问题:直接给系统中加上超低音音箱后,系统的低频表现力和包围感得到改善,但是单独听超低音音箱的声音时,非常不好听。 这原因又在哪儿呢?咱们开始分析原因。
原因分析:前面介绍超低音音箱的时候说过,超低音音箱可重放的频率范围比较窄,一般只能播放200Hz以下频段的声音。
超低音音箱能 超低音音箱 表现的频段 不能表现的频段
20 200 20000Hz
目前咱们使用的这只超低音音箱可以有 效还原150Hz以下的声音,但现在输入给它的是全音频的信号,对于它所不能表现的中高频频段的信号,这家伙肯定还原不好。还原不好那就叫失真了,失真的声音当然不好听了。 解决思路:由于超低音音箱只能播放整个全音频频带中较低的频率部分。就像咱们前面说的,全频是条鱼,低频是鱼头,超低音音箱这家伙只喜欢吃鱼头,那咱们就要想办法把鱼头给它剁下来,要剁鱼头咱就要把刀来。
好啦,解决思路有了,咱们就是要想办法把全音频的频段切开,把超低音音箱能表现的频率部分切出来让它吃。超低音音箱不能表现的部分,咱再让别人吃去。有了这思路,咱就找方法子。 解决方法:采用可能对全频带的信号进行分割的设备——电子分频器来对频段进行分割,把超低音音箱能表现的频率部分分割出来单独放大后给超低音音箱去表现,而切割出来的超低音音箱不能表现的频率部分则放大且交给全频音箱。
这时候咱这个系统又有个新朋友要加入了,大家欢迎电子分频器的到来。 电子分频器(Crossover或X-OVER) 电子分频器简称分频器,是一个专门用来分割频段的设备。它是由内部的低通通滤波器电路和高通滤波器电路组成的,可以按照需要,在某个频率点上,把全音频的声音分成成两段或者三段,就好比那切鱼头的刀。接下来,着重介绍一下其内部的低通和高通滤波器。 大家可看明白了,高通和低通滤波器很重要,玩不好的话,后果很严重!
低通滤波器(Low Pass Fliter,简称LPF)是一种可以设定一个频率值,让低于这个频率值的其他频率的信号通过,而对于高于设定频率值的信号进行滤除的电路,是用来控制输出信号的频率上限的。
设定频率点
低频滤波器 输出频段
20 150 20 000(Hz)
高通滤(High Pass Fliter,简称HPF),跟低通滤波器相反,是一种可以设定一个频率值,让高于这个频率值的其他的频率的信号通过,而对于低于设定频率值的信号进行滤除的电路,一般用来控制输出信号的下限。
设定频率点
高通滤波器 输出频段
20 150 20 000(Hz)
电子分频器内部的高通滤波器和低通滤波器采用共同的频率设置点,这个共同的频率设置点就是常说的分频点(Crossover Point)或者叫分频频率Crossover Freq)。
分频点
LPF HPF 输出频段 输出频段
20 150 20 000(Hz)
接下来介绍一下电子分频器的主要功能,它一般有下面几个可操作部分。 INPUT GAIN:输入增益控制,用来调整输入进来的信号电平大小。
CROSOVER FREQ或XOVER:分频频率选择,用来确定在什么频率值上对频段进行分割。 LOW GAIN:低通滤波器输出增益控制,用来确定低通滤波器输出信号的电平大小。 HIGH GAIN:高通滤波器输出增益控制,用来确定高通滤波器输出信号的电平大小。 40Hz或LOW CUT 按键:用来切除40Hz以下无用的超低频成分。如果你感觉超低音引起建筑物共振或者声音不够干净,就可以按下去试试。
POL或Ф极性转换键,用来对调输出信号的正负极性.如果你测量音箱的极性反了,你按下去,就会自改正过来。
MUTE静音键,用来关掉输入或者输出的信号。
在它的后背上有各种信号输入输出口和另外一些功能键。
INPUT插座:低通滤波器输出口,输出分割后较低的频段信号。如分频点为140Hz,这个输出口输出140Hz以下信号。
HIGH插座:高通滤波器输出口,输出分割后较高的频段信号。如分频点为140Hz,这个输出口输出140Hz以上信号。
×10按键:启动后,实际分频率为前面板分频频率选择的频率值的10倍。比如前面板分频频率选择200Hz,按下×10键后,实际分频频率为2000Hz。
2_WAY/3-WAY或STEREO/MONO按键:立体声2路分频与单声道3路分频切换键。选择3_WAY三分频模式后,原来立体声2路模式中的某个信号输出口改变为中频输出(MID OUT ),面板上的两路分频功率选择一个作为低/中(L/M)频率选择,也就是控制中频输出口的下限频率,另一个只作为中/高(M/H)频率选择,也就是控制中频输出口的上限频率。 接下来介绍一下电子分频器的作用。
实施方案:具体实施方案见下图,全音频信号进入分频器,分频器低通滤波器输出接功放后接超低音音箱,高通滤波器输出接功放后接全频音箱。分频频率先按照超低音音箱的厂家说明书给的推荐频率设置,咱这只超低音音箱就从140Hz分频。
音源设备 调音台 高通分 频 器 低通 功 放 全 频音 箱 超低音 箱
现在再来听听效果,刚才是超低音音箱的声音不好,现在咱们光开超低音音箱试试,你听听,这效果,对味儿了吧。这音箱跟人一样,也会挑食,你给它吃的东西对路了,它干活就带劲了。
