2024年2月24日发(作者：修熠彤)
分频器是音箱内的一种电路装置，用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。分频器是指将不同频段的声音信号区分开来，分别给于放大，然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。在高质量声音重放时，需要进行电子分频处理。
概述
常见普通音响电路分频器
分频器是指使输出信号频率为输入信号频率整数分之一的电子电路。在许多电子设备中如电子钟、频率合成器等，需要各种不同频率的信号协同工作，常用的方法是以稳定度高的晶体振荡器为主振源，通过变换得到所需要的各种频率成分，分频器是一种主要变换手段。早期的分频器多为正弦分频器，随着数字集成电路的发展，脉冲分频器（又称数字分频器）逐渐取代了正弦分频器，即使在输入输出信号均为正弦波时也往往采用模数转换－数字分频－数模转换的方法来实现分频。正弦分频器除在输入信噪比低和频率极高的场合已很少使用。
对于任何一个N次分频器，在输入信号不变的情况下，输出信号可以有N种间隔为2π/N 的相位。这种现象是分频作用所固有的，与分频器的具体电路无关，称为分频器输出相位多值性。
原理
分频器原理
从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻此低频信号；低音通道正好想反，它只让低音通过而阻此高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中，有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；另外，有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些，以便于功放驱动。
由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式，所以必须有一种装置，能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出，才能跟相应的喇叭单元连接，分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去，在单元频响范围之外的那部分 “多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响，甚至可能使高音、中音单元损坏。
作用
输入和输出部分都清晰可见的应用分频器
分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的各滤波元件处理，让各单元特定频率的讯号通过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才能有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍，明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。
在一个扬声器系统里，人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件，而分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。尤其在中、高频部分，分频电路所起到的作用就更为明显。其作用如下：
合理地分割各单元的工作频段；
合理地进行各单元功率分配；
使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元在工作中出现的声干涉失真；
利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷；
将各频段圆滑平顺地对接起来。
显然，分频电路的这些作用已被人们所认识和接受。
分类（1）功率分频器：位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。
（2）电子分频器：将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小，音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统。
脉冲分频器是用D型触发器构成的除以2分频电路。脉冲分频器有很宽的工作频带，低频端实际上没有限制，高端极限频率主要决定于使用的器件，但也与电路有关系。1兆赫以下可采用金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路，1～30兆赫可采用晶体管-晶体管逻辑(TTL)电路，30～60兆赫则宜采用高速TTL电路，60～300兆赫应采用发射极耦合逻辑(ECL)电路。将N级÷2分频器串联起来，可构成÷2N非同步分频器。这种一级推一级的分频链具有节省器件和上限工作频率高的优点，但有延时积累的缺点，当级数N很大时，末级翻转时刻和第一级相比有很大的延迟，这在时序电路中是不允许的。此外，分频次数局限于2N也欠灵活。
采用级间反馈可实现任意次数的分频，图2即为一例。图中的三个触发器由同一个脉冲序列驱动，能在需要翻转时一起翻转，属于同步分频器。它没有延时积累的问题，但与非同步分频器相比，获得同样的分频次数须用更多的器件，而且工作频率较低。此外还有一种脉冲分频器，其分频次数可由外界信号置定，称为程序分频器。这种分频电路已广泛用于频率合成器。
再生分频器再生分频器是一种正弦分频器。未加输入信号时再生分频器无输出，电路内部也都没有正弦信号，只有一些微弱的噪声和扰动。当频率为fi的输入信号到来时，混频器使它和存在于微弱噪声中的频率为(N-1)f0的分量混合，产生频率为f0=fi/N 的微弱信号。这一信号经放大后再经(N-1)倍频器反馈给混频器。经过这样周而复始的正反馈，电路各环节的信号将不断增强，直到因器件非线性特性的限制达到稳态工作时为止。
中的倍频器不是必须的，依靠混频器中的高次组合频率也可以产生所需要的输出频率成分，只要中频放大器的增益足够大电路就能工作，但工作频带较窄。插入(N-1)倍频器能使混频器工作于最有效的差频状态，展宽工作频带。
程序系列
汽车音响分音器
