老音響資料庫/蘇桑部落格

　　上一期裡我們把理論的東西談過了,接著便是實作及測試的經過。

　　試作的原型機裡電阻全部採用1%金屬皮膜電阻(若有困難,用2%亦可,R8 R12 R19~R22等可用5%品種)。分頻點高通是800Hz,1.6KHz,3.2KHz,低通是200Hz,400Hz,800Hz依照這些頻率從表一中求得高通中,R2=280K(800Hz),140K(1.6KHz),69.8K(3.2KHz),R1=140K,69.8K,34.8K,C1 C2是用低露店的Mylar電容,從市售實用值的品種中用電容表(本刊讀者服務部供應的DCM-01)去挑選,要選到計算值的±5%誤差內式輕而易舉的,(別忘了上期中一再強調,C1 C2比值的精確應重於數值本身的精確)。3 C4需要高品質低誤差的品種,結果選用了雲母電容,誤差在1%以內。IC使用最普遍的MC-1458(Motorola)及較高性能的TL-072(TI)兩種作比較,並使用IC座便於更換IC。

　　備妥零件後一一插焊,1%電阻的色碼讀取不易,常會搞錯,插焊時宜多注意。PC板上的零件很快便完成,接著是前後面板的開關及輸入出插座的接線,雖然線數多,還好放置再2000系列的小機箱中時,PC板與前後面板的距離都很近,而且處理的訊號都是高電平的,所以即使不用隔離線也無妨,只是接線比較費神罷了。以下是裝置時宜注意的事項

實裝時的要點:

　　對於一個這種單元化的電路又是以IC為有源元件構成的,在焊接時可以不必考慮電路的次序分段去裝,一口氣把它裝完並無不可,要注意的是:

　　(1)決定分頻點的RC位置不要弄錯,順序也不能錯,否則不僅分頻點不對,且阻尼情況也會改變,響應曲線將會扭曲。各組的關係C1=2C2,R2=2R1,C是前者大,接往波段開關時應再檢查其順序。

　　(2)IC的接腳務必要正確,因為IC內部正負電源的接腳是對稱的,若反接的話,IC極易燒毀。若沒有換IC的打算,在選定品種之後不用IC座直接和上較佳,採用IC座時每次插裝IC務必再三檢查其接腳方向是否正確。

　　(3)R19~R21並沒有設計在PC板上,接在背板的蓮花座上更適宜。

　　(4)由於高低分頻點均是三段可變,以及各頻段設有3dB開關,使得從PC板接出的線有四十多條,所以裝置時最好用扁平的彩線,三條或四條相連,用顏色區分左右聲道或高低頻段,這樣不但在裝置時不易出錯,完成後之檢查亦不費時。

　　(5)電源部份宜另外用電源板,兩電路板間在用接線排相接較不易出錯。電源電壓可從±8V直到18V間都可用。本刊讀者服務部供售的雙電源穩壓電路板Pro-1515輸出±15V,是最適用的了。裝好電源板應先測輸出電壓並調至±15V確實無誤後再接至主線路板上。

　　(6)全部檢查無誤後可通電,測IC上電源電壓是否正確,⑧腳上為正,④腳上為負。再測每個輸出端電壓是否為0V(0.5V以內的偏差亦屬正常),至此一切正常的話就可以試機了。(IC接腳如圖七)。

　　以上各點若能遵照去做,裝成是毫無問題的,原機PC板的零件配置如圖八,完成品的接線及外觀請參閱照片。

實測報告

　　原型機完成之後隨即作特性測試,測試時使用訊號產生器為Sound Technology Distortion Measurement System 1701A中的正弦波振盪器,配合Philips PM-3226雙線示波器。實測的結果如圖九、十、十一。圖九是低通及高通的特性曲線,各有三個分頻點共六條曲線,實測的數據顯示,在各分頻點處電壓的響應是-3dB,至兩倍頻時已衰減至12dB,隨後即以-12dB/OCT的斜率直線下降。分頻點及衰退率都非常正確可謂近乎完美的響應曲線。圖十是中頻段的響應,由於本電路的結構,在中頻段是用電壓倒相「合成」的方式取得,而不是用高低通串聯的方式取得,因此在分頻點的兩倍頻(或半頻)以外的頻率響應是以-6dB/OCT的斜率下降,並非如高通低通的-12dB/OCT。儘管如此,三個頻段輸出的綜合響應曲線仍是平直的(如圖十一,從圖四R22左端輸入,綜合輸出端輸出)。這是由於合成的電壓除了考慮各頻段的輸出電壓外還要考慮到相位關係,因為分頻點處的頻率正好有90°的相位差(低通是落後,高通是導前),波幅的衰退率是-12dB,而中頻段是-6dB,基於這些因素,綜合響應仍維持平直,當然這也意味著在分頻點附近的輸入訊號頻率,在重播之後可能有些相位移,但考慮到各頻段功率放大器及喇叭單體的各自相位移及聆聽者位置的種種關係,分頻點處相移的影響也就微不足道了。至於高頻響應實測時以2Vrms輸入,到50KHz才開始失真(MC-1458),以TL-072換入,則高至100KHz時仍未見失真(100KHz以上未測),這是兩者唯一不同之處。