咱单听超低音音箱不行,再单独听听全频音箱吧,呦,怎么出来这声啊。这12寸全频音箱下限怎么也能到70Hz,怎么听着一点儿低音不有呢,本来这个音箱是有低音的啊!别急,这问题就出在分频器上。
经过 分频器反Hz以下的频率分给超低音音箱了,那么分给全音频音箱的信号就是140Hz以上的信号了,当然没有低音感觉了。这也不行了,花的是全频音箱的钱,这全频音箱只能 当中高频音箱用,那不吃亏啦啦!不行,咱得改改,这全频音箱下限能到70Hz,咱就把分频器上的分频点改成70Hz,这下全频音箱的低音出来了。那咱们再听听超
低音音箱此时是什么感觉,呦,怎么成风箱啦,有气无力啊!我花大价钱买来的超低音音箱可不能是这么个效果啊,这可怎么办啊?问题又出现了。 问题:经过分频后的信号分被给了超低音音箱和全频音箱,如果分频频率满足超低音音箱的效能发挥,全音频音箱的低频表现力被浪费;如果分频点设置满足全频音箱的低频表现力,则超低音音箱的效能不能完全发挥。 问题背后必然有原因。
原因分析:在这种情况下,因为电子分步在器中的高通和低通滤波器器共同的频率分割点,不能拆开单独使用,所以在满足一方的性能发挥的时候,必然会导致另一方的性能浪费。咱是搞应用的,就得物尽其用,不能浪费宝贵的声能啊,那就得想办法了。 解决思路:咱们是因为全频音箱的低频表现力不足才加上超低音音箱进行补充的,加上分频器是因为超低音音箱不能表现中高频所以才用分频器分割出超低音音箱能表现的频段,全频音箱既然能表现大部分的频段包括一些低频信号,那还得利用上。 解决方法:给全频音箱输入全频信号,而用分频器单独分出超低音音箱能表现的频段给超低音音箱。按照下图马上动手改!
A 高通 音源设备 调音台 分 频 器 B 低通 功 放 全 频音 箱 超低音 箱 目前的系统图如下。
改完了咱们再来听听,哈哈,全频音箱的声音全出来了,一点儿没浪费,超低音音箱的声音也对头了,也一点儿没浪费,这下皆大欢喜了吧。
话说到这儿,从物尽其用了,不过,先另高兴太早,想想还有什么问题。 咱当初为什么要加超低音音箱,不就是因为全频音箱的低频表现力不好嘛。全频音箱对于输
入信号中的含有低频或超低频成分的信号不能还原出来才感觉低音不足的。 现在咱们给全频音箱输入的是全音频信号,这信号里面肯定含有超低频成分,这些超低频成分全频音箱还原不出来,咱们前面说过,音箱是个魈设备,把输入的电信号一部分转换为声能,一大部分转换为热能。那么输入给全频音箱中的超低频信号成分,音箱没法把它们转换为声音了,那把它们转换成什么了?热能!对了,问题又出现了。 问题:按目前的方式给全频音箱中输入的是带有超低频成分的全音频信号,全音频音箱对其中的超低频成分不能正常还原为声音,而是把这种电能绝大部分转换为热能。 有这个问题存在,它有什么危害呢? 危害:音箱中的喇叭单元是由多个部件用胶水黍合在一起的,各种胶水对于温度的耐热性有一定的限制,在喇叭不能正常把输入的电信号还原为声音的同时喇叭会把这部分电能转换为热能,由于音箱箱体的空间有限,散热情况不好,因此,如果长时间大功率给全频音箱输入含有超低频成分的信号,就会导致喇叭中的热能不断聚集,温度不断升高,一旦喇叭身躯的温度超过胶水的耐热限度,脱水就会出现融化的现象,从而导致喇叭单元的结构性损坏,比如音圈散圈,弹簧板(弹波或叫定心支片)脱胶等现象。 其实在实际应用中,经常会出现音箱中喇叭损坏的情况有些是因为喇叭本身的品质问题有些就是由这类不正确使用的问题所导致的。
好了,咱们了解这种情况以后。最好的办法不审把问题扼杀在萌芽状态,别等问题出现了再折腾。 解决思路:由于全频音箱中的低音喇叭不能正常还原走出其还原能力的频段,就需要采用技术手段把这些不能还原的频段加以过滤,只提供全频音箱可以还原的信号给全频音箱。有了思路那就得拿出办法来。
解决方法:一般的分频器都不能有两路,每路都各有一个高通滤,那么我们就把一路上的低通滤波器用来分割超低音成分给超低音音箱,另一路利用高通滤波器滤除全音频音箱不能表现的频段后再把信号提供给全音频音箱。
实施方案:按下图,从前级设备取出的信号做一条Y型并联信号线分别给分频器的两个通道的信号输入口。其中一路从LOW OUT输出信号到功放给超低音,分频频率按超低音音箱的特性确定,比如设置到140Hz。另一路从HIGH OUT输出信号到功放给全频音箱,分频点按全频音箱的实用下限频率设置,比如12寸的全频音箱,这个分频点就设置为70Hz。 目前的系统图见下页方框图。 音源设备 调音台 A 高通 分 频 器 B 低通 功 放 全 频音 箱 超低音 箱 现在我们再来听听吧,单独听全频音箱,该出来的都出来了,不该出来的都没了,过滤掉它所不能表现的频段之后,是不是声音听起来更干净了?再听听超低音音箱,也是一样,该有什么都有了。这下好了,看上去有点完美了。 到目前为止,咱们针对全频音箱音乐表现力不足的情况增加了超低音进行补充,又利用分频器针对超低音音箱和全频音箱的工作频段,按照各自音箱的特性进行了合理的分配。
这样估,有利的一面是让音箱的性能得以全面发挥,效果更加好了,而且把可能造成音箱损坏的隐患也排除掉了,使得系统的安全性也提高了。但是万事都是有利有弊,不利的一面是什么呢?
