分音器計算器

依喇叭分音頻率,計算一階被動高通與低通元件數值。

喇叭分音器元件計算
輸入分音頻率與喇叭標稱阻抗,估算電容及電感值。

關於被動式喇叭分音器

喇叭分音器將音訊訊號分開,讓各單體接收適合重播的頻段。簡單的二音路被動網路中,串聯電容為高音單體形成一階高通路徑,串聯電感則為低音單體形成一階低通路徑。在選定分音頻率處,各理想支路的電抗大小等於喇叭標稱阻抗,產生常見的每倍頻程六分貝電氣衰減斜率。 電容公式是一除以二乘圓周率、頻率與阻抗的乘積,計算器會將法拉轉為微法拉。電感公式為阻抗除以二乘圓周率與頻率的乘積,再將亨利轉為毫亨。頻率以赫茲輸入,阻抗以歐姆輸入。提高分音頻率會讓所需電容及電感值都減小;提高阻抗會減小電容值,卻增加電感值。 這些計算描述純電阻負載下的理想一階濾波器。實際喇叭的阻抗不會在各頻率都維持固定值。音圈電感、箱體負載、共振及單體的機械與電氣行為都會改變阻抗與聲學輸出。單體本身的響應、實體位置偏移、極性和聆聽軸向的相位也會影響合成響應。因此,數學上正確的一組元件,未必能在未經量測與調整時得到平坦的聲學分音響應。 請選擇接近計算目標的標準元件值,並使用電壓、電流、電阻及功率規格適當的零件。訊號路徑常採薄膜電容;分音電感的串聯電阻則須夠低,以符合設計。不要將分音頻率設在單體安全工作頻帶之外。高音單體尤其可能需要更陡的濾波斜率或更高的分音點,以限制振幅與發熱。請將結果用於初步設計,再透過阻抗資料、頻率響應量測、模擬及試聽驗證網路。更進階的二階、三階、四階設計需要額外元件及不同係數,不能直接從本一階計算器推導其數值。

分音器範例

以下為尚未依市售元件值取整的一階理想計算結果。

輸入值元件數值常見用途
2,000 Hz,8 ΩC = 9.9472 µF; L = 0.6366 mH八歐姆二音路喇叭常用的設計起點。
3,000 Hz,4 ΩC = 13.2629 µF; L = 0.2122 mH較低阻抗的系統需要較大的電容。
500 Hz,8 ΩC = 39.7887 µF; L = 2.5465 mH分音頻率越低,所需元件值越大。

如何計算一階分音器數值

  1. 在兩個單體安全工作頻段的重疊區選擇分音頻率。
  2. 輸入喇叭標稱阻抗,單位為歐姆。
  3. 選擇「計算元件數值」,取得理想電容及電感值。
  4. 選用接近結果的實際元件,並以量測確認聲學響應。

常見問題

哪個元件要接高音單體?

將計算出的電容與高音單體串聯,形成一階高通支路。頻率降低時,電容阻抗提高,會阻擋更多低頻能量。

哪個元件要接低音單體?

將計算出的電感與低音單體串聯,形成一階低通支路。電抗隨頻率上升而增加,降低高頻電流。

為什麼量測的分音點可能不同?

喇叭阻抗與聲學響應會隨頻率變化,並非理想電阻。單體相位、音壓位準、箱體及擺位也會改變聲學分音效果。

這些數值可以用於二階分音器嗎?

不行,高階設計採不同係數,且每支路需要多個電抗元件。請使用所選 Butterworth、Linkwitz-Riley 或其他響應形式的專用公式或軟體。

應該用標稱阻抗還是量測阻抗?

標稱阻抗方便初步估算。目標分音頻率附近的量測阻抗,對實際設計更有參考價值。