程序分频器：程序分频器系列是单片集成的ECL，高速程控分频器可实现2 64 之间任意自然数连续可变分频其分频比由6 位二进制码控制电路时钟输入内部已设有直流偏置使用时不需外加直流偏置时钟只需交流耦合输入该产品数据输入为TTL 电平输出既有E C L 互补射随器输出又有TTL 输出该电路采用18 引线双列外壳(D18S)封装
应用范围：可用于通讯和频率合成器等领域
推荐工作条件：
电源电压： 4. 75 5. 25V
时钟输入电压幅度：400 mVPP 1200mVPP
工作频率：20MHz 300MHz
工作温度：-55 125 (SE120A) -55 85 (SE120B)
TTL 控制输入高电平：VIH 2.5V
TTL 控制输入低平：VIH 0.5V
特点：
工作频率高
分频比可程控由6 位二进制码控制
时钟交流耦合输入输出与ECL 电平和TTL 电平兼容
绝对最大额定值：
电源电压：7V
最大电流：50mA
贮存温度：65 150
结温：175
引线耐焊接温度：10S 300
时钟输入电压幅度：2.5VPP
基本参数分频器的“阶”一般来说，分频器包括三个基本参数：
PS420 8型分频器原理图
第一个，就是分频器的分频点，这个应该不用多说。
第二个，就是所谓分频器的“路”，也就是分频器可以将输入的原始信号分成几个不同频段的信号，我们通常说的二分频、三分频，就是分频器的“路”。
第三个，就是分频器的“阶”，也称“类”。
一个无源分频器，本质上就是几个高通和低通滤波电路的复合体，而这些滤波电路的数量，就是上面所说的“路”。但是在每一个滤波电路中，还有更精细的设计，换句话说，在每一个滤波电路中，都可以分别经过多次滤波，这个滤波的次数，就是分频器的“阶”。一阶分频器也是感容分频的结构，而二阶分频器中的每一路都经过了两次滤波，这个“两次滤波”才是“二阶”的真正含义！
实际上，“二阶分频器”这样的说法也并不规范，因为“阶”并非是针对整个分频器的，而是针对其中的某一“路”的，所以严格的说法应该是“双路分频器，高低频皆采用二阶滤波”，因为虽然并不多见，但高频采用二阶滤波而低频采用一阶滤波这样的设计也是有的。
除了一阶分频和二阶分频外，无源分频器还有三阶、四阶乃至六阶分频。采用高阶分频的好处在于其滤波衰减斜率更大，分频效果更好，而且也有利于设计分频补偿电路（因为并不是“分”得越彻底越干净的分频器就是好分频器，理论上说，分频后的两个信号曲线在叠加之后，与原曲线完全一致，这才是真正的好分频器），但高阶分频的功率损失大，特别是相位影响大，设计不好声音就会乱了套。所以不是越高阶的分频就越好。
市场上的2.0多媒体音箱，使用电容或阻容分频的居多，使用分频器的极少，而使用二阶分频的更少。如冲击波SB-2000使用的是一阶分频器，而使用二阶分频的，则只有惠威T200A、M200，漫步者S2000、1900TIII等寥寥而已。
相关词条感应器 信号发生器 充电器 轨道电路 加法器 鉴频器 谐振器
镇压器 运算放大器 电位器 高频电路 电路图 光电管 显示管
同步器 时序逻辑电路 分频器 电路交换 比较器 连接器 显像管
变换器 组合逻辑电路 振荡器 分频电路 蜂鸣器 调频器 投影管
2024年2月24日发(作者：修熠彤)
分频器是音箱内的一种电路装置，用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。分频器是指将不同频段的声音信号区分开来，分别给于放大，然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。在高质量声音重放时，需要进行电子分频处理。
概述
常见普通音响电路分频器
分频器是指使输出信号频率为输入信号频率整数分之一的电子电路。在许多电子设备中如电子钟、频率合成器等，需要各种不同频率的信号协同工作，常用的方法是以稳定度高的晶体振荡器为主振源，通过变换得到所需要的各种频率成分，分频器是一种主要变换手段。早期的分频器多为正弦分频器，随着数字集成电路的发展，脉冲分频器（又称数字分频器）逐渐取代了正弦分频器，即使在输入输出信号均为正弦波时也往往采用模数转换－数字分频－数模转换的方法来实现分频。正弦分频器除在输入信噪比低和频率极高的场合已很少使用。
对于任何一个N次分频器，在输入信号不变的情况下，输出信号可以有N种间隔为2π/N 的相位。这种现象是分频作用所固有的，与分频器的具体电路无关，称为分频器输出相位多值性。
原理
分频器原理
从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻此低频信号；低音通道正好想反，它只让低音通过而阻此高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中，有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；另外，有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些，以便于功放驱动。
由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式，所以必须有一种装置，能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出，才能跟相应的喇叭单元连接，分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去，在单元频响范围之外的那部分 “多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响，甚至可能使高音、中音单元损坏。
作用
输入和输出部分都清晰可见的应用分频器
分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的各滤波元件处理，让各单元特定频率的讯号通过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才能有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍，明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。
