用LspCAD设计分频器.doc

LspCAD 设计分频器辅助设计 在音频系统设计中，分频器的设计是非常重要的一步，直接影响音频系统的音质和性能。LspCAD 是一种专业的音频设计软件，能够帮助设计师快速设计和优化音频系统。下面，我们将详细介绍如何使用 LspCAD 设计分频器辅助设计。 我们需要测量低音单元和高音单元的频率响应曲线和阻抗曲线。这些数据可以使用 LspCAD 自带的 JustLMS 软件进行测量。在测量时，需要注意以下几点： 1. 话筒应放在高低音单元的正中（或按实际听音位置确定话筒高度）； 2. 测试距离 60-100cm； 3. 高低音单元采用相同的补偿距离（Offset）。 测量完成后，将数据“导出”为 txt 文件供 LspCAD 使用。测量结果将用于设计分频器。 在设计分频器时，我们将使用 2 路高级无源滤波器。新建一个 2 路高级无源滤波器，选并联结构。在主菜单上选“扬声器-网络 1”，对应的是低音单元的数据。在弹出的窗口中输入 Re、Le 和有效振动半径（用于计算指向性等指标，不输入也可）。然后选择 SPL 数据文件和阻抗数据文件（就是用 JustLMS 测试后导出的频率响应文件和阻抗文件）。 同样地，我们也需要输入高音单元的相关数据。在主菜单上选“扬声器网络 2”，输入高音单元的数据。 接下来，我们需要设计分频网络。在主菜单上选“分频网络-网络 1”，对应的是低音单元的低通滤波线路。在弹出的窗口中点击“示意图”按钮（或从主菜单上选择“窗口”-“图表/纵览”），可以看到“图表/纵览”窗口中显示出了分频电路结构。 在这个电路中，我们可以添加若干组和扬声器单元串联或并联的元件（串联还是并联可以选择，缺省是按串联-并联-串联-并联…的顺序排列），每组元件可以是单一的 R、L 或 C，也可以是 R、L、C 的串并联组合。双击“电路 01”等，在弹出式菜单中选择所需的元件。比如低通滤波器，第一组元件一般是串联的电感，就选择“4，R1+L”（R1 为电感的直流电阻），于是“电路 01”项下就出现了 R1011、L1011 两个元件，元件的数值可以通过双击修改。把所有需要的元件都逐一加上去，可以在网络中空出一些节点，以备增加元件。 同样地，我们也需要设计高音单元的高通滤波线路。在主菜单上选“分频网络-网络 2”，对应的是高音单元的高通滤波线路。 设计好分频网络后，我们可以按“网络 1”或“网路 2”窗口中的“总频率响应”按钮（或从主菜单上选择“窗口”-“合成频率响应”），看看分频后的合成效果。同样可以按“网络 1”或“网路 2”窗口中的“阻抗”按钮（或从主菜单上选择“窗口”-“输入阻抗”），看看合成后的阻抗曲线。 在“网络 1”或“网路 2”窗口中还有几个比较有用的勾选项。“分离”是把相应的网络分离出去，可用于查看单一网络（高音或低音）的效果；“无元件”是取消相应网络中分频元件的作用，用于查看单元的固有频率响应或阻抗；“极性反转”是把对应网络的相位移动 180 度，相当于将单元反接。 在设计分频器时，我们还可以使用理论公式来进行模拟。使用 LspCAD 软件进行模拟时，可以从理论分频公式开始。双击低通滤波网络中的“电路 01”，在弹出窗口中选择“HP/LP 滤波器向导”。在新打开的“高级网络向导”中，输入“低通部件”的滤波阶数、分频点和额定负载。以滤波阶数=2、分频点=2500Hz 为例，额定负载可以取单元在分频点的阻抗，这里取 7.2 欧。因为是低通滤波，无需高通部件，所以“高通部件”的滤波阶数保持缺省值 0 就可以了。 设置好后，按“计算”按钮，程序自动把计算好的分频参数添入网络中。高通滤波网络也可以用同样的方法进行计算，只是需要把“低通部件”保持为 0 阶，“高通部件”选用 2 阶，分频点还是 2500Hz，额定负载用高音单元在分频点的阻抗 6.3 欧。 通过上面理论计算得出的分频器的分频效果如下图所示： 可以看出，由于单元的灵敏度不同，实际分频点并非预期的 2500Hz，要对高音单元进行调整。调整的方法是通过改变高音单元的阻抗和频率响应来实现的。 使用 LspCAD 设计分频器辅助设计可以快速和精准地设计音频系统，提高设计效率和音质。