现在我们只用了一只全频音箱和一只超低音音箱,或者你把它们想象为一级音箱,而这一组音箱就占用了一台分频器的两个信号通道,如果要搞立体声扩音,那么按这种方式,就需要使用2台分频器,成本有所增加。
不过,做什么事都不可能好事都不能让你占全了,或者坏事都让你赶上了,这里面咱们需要 做的是权衡一下年年弊大还是利大。
做双声道扩声,增加了一台分频器的成本,这是弊,但是如果不增加这台分频器呢?第一,音箱的效果不能完全发挥;第二,音箱的安全系数下降。第一点有点抽象,但第二点就是实实在在的问题了。
有些朋友有过烧喇叭的经历,烧一只喇叭维修起来要多少银子?要是烧一只名牌喇叭,那要损失多少银子?而分频器一台才多少钱?从这个角度上进行权衡,我们就会发现增加一台分频器的成本对一个比较大的系统来说,不是什么大不了的事情,分频器也不是什么值钱的东西。但是换回来的利益要远高于这个增加的成本,所以这个成本投入是值得的。
从前面的过程来看,咱们搞应用的,面对手里的设备,要想玩好它们,首先要了解它们的脾气性格,知道它们的能力大小,然后给它们分配合适的工作,让它们的性能得到尽可能的发挥,不要产生内耗。既不让它们闲着浪费能力,也不让它们干力所不能及的活。 玩音响和用人一样,会用人的叫知人善用,会用人的老板会根据每个员工的能力安排合适的工作,让员工快乐地工作着为他赚钱。不会用人的老板,要不管不了员工干私活,要不就给员工安排过多的事情,让员工疲惫不堪,工作都没精神。
咱们玩音响的,要想把音响玩好,就先认认真真了解你手头的产品,好好练练知物善用吧。 说完这些,咱们再来谈点儿技巧。我们知道,超低音音箱往往是用来给听音响的人提供主观感受的,比如丰满度啊、包围感啊、弹性啊之类的。搞音响技术的人,不就是利用自己掌握的技术给客户提供到位的主观感受吗?客户不管你技术如何,人家只要求效果如何或者感觉如何,至于你怎么干,是你的事,记住,客户是只要结果的。 说到超低音的主观感受控制,其实在超低音音箱的频率分配上,也就是上限频率设置上就有文章可做。
超低音音箱的厂家一般会给出可利用的频响范围和推荐分频频率,那个只是告诉你一个大致的参考,你不要超出他规定的范围就是了。在这个范围之内,你可以做一些调整,让你的系统更适合客户的要求。下面来介绍一下超低音上限频率的设置与主观感受的关系和一些应用经验。 分频点设置
80Hz或以下:超低音表现出比较柔和的,具有弥漫性的低音效果,瞬态响应比较慢,力度不强但是气流感比较足,气流主要分布在脚部以上膝部附近,这种设置一般运用在对低音力度要求不强劲的音乐欣赏场合,比如咖啡厅,剧场之类的。100Hz:在这个状态下,超低音表现出来的是近距离上有一定力度、距离远一点则表现柔和的效果,气流位置在腰部附近,有一定的韧性,弹性表现比较好,主观感觉舒适,一般适合用于大部分的场合或者小空间的娱乐场所。
120Hz:这种状态下,低音有一定的力度,有推动感,低音速度感不错,响度也有所提高,气流位置在腰腹部,主观感觉是有一定刺激性舒适感,容易让人兴奋,适合用于大空间的娱乐场所,在小空间使用则有发闷的感觉。
140Hz:这时候的低音力度和硬度都比较强烈,有撞击感,位置在胸腹附近,刺激感强烈,可以用于DISCO或者室外演出。 需要注意的是,分频器上的低频切除开关是用来切除不必要的超低频成分的。一般的超低音音箱也不可能还原40Hz以下的超低频,所以要利用这个低频切除开关进行滤除,可以减小 因为超低音引起的建筑物共振,也会让超低音的效果变得更加干净。