行計算所需的零件數值。
可透過串接的方式延伸使用範圍。如需一分頻點為3K、500Hz的三音路分音器，可串接分頻點為3K與500Hz的兩塊二音路分音器。
Cp為旁路電容，對OP工作的穩定性有益。建議加上0.1uF左右的塑料電容。
附上LM317/337構成的穩壓電路，濾波電容預留較大的孔位，因此可用上容量更大的電容。
預祝各位裝機順利成功，寫出一篇篇精彩的裝機報告。
裝機報告的內容，請盡量發揮想像，詳述電子分音器的用途與使用範圍。畢竟對一般網友而言，電子分音器的製作較為陌生，需要更多的指引。
感激諸位網友的大力相助，充實DIY ZONE for audio的內容。
    
二音路電子分音器電路圖 二音路電子分音器零件面(一) 二音路電子分音器零件面(二) 二音路電子分音器銅箔面

　

　

吳立民 1998/7/27 0245

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輕輕鬆鬆裝二音路電子分音器
    文SF小曾
  自從DZ推出這個二音路的電子分音器後，小弟一直盼望能買到DZ已規劃好的PCB回來試作，結果，沒想到，一等再等，還是沒有下文。(因為DZ要先推出後級的套件，才會推電子分音的套件)，有一天，突然看見討論區中有要贈送二音路電子分音PCB，於是當機立斷，馬上搶過來用說....

    等了幾天，PCB終於到了，拆開一看，哇，面積比新版的OPA134前級PCB還大，所以，若要裝到機殼中，則稍要注意一下內部容量大小的問題。



(因此電子分音PCB面積較大，組裝時要注意一下機殼的肚量..)
　

而電子分音和傳統分音器有何差異呢?請看下表分析..

種類 電子分音器
傳統被動式分音器

所需擴大機數目(兩聲道) 兩部(二音路電子分音) 一部即可
對單體的驅動能力 佳 比電子分音略差
分頻點的設定 需自行計算 原廠已計算好
DIY難易度                    低                         (公式及原件較易取得)                  高 (需儀器測試，且原件難取得，EX:電感等...)
工作方式 在訊號時即分頻，再送入後級直接驅動喇叭單體。 訊後經後級放大後，再利用喇叭內之分音器作分頻。
調整難易度                      高                                               (需注意兩部後級的增益值)                       低  (因為是由同一台後級所驅動，PS.在此不考慮BI-AMP的驅動方式)

組裝過程:
    在拿到PCB後，先看看需要哪些零件，呃...其實就像是站上文章所描述的，R1~R8是等值(嚴格來說，是R1~R4等值，R5~R8等值)，小弟為了省麻煩，因此採用R1~R8是等值，而阻值也是站上文章所建議的10K。【注意!在供電之前不要把OP給插上，先測其電壓是否為自己的設定值..單OP(四腳(負電壓)、七腳(正電壓))】



　



(照片掃描出來就是這樣，小弟也沒輒!)
　

計算分頻點:
    而接下來是要計算分頻點了，公式是F(頻率)=1/6.28R*C，R的單位是歐姆(Ω)，C的單位是Fara(法拉)，在此要說明一點，一般電容常見的單位是微法拉(μF)，是十的負六次方(10^-6)法拉，計算時請注意一下單位...，好了，以小弟所用的9801來說好了，原廠標明分頻點是在2.2K，所以，以公式來算如下:

2200=1/6.28R*C ，所以 R*C=1/13816，因此R*C約等於7.2379*10^-5

    此時在此先提供一個經驗，先去賣場看看有哪些數值的電容，在此建議採用金屬皮膜電容，而又限於PCB的孔位所限，所以，小弟只好採用0.01μF的金屬皮膜電容，決定電容值後，再算出電阻值...

