DZ兩音路電子分音器製作報告

大頭昌

DZ的兩音路電子分音已經推出一段時間,在不久前一位朋友買了一對雅瑟的落地大喇叭,並且採用兩部QUAD606後級來推動,在他的使用過程中,發現擴大機溫度比想像中的要高,於是我就跟他提起電子分音的用法,可以改善後級擴大機的效率,避免浪費多餘的功率。因為在一般喇叭中,已經存在被動式分音器,如果我們在使用BIAMP的同時,讓每一部擴大機都負責全頻段的放大工作,那麼在送入喇叭分音器之後,分頻點外的功率必定是要浪費掉的。浪費功率影響的還比較小,在大動態的時候,越多的訊號一起放大,越容易減低擴大機的餘裕度,容易造成訊號失真甚至切割。(註一)

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DZ的套件是以一階6dB/Oct加上12dB/Oct的Butterworth濾波器組成。在計算分頻點的時候,我們可以不必從頭算起,只要以DZ套件設定的分頻點所提供的RC數值來推導,就可以找出我們是用的分頻點,或是調整RC數值以配合手上現有的零件值。

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我們從12dB/Oct的Butterworth濾波器先設定出R與C的值之後,一階6dB/Oct的R'=1.414R,C值則相同。

分頻點與RC數值的計算

一.分頻點固定

如果要以DZ所設定的112Hz為分頻點,但是要改變RC零件數值,請注意電阻值(以K為單位)與電容量(以uF為單位)的乘積,維持在100x0.01=1,就可以任意選擇不同的零件數值了!

100K 0.01uF
50K 0.02uF
20K 0.05uF
10K 0.1uF

二.選擇不同的分頻點

我們可以以原先設定的100K與0.01uF為基準點,因為RC乘積為分頻點公式的分母,當乘積倍增時,分頻點為原來的一半,(因為公式中的分母數值為原先的兩倍)。

分頻點Hz R /當C=0.01uF R /當C=0.022uF R /當C=0.047uF R /當C=0.1uF
8K 1K6 750 320 160
6K 2K5 1K3 500 250
4K 3K2 1K5 630 320
3K 5K 2K5 1K 500
2K 6K3 3K1 1K25 630
1K 12K5 6K3 2K5 1K25
500  25K 12K5 5K 2K5
250 50K 25K 10K 5K
112 100K  50K  20K  10K 
60 200K 100K 40K 20K

三.零件值的誤差

在我們計算的過程中,常常會出現計算出來的RC數值,與實際存在的零件數值不相符的情況,這時候請先別往發燒品牌的方向去想,我們可以試著找到最接近的數值,或者以不同數值的零件以串併的方式得到我們想要的數值,實際上一點點的誤差(例如0.005與0.0047或者0.02與0.022的差別)是可以忽略不計的。

另外可以注意一下的,是一般電容與電阻都有其誤差容許值,在電阻方面當然以精密電阻的誤差最小,電容方面的誤差一般甚少被注意到,一般是以標示在電容量值後面的英文字母做表示,一般標示J的誤差值比標示K或M的要小,可以作為選擇時的考量因素之一。

附圖是一般的PP電容,右邊的是耐壓100V的0.0047uF誤差等級J,左上為0.01uF耐壓100V誤差等級K,左下方則是0.015uF耐壓50V誤差等級J。

製作

因為朋友的QUAD606是軍綠色的外殼,所以我就到國際電子廣場找了一個元山牌的機箱,剛好可以容下一片DZ的IC穩壓模組與兩片電子分音模組,當然在這裡兩塊電子分音模組是疊在一起以節省空間。

零件都是一般的電料行所購得,OP座是DZ提供的圓孔IC座,在焊接過程漏掉了輸入端串接的100歐母電阻,剛開聲時靜悄悄的讓我以為哪裡出了大問題!輸入方面本來規劃以一個雙連動VR控制總音量,輸出部分再以一個VR來控制低音的輸出音量,不過後來發現這樣並不符合線路上的規則,輸出電阻甚至會影響最後的低音訊號輸出阻抗,所以最好的做法是在輸入端先作整體的訊號衰減,然後在第二級的Buffer級輸出端交連電容後加上一只VR控制低頻訊號。

另外在分頻點的設定上,一開始高低音都以250Hz的頻率做分頻,因為忽略了喇叭內部的被動分音器,這樣一來,在250Hz前後的訊號,將會因為電子分音與被動分音的雙重影響,造成比原先更高的衰減斜率,所以我們聽到的是250Hz左右的中低頻訊號好像不見了,最後我們找出來的合理分頻點,是高低音都分別多延伸一個八度,也就是低音以500Hz做分頻點,高音以125Hz做分頻點,得到了令人滿意的結果。下一步是計劃把他改裝成兩階分音的電子分音前級,配合我的超低音喇叭DIY計劃。

 

註一.這部分有興趣的朋友可以去JBL網站下載pdf文件檔名spkpwfaq。http://www.jblpro.com/pages/tech_lib.htm