音箱耳機入門 分頻器[2017增補版] [夏昆岡]

• 原文撰寫於2011年，隨著新的數字分頻技術逐漸普及，特對此文進行增補。

如果音箱同時使用到高音和低音揚聲器，那麼分頻器就是必不可少的，非常重要。但對於基於全頻帶揚聲器的音箱來說，則不是必須的。不管是高音揚聲器還是低音揚聲器，其頻響曲線都不會是平坦的，讓它們一起協調工作，並不是簡單對接就可以的。

兩分頻音箱中高音、低音揚聲器的頻響曲線組合示意

高音、低音揚聲器都會在兩頭衰減，低音的頻響上限衰減點可能與高音下限衰減點可能重合或者交錯，造成有較大的頻率段重合，無法組合成一條平直的頻響曲線。此時，必須藉助其他組件來幫助揚聲器完成組合實現更好的效果。這個組件的名稱就是分頻器。

分頻器的工作原理比較簡單，它將原始的信號進行處理，分割成若干頻段，頻段的數量視設計需求，雙分頻設計就分割為兩段，三分頻就是分割為三段，專業點的稱呼就是「兩路」、「三路」。簡而言之，分頻器的作用就是「切」出一段最適合對應揚聲器播放的頻段並分配給該揚聲器，以實現多揚聲器的協同工作和優化組合。

分頻器的工作原理可以有多種實現方法，因此分頻器有多種形態多種類型的設計。常見的主要有功率分頻器、電子分頻器和數字分頻器三大類。

功率分頻器

分頻器

Creative 創新 GigaWorks T20II 微型音箱-分頻器

Edifier 漫步者 E20 音箱-分頻器

這類分頻器在信號流程中，位於功率放大器之後，所以被稱為功率分頻器。它主要使用的元件為電感和電容，因此又稱為感容分頻器。電感和電容均有濾波作用，分別實現低通、高通，實現頻率分割的最終目的。

功率分頻器最簡單的形態為電容分頻，即在高音單元後串聯一枚電容，實現分頻。這種分頻裝置簡單，難以實現精確分頻。而稍微複雜的設計，則是在每一路中均使用電容與電感來實現更精確的頻率分割。設計可以是靈活的，也有一路採用感容濾波，一路使用電容濾波。

分頻器在分割頻率時，並無法實現「一刀切」的效果，分割後的頻段也存在衰減特性，衰減曲線的斜率一般用dB表示，例如6、12、24dB。斜率大小一般與濾波次數有關。通常情況下，高檔音箱的設計，更傾向於使用高斜率的分頻器設計。

功率分頻器安裝簡單，可以用於所有類型的音箱，包括無源和有源的。但它也存在缺點，它本身消耗功率。它的調音也缺乏直觀的手段，因此調整並不方便，調音師需要足夠豐富的經驗與技術才能實現優秀的分頻效果。

功率分頻器需要消耗不少銅材，隨著全球銅價上揚，分頻器本身的物料成本也在大幅攀升，於是讓另一類分頻器技術——電子分頻開始進入到普通消費者的視野。

電子分頻器

電子分頻器這個稱呼其實不準確，因為所有分頻器都是基於電子元器件的。所謂電子分頻，指的是模擬信號分頻，它在流程中位於信號輸入到功放之間的位置。它將音源輸入的信號進行頻率分割，然後傳到功放系統。假設雙分頻的音箱，使用電子分頻，雙聲道信號將被分成四路，因此後端的功放需要四聲道才能完成完整的輸出。電子分頻一般被集成到功放電路板中，因此電子分頻器很少有獨立的形態展現，它的電路也沒有很特別的特徵，主要也是由運放、電容電阻等常見元件組成。

電子分頻在技術上存在一些優勢，它沒有明顯的功率損耗，調音手段更加直觀。在銅材暴漲的時代背景中，電子分頻還具有低成本的優勢。但電子分頻器通常與功放系統集成，這也導致了可玩性變差。

數字分頻器

EDIFIER 漫步者 R1600TIII 有源音箱

2013年，漫步者發布了R1600TIII，這款產品現在看起來頗具里程碑式的意義。它採用了全新的技術平台，即基於帶DSP功能的數字放大器實現了數字分頻。

它的輸入流程是這樣：模擬輸入->模擬數字轉換->DSP分頻處理->輸出到四路功率放大器。

這個流程有個ADC過程，實際上是有損的，好處在DSP分頻環節，DSP可以通過設置和代碼來調整分頻點，它能更加方便的控制分頻點，曲線的平滑度以及分割頻率的斜率。也非常有利於降低音箱的綜合成本。

數字分頻技術的易控特性，使得揚聲器的性能能夠得到更大程度的發揮。基於這個技術平台，漫步者發布了R1600TIII、R1900TV、R2000DB、E225、S1000、S2000V、S2000、A200等一系列產品。它們相對於對應的前代產品都獲得了非常顯著的進步，而價格還能控制在相對低廉的價位。物美價廉，很大程度是數字分頻技術的功勞。

但這種數字分頻器並不是最好的方案。

數字分頻器

想像中的數字分頻器應用

在2009年，我們就寫過一篇如何利用多聲道音效卡和foobar2000數字分頻器插件進行數字分頻的文章，這種方案似乎更加優秀。

EDIFIER 漫步者 S880有源音箱

前不久漫步者發布了S880，它比起S1000除了更小之外，還採用了更新的技術平台。

EDIFIER 漫步者 S880有源音箱-拆解-XMOS U11690C20晶元

S880自帶了USB音效卡功能，使用了一顆XMOS晶元來實現USB Audio功能，看起來並沒什麼稀奇的，但秘密正在這顆晶元里。它自帶了更為強勁的DSP處理器。S880的數字分頻不再是通過功放晶元完成，而是XMOS完成。

如果使用USB輸入，S880的信號流程是：USB 輸入->XMOS DSP分頻->輸出到四路功率放大器。

這個流程變得簡單，它和我們暢想的多聲道音效卡分頻方案很接近，只不過分頻是DSP實現。它的流程變得非常簡潔，沒有模數轉換，也沒有額外的數數轉換。而且DSP性能更強，可以實現更精確的控制。

分頻器的優劣

分頻器的優劣之爭，是很多讀者關心的，誰的動態更好，誰的頻響更平直等等。這與某些廠商的刻意引導有關，以顯示自家的分頻技術如何優秀。但實際上，這沒有意義。

分頻器的價值不在於用的什麼技術，而是在與揚聲器的配合度，分頻器離開揚聲器就變得毫無價值，它是針對性開發的組件，針對特定的揚聲器和揚聲器組合而特定開發，它不具有通用性，用戶不能拆下A音箱的分頻器放到B音箱里使用，因此單純討論分頻器的優劣是毫無意義的事情。真正應該關心的，是分頻後的效果。

對於廠商而言，不同的分頻器是存在成本差異的。成本包括物料成本和時間成本，物料成本很容易理解，時間成本指的是調試。分頻器優劣與物料無關，與調試結果有關。對於廠商而言，數字分頻器可以降低調試成本改善調試結果，這也是數字分頻器能夠讓有源音箱音質大幅進步的邏輯所在。

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