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  近來似乎大家都看好3D的效果──消除唱盤的轆聲、充份發揮音響的效果......,使得3D分音器又有流行的趨勢。前面好幾期的音技多多少少都已將其原理、計算討論過了,在這裡我們換一個角度再來談一談3D分音器,討論的對象就是LUX公司出品的套件A803。

  3D的方式,其實只是將現有的音響器材再進一步的擴充,使低頻範圍的放音更能充份的發揮傳真的效果。其著眼點在於一般人對100Hz以下的低音缺少指向性,也就是對100Hz以下的低音不易分辨其方向感,對發自哪一組喇叭沒有分辨的能力,所以將左右聲道的中低音成份混合之後,用一只低音專用大型喇叭來專司低音的播放工作(當然也要準備一個單聲道的功率放大器來驅動該只喇叭),這樣一來就可以得到極為自然的低音放音效果。

  LUXKIT A803是3D專用的Electronic Crossover System,其低通電路和高通電路的截斷頻率和截斷特性均有適切的設定,這一點是一般喜好動手裝機者最感方便之處。A803截斷頻率高低各分11點,截斷特性在低音分三段,高音則有FLAT、-6dB、-12dB三種,此外高低提升量也可以自由設定。為了防止萬一不能絕對的消除唱盤的轆聲,A803再加裝了Subsonic超低音濾波器,徹底去除這種對聲音有害,而且是混調變失真主要來源的超低頻雜音,本機Subsonic濾波器設定頻率是15Hz,已在人耳聆聽範圍之外。因為低音另須用一低音專用擴大機來播放,萬一該擴大機的放大級數與原來專司中高音放音的立體擴大機不同,就會造成低音相位和中高音相反,這個情況出現時可以用低音相位切換開關來修正。此外,相位切換開關也可以造成不同的音感,以配合不同情況下不同的要求之用。A803全機採用DC結構,所以失真很小,頻率特性也符合水準以上的要求。

A803規格

  輸入阻抗: 100KΩ

  最大容許輸入: 6V

  額定輸出: 1V

  最大輸出: 6V(此時失真尚在0.1%以下)

  輸出阻抗: 220Ω

  截斷特性: HIGH→FLAT、6dB/OCT、12dB/OCT

        LOW→6dB/OCT、12dB/OCT、18dB/OCT

  總諧波失真: HIGH→0.005%以上

  (額定輸出時)LOW→0.005%以下

  訊號雜音比: HIGH→105dB以上(輸入端短路)

  (額定輸出時)LOW→100dB以上(輸入端短路,IHF-A加權)0dB

  殘留雜音: HIGH→25uV以下

        LOW→25uV以下(0dB)

  分離度: HIGH→70dB以上(10KHz)

  交越頻率: HIGH PASS→50、60、70、80、90、100、120、150、200、250、300Hz

        LOW PASS→20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150Hz

  附屬裝置: LOW─CH相位選擇開關

        LOW─CH輸出控制(最大+20dB)

        SUBSONIC濾波器(15Hz)

  看了以上的規格之後,相信無論是在搭配使用上或者是A803本身的性能上都已經屬於非常理想的程度,操作上的各種困擾也可以減到最低的程度。值得一提的是LUXKIT系列產品的性能都很保守,不會有誇張的數據出現。

  如果有意做一部來享受一下3D的樂趣,一種方法是自行繪製PC板,一種則是買一部現成的A803完全套件來製作,雖然本文後面也附有1:1的PC板,但僅是供參考之用。因為它要焊上兩個四刀十一段的開關,PC板稍有誤差,這個開關就焊不上去了。除非你先有開關,再依開關下方的孔距來定位,否則就不易做得美觀。電路圖的可靠性為100%,絕沒有「留一手」的壞毛病。

  如果要用現成的零件包來製作則方便一點,因為A803套件的零件都是依工程進度分類包裝的,依不同的進度來依序打開焊上即可,每一零件都經過檢查,同時因為是用選料機分配包裝,出錯的機會微乎其微。外觀開模非常精確,稍微對正輕壓之後就可以密合。只可惜每一部LUXKIT都要打上50%的「成品」進口稅,價格上會比各別零件總價稍高。零件包中的說明書從材料清單及相片開使敘述,它將製作者當成是一個完全外行的人,連電阻都標上顏色註記,以防他人裝錯。每一條配線的長度(說明書中繪有公分尺),以及它的走向也交代分明。零件包中也自然包含了各種導線、螺絲、焊錫、強力膠、熱縮套管、紮線帶......等等,使製作者不要再去採購任一零件,外殼及變壓器也都另外整理好備用。如果以節省找零件的時間這一觀點而言,多付出的鈔票已有相對的回收代價。