在一个扬声器系统里，人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件，而分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。尤其在中、高频部分，分频电路所起到的作用就更为明显。其作用如下：
合理地分割各单元的工作频段；
合理地进行各单元功率分配；
使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元在工作中出现的声干涉失真；
利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷；
将各频段圆滑平顺地对接起来。
显然，分频电路的这些作用已被人们所认识和接受。
分类（1）功率分频器：位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。
（2）电子分频器：将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小，音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统。
脉冲分频器是用D型触发器构成的除以2分频电路。脉冲分频器有很宽的工作频带，低频端实际上没有限制，高端极限频率主要决定于使用的器件，但也与电路有关系。1兆赫以下可采用金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路，1～30兆赫可采用晶体管-晶体管逻辑(TTL)电路，30～60兆赫则宜采用高速TTL电路，60～300兆赫应采用发射极耦合逻辑(ECL)电路。将N级÷2分频器串联起来，可构成÷2N非同步分频器。这种一级推一级的分频链具有节省器件和上限工作频率高的优点，但有延时积累的缺点，当级数N很大时，末级翻转时刻和第一级相比有很大的延迟，这在时序电路中是不允许的。此外，分频次数局限于2N也欠灵活。
采用级间反馈可实现任意次数的分频，图2即为一例。图中的三个触发器由同一个脉冲序列驱动，能在需要翻转时一起翻转，属于同步分频器。它没有延时积累的问题，但与非同步分频器相比，获得同样的分频次数须用更多的器件，而且工作频率较低。此外还有一种脉冲分频器，其分频次数可由外界信号置定，称为程序分频器。这种分频电路已广泛用于频率合成器。
再生分频器再生分频器是一种正弦分频器。未加输入信号时再生分频器无输出，电路内部也都没有正弦信号，只有一些微弱的噪声和扰动。当频率为fi的输入信号到来时，混频器使它和存在于微弱噪声中的频率为(N-1)f0的分量混合，产生频率为f0=fi/N 的微弱信号。这一信号经放大后再经(N-1)倍频器反馈给混频器。经过这样周而复始的正反馈，电路各环节的信号将不断增强，直到因器件非线性特性的限制达到稳态工作时为止。
中的倍频器不是必须的，依靠混频器中的高次组合频率也可以产生所需要的输出频率成分，只要中频放大器的增益足够大电路就能工作，但工作频带较窄。插入(N-1)倍频器能使混频器工作于最有效的差频状态，展宽工作频带。
程序系列
汽车音响分音器
程序分频器：程序分频器系列是单片集成的ECL，高速程控分频器可实现2 64 之间任意自然数连续可变分频其分频比由6 位二进制码控制电路时钟输入内部已设有直流偏置使用时不需外加直流偏置时钟只需交流耦合输入该产品数据输入为TTL 电平输出既有E C L 互补射随器输出又有TTL 输出该电路采用18 引线双列外壳(D18S)封装
应用范围：可用于通讯和频率合成器等领域
推荐工作条件：
电源电压： 4. 75 5. 25V
时钟输入电压幅度：400 mVPP 1200mVPP
工作频率：20MHz 300MHz
工作温度：-55 125 (SE120A) -55 85 (SE120B)
TTL 控制输入高电平：VIH 2.5V
TTL 控制输入低平：VIH 0.5V
特点：
工作频率高
分频比可程控由6 位二进制码控制
时钟交流耦合输入输出与ECL 电平和TTL 电平兼容
绝对最大额定值：
电源电压：7V
最大电流：50mA
贮存温度：65 150
结温：175
引线耐焊接温度：10S 300
时钟输入电压幅度：2.5VPP
基本参数分频器的“阶”一般来说，分频器包括三个基本参数：
PS420 8型分频器原理图
第一个，就是分频器的分频点，这个应该不用多说。
第二个，就是所谓分频器的“路”，也就是分频器可以将输入的原始信号分成几个不同频段的信号，我们通常说的二分频、三分频，就是分频器的“路”。
第三个，就是分频器的“阶”，也称“类”。
一个无源分频器，本质上就是几个高通和低通滤波电路的复合体，而这些滤波电路的数量，就是上面所说的“路”。但是在每一个滤波电路中，还有更精细的设计，换句话说，在每一个滤波电路中，都可以分别经过多次滤波，这个滤波的次数，就是分频器的“阶”。一阶分频器也是感容分频的结构，而二阶分频器中的每一路都经过了两次滤波，这个“两次滤波”才是“二阶”的真正含义！
实际上，“二阶分频器”这样的说法也并不规范，因为“阶”并非是针对整个分频器的，而是针对其中的某一“路”的，所以严格的说法应该是“双路分频器，高低频皆采用二阶滤波”，因为虽然并不多见，但高频采用二阶滤波而低频采用一阶滤波这样的设计也是有的。
除了一阶分频和二阶分频外，无源分频器还有三阶、四阶乃至六阶分频。采用高阶分频的好处在于其滤波衰减斜率更大，分频效果更好，而且也有利于设计分频补偿电路（因为并不是“分”得越彻底越干净的分频器就是好分频器，理论上说，分频后的两个信号曲线在叠加之后，与原曲线完全一致，这才是真正的好分频器），但高阶分频的功率损失大，特别是相位影响大，设计不好声音就会乱了套。所以不是越高阶的分频就越好。
市场上的2.0多媒体音箱，使用电容或阻容分频的居多，使用分频器的极少，而使用二阶分频的更少。如冲击波SB-2000使用的是一阶分频器，而使用二阶分频的，则只有惠威T200A、M200，漫步者S2000、1900TIII等寥寥而已。
相关词条感应器 信号发生器 充电器 轨道电路 加法器 鉴频器 谐振器
镇压器 运算放大器 电位器 高频电路 电路图 光电管 显示管
同步器 时序逻辑电路 分频器 电路交换 比较器 连接器 显像管
变换器 组合逻辑电路 振荡器 分频电路 蜂鸣器 调频器 投影管