    因為0.01μF=10^-2μF，轉換成Fara後，要再乘以10^-6，所以，公式中的C變成了10^-8 Fara，接下來，繼續公式。

R*10^-8=7.2379*10^-5，所以，R就等於7.2379*10^3，也就是約7.23K左右的數值。

    而計算分頻點的公式就到此為止了。

    在PCB上共有五個R，五個C，均是採用公式算出的數值，意即分頻點2.2K，R就是7.23K，而C就是0.01μF。

    再來，就是把八個10K電阻，五個7.23K(因找不到剛好數值，只好以最接近的7.15K代替)，五個電容，數值0.01μF依照PCB所示的位置放入銲接即可。

    而所使用的OP(單OP)也會影響電子分音器的表現，所以，我們採用鍍金IC座來安裝在PCB上，以免IC在銲接時燒壞與日後方便更換OP來嘗試不同的聲音表現，而在IC座旁有旁路電容的孔位，一定要加此旁路電容(以防震盪)，數值為0.1μF，略高也可，注意孔位大小合用即可!

是誰搞的鬼?!原來是..
    農曆的7月1日，清晨時分，正好裝完這個電子分音器...一聽之下，怪怪...怎麼低音這麼少啊~~，算了一下機器的增益...135W 29dB的Gain，另一台最近才改過，記憶中是90W 27.5dB說，正常照常理說，135W的推低音應是很夠力啊...怎麼會高低失調了呢?嘿嘿...難道是.....!?，不管他了，先去睡一覺再來，沒想到，睡一覺醒來還是相同的情況..(廢話..)，於是東改改西摸摸...還是沒什麼結論說..怪力亂神!!???不可能吧~難道是...最不可能的情況...不信不信...再拆開機器一看..一量..呃....哈哈...原來是自己當初電阻量錯了...還以為是.....目前正值旺季，不宜此名詞字眼....，所以，以後一定要親自確認所有可能的問題變因才行...

組裝難嗎??
    電子分音器的組裝過程其實並不難，難在那個後端的兩台後級的相似性....因為要是後級的增益不相同，在音量漸漸加大之時，高低音的差異性會越來越大.....所以，電子分音器的困難度是在於兩台後級的調整，而其本身只要是分頻點的公式沒算錯，應該是不會有什麼出槌的機會啦....倒是後級音量的調整是很重要的，WU帥有提供一個方法，可提出來讓大家試試...

WU帥的方式:
    利用兩個比較俗的爛音量VR分別接在兩機上，調整至聲音到平均(各人感覺均不同...)，然後算其阻值，再加以修改線路即可...(這是WU帥說的，我是直接改增益的啦... 也就是用猜的..碰碰運氣!  ^_^)

OP會影響聲音表現嗎?
    電子分音器的主要作用是分頻，而所使用的OP會影響聲音表現嗎?答案是...會的!因為聲音訊號本身也有經過OP處理，所以，在此電子分音器上使用不同的OP是會對聲音產生不同的變化的!

　

接地方式:
    小弟在試驗之後，發覺其接地方式與小弟所組的前級不同，在此電子分音PCB中，接地反而是在RCA座(輸入端)另拉一條地線到機殼地，而輸出端是不做任何接地處理，至於為何如此，小弟也不知道，只是小弟以實驗結果哼聲最小的為準，就是要如此接，看來接地真的是需要實驗與經驗的，不能『以一貫之』也。



(接地點是在輸入端RCA座另接一條線(黃藍相間)到機殼地，而輸出端並未作處理)
　

成果測試數據:
    小弟用TL071 這顆OP作為此電子分音之主體，TL071為FET輸入型OP，理論上，直流輸出應可很小才對，而實際測試之結果呢?當然也是如此，高音輸出部份直流為1.2mV，而低音部份為2.3mV，都是很低的直流輸出了...所以，要是換用更高價之OP如OPA134等，可能效果會更好，直流會更低也說不定....等小弟有錢換OP時再向各位報告吧~

    好啦...再整理一下零件表(以分頻點約2.2K計算出的零件數值為準)...

