1 引言 

    揚聲器系統(tǒng)的分頻器分為前級分頻和功率分頻2類。前級分頻是前級電

路中由電子元件產生的分頻，再由各自的功放分別驅動高﹑中﹑低音揚聲器系統(tǒng)，如圖（1a）所示，屬于小信號有源分頻。而功率分頻則是由電感、電容、電阻元件構成的位于功放與揚聲器之間的無源分頻電路，如圖（1b）所示。 

    采用功率分頻的揚聲器系統(tǒng)結構簡單、成本低，而且又能獲得很高的放音質量，因而在現(xiàn)代高保真放音系統(tǒng)中應用最為普遍。其性能的好壞與揚聲器的各項指標以及分頻電路、電感元件的性能、精度有密不可分的關系，精確計算電感參數(shù)便是成功的關鍵。 

2 對分頻器電路、元件的要求 

（1）電路中電感元件直流電阻、電感值誤差越小越好。而且為使頻響曲線平坦最好使用空心電感。 

（2）電路中電容元件損耗盡可能小。最好使用音頻專用金屬化聚丙烯電容。 

（3）使各揚聲器單元分配到較平坦的信號功率，且起到保護高頻揚聲器的作用。 

（4）各頻道分頻組合傳輸功率特性應滿足圖2所示特性曲線的要求（P0為最大值，P1為對應分頻點f1、f2的值）。分頻點處的功率與功率最大值之間幅度應滿足P1（=0.3～0.5）P0的范圍。 

3 分頻電感電容參數(shù)值的計算 

    下面以三分頻分頻器為例說明其參數(shù)的計算，如圖3所示。 

（1）計算分頻電感L1，L2，L3，L4和分頻電容C1，C2，C3，C4。 

    為了得到理想的頻譜特性曲線，理論計算時可?。篊1=C4，C3=C2，L1=L3，L4=L2，分頻點頻率為f1，（f2見圖2），則分頻點ω1=2πf0，ω2=2πf2。并設想高、中、低揚聲器阻抗均相同為RL。每倍頻程衰減12 dB。 

（2）實驗修正C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值 

    為精確起見，可用實驗方法稍微調整C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的值，以滿足設計曲線﹙見圖2﹚的要求。即通過實驗描繪頻響曲線，從而得到C1，C2，C3，C4，L1，L2，L3，L4的最佳值。如果沒有實驗條件，這一步也可不做。求出電容電感的值后就可計算電感值了。

4 最佳結構電感的作用  

4.1最佳結構電感的提出  

    空心分頻電感（簡稱電感）的基本參數(shù)是電感量和直流電阻。一般來說，電感量不準會導致分頻點偏離設計要求并可能影響揚聲器系統(tǒng)的頻響，大家都比較重視。然而其直流電阻不宜過大，否則會對音質產生影響。通常人們對此電阻在電路中的影響及其定量要求不甚了解，因此未引起足夠重視，對此特作以下簡要分析。  

    以圖3的分頻網絡為例，由于低音單元的分頻電感L2與負載R（L低音單元額定阻抗）相串聯(lián)，因此若L2的阻抗過大，功放輸出功率在其上的損耗將增大。同時，功放內阻對低音單元的阻尼作用也將大大減弱。前者影響功放的有效輸出功率，后者對音質的影響卻無可挽回。由于分頻網絡中L2的電感量最大，且隨分頻點的降低而增大，所以L2的直流電阻的影響相當突出。  

    至于高音單元的分頻電感L1，因它未與負載串聯(lián)，就不存在L2那樣的功耗和阻尼問題。但是仍希望其阻抗盡可能小些。因為它與負載并聯(lián)，起著旁路來自C1的殘余低音頻成分的作用。若阻值過大，就會影響高音分頻網絡對低音頻的衰減陡度。  

    綜上所述，電感直流電阻的數(shù)值在理論上是越小越好，實際應用中對電感直流電阻數(shù)值的要求，應從減小它對電路的影響方面去考慮。具體說又分2種情形，對與負載串聯(lián)的電感（如L2），應從允許的功率損耗和有足夠的阻尼兩方面去考慮；對與負載并聯(lián)的電感（如L1），則主要從具有足夠的旁路作用去考慮。  

    對L2電阻影響功率損耗和L1電阻影響旁路作用的處理原則相同，即應使L1和L2的阻抗R遠小于揚聲器的額定阻抗R（L即R

    綜上所述，可得出這樣的結論：對與負載串聯(lián)的電感，一般按阻尼要求R≤RL/20確定其電阻值。例如，對8Ω負載，L2的電阻不應高于0.4Ω；對4Ω負載則不應高于0.2Ω。對與負載并聯(lián)的電感按R≤RL/10確定其阻抗值。例如對8Ω負載，L1的電阻不應高于0.8Ω；對4Ω負載，則不應高于0.4Ω。按這樣的要求可能許多著名的揚聲器系統(tǒng)都達不到指標。  

    對同一電感量，其繞組結構可任意多。因此空心電感線圈必然存在一個最佳結構尺寸，它應使電感量L對其電阻R之比L/R達到最大值。即可找出一套合理繞制空心電感線圈的經驗計算公式，與其它方法得出的結構尺寸相比，相同的電感值具有最小的阻抗值。  

    其實電感結構是否最佳很容易從其外形判別。如果繞組截面大致呈正方形，且繞組內徑為繞組寬度（即繞組高度）的4倍，那么基本上屬于最佳結構。  

    結構最佳的電感線圈應該用料省、體積小，并可使電感量和電阻同時滿足預先給定的數(shù)值。  

    由于對每一電感值和電阻值均有一個最佳結構尺寸，因此應舍棄傳統(tǒng)的計算方法求取、制作電感。因為傳統(tǒng)方法不經測試修正難以滿足最佳要求。  

    下面介紹改用經驗公式的計算方法，此方法能滿足最佳要求。而且它對一些特殊結構尺寸的電感計算精確度也很高。  

4.2最佳結構電感的計算  

    設所需電感量為L（μH），其阻抗值為R（Ω），先求出繞組的結構參數(shù)  

    參數(shù)b是繞組的高度（寬度），決定了繞組的內徑和外徑。所以求得b后即可按圖4制作繞組骨架，其中骨架外徑適當加大10%左右，然后求取  

    根據(jù)銅芯直徑d從線規(guī)表中選取對應的標稱直徑，由導線總重量可選購足夠用量的高強度漆包線。  

    采用該計算方法繞制的電感經與實驗對比，誤差一般小于5%，繞制后是否測量已無關緊要了，基本上能滿足直接應用的要求。  

    由于以上繞制方法中，實際使用導線銅芯直徑D總是選得比計算直徑d大一些，從而造成繞制后的電感量總比計算值低些，顯然，加長繞制導線長度，即多繞幾匝就可使實際電感量更接近計算值。實際繞制導線的總長度可由  

k=0.4[(D/d)-i] （6）  

I（=i+k）i （7）  

求出。其中k為實際導線的加長系數(shù)，I為實際繞制導線總長度，把長度I全部繞入骨架即可。D為實際導線直徑。  

    如計算1 mH、電阻值為0.8Ω的空心電感線圈的最佳結構尺寸及繞制參數(shù)。將數(shù)值代入式（1）～式（5）得