電路結構

  A803主要的結構是由性能相當好的OP Amp.所構成,它的編號是JRC 4558D,結構很像1458,但兩者性能不同,雜音指數亦不同。4558D有許多種,我覺得JRC的最好,甚至比TL082還高一等。

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  各個OP Amp.組成了DC結構的電子分音系統,請先看圖一中的全機方塊圖及圖二的濾波器電路圖。

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  各OP Amp.均裝成了非反相型的電壓緩衝器,這種電路電壓增益為1(放大率為0dB),輸出與輸入同相,輸出阻抗比電晶體式的射極隨耦器來得更低,以濾波器而言是最理想的結構。

  輸入的信號各自經過緩衝器(BUFFER)以取得阻抗的適度搭配(兩聲道緩衝器各自獨立),再分別進入獨立的高通濾波器而到達L聲道與R聲道的輸出端。另外,在L、R緩衝器之後取出兩聲道的合成低頻信號送入一個可以調整增益的放大器,這個放大器分別有三種放大能力(0dB、+10dB、+20dB),而用另一可變電阻來做衰減。低頻信號再進入相位選擇電路以決定低頻輸出相位與中高音同相或反相,自此而出的信號再經低通濾波器電路,這個低通濾波器電路實際上是由兩個電路所構成的(一是-6dB/OCT,一是-12dB/OCT)。視需要來控制SLOPE程度是-6dB/OCT、-12dB/OCT或兩者串起來變成-18dB/OCT。最後,信號再進入SUBSONIC濾波器,而後再到達低頻輸出端。

濾波器電路

  濾波器基本電路如圖二(A、B)所示,高通濾波器電路是用RC零件組成的負回輸型OP放大器電路,切除頻率由RC數值來決定,A803將R值加以變化使從50Hz~300Hz之間分成11點來選擇。SLOPE(遮斷)特性則分成三個位置: "FLAT"時不經過濾波器直接跳過,此外,還有-6dB/OCT及-12dB/OCT兩種裝置。

  低通濾波器結構稍為複雜一點,它分別由一個NF型-6dB/OCT的濾波器所構成,SLOPE(遮斷)特性分成3段來切換,在-12dB及-6dB時分別經過上述兩個濾波器即成。但放在-18dB位置時,就利用開關將這兩個濾波器串聯起來使用,而得-6dB+(-12dB)=-18dB的效果。

  切除頻率與高通濾波器的方法相似,只改變RC零件中的R數值,便可自20Hz到150Hz之間分成11點來選擇。

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增益調整放大器及相位切換放大器

  增益調整放大器是利用一非反相型NFB放大器的負回授電阻數值變換來達成增益變化,增益分別是0dB、+10dB、+20dB三個階段,在這一級之後再用一個可變電阻當作是音量控制器,對前面三種增益進行衰減,所以本級增益最大只有+20dB,最小則可至-,在這個中間均可以作連續性的增益調整。其次相位切換放大器,是以一個開關來決定信號從反相輸入或非反相輸入端進入OP Amp.來決定輸出相位的變化,如果將信號自反相輸入端進入,則輸入與輸出之間有180°的變化。而信號自非反相輸入端進入時,輸出與輸入信號之間沒有相位的變化。這個開關很重要,特別是新增的低音擴大機結構與原有的中高音立體擴大機不同時特別能分辨其效果,它還有另外一種重要效果(見後文)。

3D的基本調整

  本節雖然是以A803為主要的對象,但其它3D式分音器也可以引用這裡相同的觀念,必然可以收到觸類旁通的效果。

  要想有效的活用3D系統,調整的方法非常重要。調整的時候同時也要播放調頻音樂或唱片,最好是選擇富於低音成分的那一種。首先,頻率選擇開關(包含了HIGH PASS端與LOW PASS端)放在100Hz的位置,SLOPE開關(HIGH、PASS端均同)則放在12dB,低音輸出相位選擇開關則先放在反轉(REVERSE)位置。此時,就可以開始放音了,放音的時候先將中高音和低音的音量調得相同大小,低音可以用本機的低音輸出開關來調整。特別注意的一點就是本機設計上在轉動時會出現CLICK的轉動聲音,所以在作這種大幅度(每次+10dB)的調整時,一定要先將VR關小(即輸出LEVEL控制)才進行,否則就會有令人不快的雜音出現。