系統變化的擴展:

　　本分音器的電路是極富系統變化的;

(一)四音路的變化:

　　被動分頻器裡由於設計上種種因素過於複雜,很少採用四音路的,但電子分音則較單純,所以做成四音路也毫無困難。通常的四音路是把全頻段分為低、中低、中高、高等四段,而最近也有把原系統再加一個超低頻段變成四路系統的玩法,本電路能很輕易地變成四音路系統。上期裡曾提過,當高通與低通定在同一分頻點時,本機即成為兩路分音器,此時IC3及IC4的附屬電路就可以完全不接(即圖三中虛線圍起來的部份),只要把分頻點定出來(例如做超低頻附加電路時,常以80Hz左右作為分頻點),求出所需的RC值,如圖十二先做成一個二路分音器,決定分頻點的R與C直接接入電路不必再經開關切換。將分頻後的高通部份接至另一組三路分音器的輸入再分作三個頻段即得四音路的分頻。電路PC板的設計是IC1 IC2同一包裝,故只要使用線路板的前半段即可作成二路分音,不必更改銅箔,這是採用二合一而不用四合一IC的理由之一。超低頻的輸出不再經3dB開關,因通常超低頻放大器上都有Gain控制鈕。也可把二路分音的分頻點定在高頻端,低通的輸出再去分頻,完全隨需要而定。

(二)更大的衰退率:

　　從圖九、十的曲線中可看出,三段分頻後各段所佔的部份與鄰頻段尚有交疊的部份,亦即這個部份的頻率可從不同的上下兩頻段播出,而這些頻率雖然合成後仍是平直,但是它到達人耳之前,可能音未聆聽環境、喇叭位置等關係使相位變得更複雜,以致在聽覺上感覺與不分頻時不同,所以有人主張需要更大的衰退率,以使這些交疊的部份減少。本電路的設計是以-12dB/OCT為主,當需要-24dB/OCT的衰退率時,只要把兩級電路相串聯即可。如圖十三所示,前段仍是只用IC1 IC2,但高低分頻點應與後段一致。後段電路的輸入端要稍加修改,把輸入分開成三個,各頻段有各自的輸入端,再把前段的低通和後段的低通相接,中頻段仍是直接輸入R7,如此在整個輸出端所得的就是-24dB/OCT的特性了。此項接法也只需添加半個電路即可,這是採用二合一IC的第二個理由。

　　這兩項用途的擴展都可以不必增加額外的機箱或插座,2000系列小機箱內可容下兩騙完整的三音路(兩聲道在一片上)PC板,所以不管要做四音路或-24dB特性都只需一片半即夠了。為座成四音路時需要多一組輸出插座,這時可把三音路部份的響應先測試完畢,若沒有什麼要變更的,則原先用作綜合響應測試的輸出端可拆掉改作第四音錄的輸出,此時其輸出電壓是不經衰減的。有些玩家可能以手邊擁有的器材去做電子分音時,所選取的最佳分頻點與本機箱所印者不符,這時可利用香蕉水把面板上不要的自洗去,再用轉印紙印上所需的。

聆聽後記:

　　本機完成後,承蒙宜蘭市黃朝松老師的協助,概允以他目前擁有的系統作實際聆聽,特此申謝。試聽時的器材：前級是AGI 511A,後級機群是:高音Pass A40(自裝),中音用McIntosh真空管機,低音用笙隆SD-200(自裝箱),喇叭除三支高音外,中低音單體及外箱都是JBL的頂級產品(中音是號角),原系統裡的電子分音器是LUX Kit的真空管式四音路電子分音器(目前僅作三音路用)。當以本機替換LUX後,仔細聆聽一番,分不出效果有何差異,只有高頻段似乎響亮一些,而中音號角的優點似乎未盡發揮,研判的結果,是分頻點設定之關係。本機分頻點高通部份最高是3.2KHz,而原系統是在4.5KHz以上,而這一段正是人耳較敏感之頻段,所以感覺上很直接的感受音量的變化。

轉載音響技術第58期OCT. 1980 Pro序列●三音路電子分音器製作/莊 仲