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2010-12-02 21:46:27

现代低频扬声器的线性度和高使用功率能力使得它易于从电路上扩展低音响应,该扩展对诸如密闭音箱的二级系统是特别有用的。密闭音箱中的锥偏移受限于音箱尺度。

 

尽管这种类型的电路很多,但今天最为流行的是谓之为林奎茨补偿电路(参考图1),该电路适用于Q > 0.5的复极系统。林奎茨补偿电路通过加零补偿最初极来抑制最初响应,然后建立了一个如设计者所描述的新高通响应。和以往的电路一样,新电路可提供二级响应。

 

图1描述了单通道的基本电路(立体声需要双通道)。

 

 

图1
图1:该“林奎茨转换电路”可抑制低音电路的最初响应,而且所替换的新复极可提高低音响应。

 

林奎茨电路须由低阻抗源驱动,因此在林奎茨电路的前端须放置一个缓冲级。因为图1的电路要转化信号,所以缓冲器必须是转换类型的,这样才能保持原始信号的相位不变。

 

如下是林奎茨先生所建议的设计步骤:

 

首先,确定fo、Qo、fp、和Qp的值:Fo和Qo的值由最初的非补偿系统的频率响应决定的。Fo是-3 dB的频率,Qo是系统的Q值。图2可有助于确定Qo的值。

 

 

图2
图2:图1中的振幅响应随着所示的系统Q值而变。

 

Fo和Qo为现有的极确定了正确的补偿,且Fo和Qo的值是由现有的密封音箱设计所决定的。Fp和Qp是确定转换系统规范的参数。作为找到Fp和Qp 正确值的依据,图2表明了不同Qo值的响应。

其次,计算常数“K”,K必须是正数,这样才能确保来实现用方程式来建模该电路拓扑:

 

 

式1

 

选取C2。开始最好选470 nF,这个容值可达到实现具有低噪声的低阻抗水平。

 

计算R1:

 

 

式2

 

计算R2:

 

 

式3

 

计算C1:

 

 

式4

 

计算C3:

 

 

式5

 

计算R3:

 

 

式6

 

如果所计算的电阻的值太大(例如超过了100 kΩ),则须增加电容C2的值,然后重新计算其它器件的值。

频率比值f0/fc可为电流设置直流增益和低频推进。建议低频推进的幅度不要超过20 dB,因为功率的增加和该级别上的锥偏移会非常高。(另一方面,对大多的音乐来说,低于40 Hz信号能量水平是相当低的。)

 

由于图1中所选择的运放必须适合整个音频带,因此该运放须具有低噪、高转换速率和低失真的特性。例如MAX4478和MAX4495运放适合于低压、单供电设计。对于更高的供电电压,可考虑两个MAX412(为每个通道提供缓冲须使用两个)。或者,使用如MAX4478或MAX4495的单个四重运放。

 

电路例子为了证明该步骤,我们补偿了一个现有的密封音箱,它可以将现有的fo = 80 Hz和Qo = 1.2转换到fp = 30 Hz和Qp = 0.707(巴特沃滋响应)。浏览上述的计算可以得到下列器件值,全面的达到最近的标准值:R1 = 10 kΩ、R2 = 15 kΩ、R3 = 75 kΩ、C1 = 0.82 μF、和C3 = 0.12 μF。

 

图3表明了最初响应、补偿电路响应和所需要的两者组合,组合电路和完美的匹配目标。

 

 


图3:这些曲线演示了补偿电路是如何提高现有系统性能的。

 

图4表明了时间延迟之前和延迟之后的补偿。尽管补偿系统中的峰值延迟比较高,但是那些对音乐重要的频率的延迟却得到了改善。

 

 


图4:对大多数的音乐来说,补偿系统还提供了更有利的延迟时间。

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