  如果調好之時,感覺中高音與低音之間連貫得不很順暢,或者有失真的傾向時就要改變CROSS OVER頻率或SLOPE程度,音量強度也要重新設定調整。但是在變更SLOPE程度時,最好也轉換一下低音輸出相位選擇開關(NORMAL和REVERSE)分別比較試聽,取出效果較佳的位置。

CROSS OVER 頻率的調整

  調整CROSS OVER頻率一定要考慮與喇叭之間搭配的最佳條件,3D方式的放音不必和電子三音路分音器一樣,一定得將HIGH PASS頻率定得和LOW PASS相同,這是因為在唱片製造過程中,低音振幅極大,在錄音時加以壓縮。同時人耳對低頻範圍的聽覺反應較差,所以在放音時就有增強補償的必要。但是如果不改變CROSS OVER頻率而增強低音的話,CROSS OVER頻率附近的響應曲線就會產生突出的現象,這個時候就必須將LOW PASS這一邊的頻率稍加移動。雖然每一次調整會因喇叭的不同而無法固定於某一特定頻率上,但是稍低於HIGH PASS的設定頻率時,就可以得到較佳的效果。

SLOPE 開關的調整

  HIGH PASS濾波器的SLOPE(截斷)位置主要要從高音聲道所用的喇叭系統的低頻響應來決定,如果高音聲道所用的喇叭系統低頻響應沒有起伏的現象,並且和低音聲道所用的喇叭連貫平順時,則SLOPE開關放在FLAT位置或6dB位置即可。如果高音聲道的喇叭低頻響應會出現峯或谷的響應,就會使音質劣化,此時可改設定在12dB位置以切除不必要的低頻響應部份。

  LOW PASS濾波器的SLOPE位置放在6dB時,多半要配合較低的LOW PASS頻率。這時低音聲道所用的喇叭,其高頻響應,就不能出現峯或谷的響應,同時也要有平滑的衰減特性,音質也要能相當好。除此以外,為了要求能有自然而連貫的放音效果,就必須放在12dB甚至18dB的位置。

  一般來說,3D方式的放音其CROSS OVER頻率常設定在100Hz前後的頻率,這是因為100Hz以下的頻率較無指向性(方向感)之故,如果3D輸出(即低音聲道)也參雜了中低音播放,就必然會損及音響效果的立體音像,也就是會破壞了定位感,所以CROSS OVER頻率不能胡亂設定。

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LEVEL 的調整

  3D方式的放音和多音路方式一樣,各聲道均有獨立的擴大機與喇叭,但是由於喇叭的效率(產生的音壓)不同,而擴大機的靈敏度也有所差異,所以放音時音量強度也會有所差異,故LEVEL(BALANCE)的調整是不可或缺的。本機所使用的是強度差很大,但是變化甚均勻的LEVEL調整方式,配合三段開關(0dB、+10dB、+20dB)和連續可變的電位器可以隨心所欲的定出所要的強度來。

  這個LEVEL的調整是要以高音聲道的強度為基準,來定出理想的強度,但是一旦改變了頻率選擇開關或SLOPE位置時就會使各聲道音量失去平衡,必須反覆的再做音量調整,所以這個LEVEL開關(電位器)也叫平衡(BALANCE)開關。

相位選擇切換

  A803機身後部有一個低音聲道相位選擇開關,當它放在NORMAL位置時,低音聲道輸出的相位與高音聲道的相位同相,如這個開關放在REVERSE位置時就會恰好相反,相位的設定也要放在適切的位置才能充分發揮低音的效果,請配合各SLOPE位置來決定理想的位置。

  通常當HIGH PASS這邊的SLOPE開關放在FLAT和6dB位置,而LOW PASS這邊的SLOPE開關放在12dB時,這個相位開關可以放在REVERSE位置。而如HIGH PASS這邊的SLOPE開關在12dB位置時,不論LOW PASS這邊的SLOPE開關設定在任何一個位置,相位開關都放在REVERSE位置。不過這都是基本的一種運用,最終的目標仍在於得到自然而柔順的放音效果。

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  本機的討論中強調了製作3D分音器的幾個要求:首先是CROSS OVER頻率的選擇、喇叭性能的搭配、低音聲道相位的決定。相信各位以此為基本考慮對3D系統的構成必然會有更進一層的體認。圖三是LUX公司模擬的3D系統圖型,所用的機器和喇叭大多以成為LUXKIT系列的產品。如果想體會一下3D的魔力何在,不要猶豫,現在就開始動手!

 

轉載音響技術第91期 JUL. 1983 功能完整、性能突出 LUX A-803 3D電子分音器/林英風

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    電子分音器 LUX LUX A-803

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