零件名稱 數量與購買處(高雄)
電子分音PCB 兩片，購於DIY ZONE FOR AUDIO
旁路電容 0.1μF 16個，購於DIY ZONE FOR AUDIO
鍍金IC座 8 PIN 8個，購於中將電子
金屬皮膜電容 0.01μF 10個，購於禾樺電子
精密電阻 10K 1/2W 兩包(30隻)，購於中將電子
精密電阻 7.15K 1/4W 十數隻，購於禾樺電子
銅柱、接線端子、接線柱 少許，隨便一家都可買到
MOSFET穩壓套件 一組，購於DIY ZONE FOR AUDIO
鍍金RCA座 6個，購於中將電子
機箱 (元山牌) 一個
OP (TL071) 八個，購於禾樺電子

組裝後感:
    DZ所推的這個電子分音PCB，總共零件數不到30個(四顆OP，十三隻電阻，五個電容)，對初學者(如我)來說，組裝起來一下子就完成了銲接的工作，一般來說，只要不冷銲或銲錯，要出槌的機率並不大..但是，有一點一定要注意的就是兩台後級的增益必須要很接近，否則會有聲音不平衡的情況發生，而最重要的驗收成果呢?依小弟的感覺，是有改變很多啦，但是最明顯的一項，即是在小音量時，高低音會變得較均衡了，這是小弟有明顯感覺到的一點啦...還有，若要玩電子分音器，您的喇叭最好有BI-WIRE端子，否則就只有自行改裝一途，還有一定要將原喇叭內分音器給拿掉喔....

    最後，雖不知DZ何時會推這個套件，但是，從小弟組裝後的試用結果感覺，此套件對於初學者而言，絕對是一個邁向電子分音之路很好的踏腳石，也希望DZ能加入交連電容的孔位以阻隔直流兼調音...總之，很高興有機會一嘗電子分音器的好處...


  
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有什么需要就直接找LESLIE
他那什么资料都有

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簡介電子分音系統

文‧林千智

如果能由一個單體包辦全部頻率，那真是最好最理想的喇叭，可惜現在好像沒有技術可以做出在各個音頻範圍都表現得很好的喇叭，故市面上看得到的喇叭幾乎是兩音路、三音路及三音路以上的系統。由於高低音單體之間必須有兩者都可以工作的頻率，但又不希望實際發聲時，同一個頻率兩者都「全力」發音，所以有了分音器的存在。

一般市面上看到的喇叭都屬於被動式的分音，也就是由喇叭箱裡的分音網路所擔任，被動分音網路是由電阻、電容、電感(R,C,L)等擔任，這些都是被動元件，而這裡所要談的電子分音則是多了OP或者是晶體、真空管等主動元件配合RC等被動元件所構成。眼尖的您不知道有沒有發現，電子分音器裡沒有電感(L)。這是因為電感特性比起R,C等元件比較不理想，價格也比電阻電容貴，(當然不是跟那種一個就好幾百的電容電阻比)，還會受到外界磁場干擾(不是邱宗師那種)，而且只用RC就可以做到相同特性。所以很少在電子分音器中看見電感的存在。相同的，幾乎很多電子電路中有關電感的位置都由具有相同效果的其他元件所替代。

電子分音器對於傳統被動分音網路的優勢在於以下幾點 :

1. 較容易推動，因為後級輸出直接推動單體，沒有經過分音器而消耗掉。
2. 製作時不用管喇叭單體間的效率及阻抗差異，一切都由後級擔當。
3. 可以將力大如牛但聲音也如牛的後級拿去推低音或超低音。
4. 很適合自己DIY。

關於第一點，某本書說在電子分音下50W有如被動分音200W的效果。我自己是拿一台試做的40多瓦晶體後級去推Philips 12吋喇叭做超低音，推得還算滿意，如果40W要去推被動分音的12吋喇叭，恐怕有點困難。

第二點是主動被動分音的一個明顯優勢差別，被動式分音器除了分音外，還要考慮單體間的阻抗和效率，還有喇叭單體因頻率改變而變動的阻抗。像Dynaudio和Thiel的喇叭號稱一階分音，但分音器的規模看起來卻比LS 3/5A還壯觀。

第三點是因為各單體的後級不同，像一般主動超低音的喇叭大概都是用B類擴大機，有些甚至用功率模組。一般的後級擴大機如果說明了是B類的，除了McIntosh和Naim外，還賣得出去才怪。

第四點有點不知道是優點還是缺點了。由於單體由後級擔當推動，在自己DIY的時候，分音器變得很容易設計，只須注意分頻點還有相位的問題。各單體間的效率問題，用一個小型可變電阻就輕易解決了，阻抗及阻抗變化就交給後級去處裡。由於調整簡單，只要轉幾個旋鈕就可以改變各音路的分頻點，音量及相位，如果自己想「認真」設計一對被動分音喇叭，光以上幾個特性的調整就夠您不眠不休忙上幾個月。

以上是老王賣瓜自賣自誇，關於電子分音的缺點也有不少。

1. 系統昂貴
2. 系統建立不易
3. 耗能增加
4. 體積龐大
5. 要對現有的系統大開刀

很明顯的，一個單體要由一部單聲道後級伺候，也就是個兩音路喇叭要兩部立體聲後級，也就是四個單聲道後級；三音路就要三部。第二點有點爭議，與製作一個被動分音的喇叭相比應該簡單多了...耗能增加是當然的，後級多了嘛，當然系統體積也因此龐大化。還有第五點，若是想把整個系統完全改為電子分音，勢必要修改原有的喇叭，大概要拆掉原有的分音器。所以往後就先以超低音系統的建立為主軸，原理與電子分音相同，而整個系統將成為主動被動混血。因為我的財力薄弱，想買Dynaudio像Mirage等巨型套件來改成主動分音玩玩又沒錢。又不敢把手頭上的LS3/5A的分音器拆掉玩電子分音，因萬一有個閃失我就沒喇叭聽了。為何要考慮拆除原有分音器？我在下一篇文章中會為各位說明。

電子分音器


電子分音器又稱主動式電子分音器,最主要功能，就是用來作為訊號部份的頻率設定，對於系統較為完整、龐大的架構來說，可以說是非常基本的配備器材,主動式電子分音器的原理就是要把適當頻率訊號傳給適當的單體.因為目前喇叭單體還無法把單體做到全頻20-20000Hz輸出.

因此我們只能把單體分成幾個部份頻段然後串起來.把適當的頻率傳到適當的單體可以有保護單體的作用與有效利用功率的作用.每個單體都有它適合發揮的頻段.如果每個單體都送給它全頻率的訊號就可能會對單體造成損害.功率也會浪費.

電子分音器的分頻斜率，有一階的-6dB/Oct和二階分頻斜率的-12dB/Oct兩種。所謂的分頻斜率指的是從分頻點設定後聲音自然衰減的截斷後頻率延伸程度，斜率越低延伸則越長，反之則越短。
主動式分音器在後級擴大機之前切割訊號,被動式分音器在功率擴大機之後切割訊號.因此主動式分音器,在功率運用的效率上主動式也較高.調整頻率精準

主動分音器輸出電壓方面，大都可以有5V的電壓輸出，跟現行高檔主機4V輸出的概念相同，可以獲得更好的訊號損失度與更大的動態
　

分音的原理與簡介


高通

只讓比分頻點高的訊號通過

比分頻點為低的訊號就依一定的斜率(12dB或18dB)斜率下滑,通常是使用在高音喇叭

低通

只讓比分頻點低的訊號通過

比分頻點為高的訊號就依一定的斜率(12dB或18dB)下滑.通常使用在低音喇叭或重低音喇叭SUB.
帶通

有高低兩個分頻點

只讓中間的高低設定頻率通過,其他的頻率都切掉.通常使用在MIDRAGNE.

DIY安裝

　

電子分音器的安裝只需按照安裝手冊來安裝電源線接地線與啟動線及RCA訊號線就沒問題.啟動線就由擴大機使用的啟動線REM即可.

　

校調


你要先將主機的loud與bass.treble歸零.其它前級的調整也都要歸零
1.先找出各單體之間音量的平衡點.使用各聲道的gain來調整
2.微調分頻點直到你覺得聲音的銜接最平順最悅耳的點為準
一開始時先用較小的音量慢慢調大聲,建議用測試用的cd有單一頻點的訊號.你可以使用這些訊號來校調頻率響應的銜接.如果你的分頻點的高通低通點是分別可調的你可以
試著加大重疊的部份或減少重疊部份仔細聆聽聲音重疊部份是否銜接良好.