摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词：Butte

高保真的音箱多数都是由两只或两只以上的扬声器单元构成，要高质量的还原20Hz～20kHz全频段的音频信号，必须借助优质分频器的协助。由于各自音箱的扬声器单元不同，分频器也就不能简单的代用，必须按照具体扬声器单元的特性进行制作。总结出一套较为完善的设计、制作、调试方法，只要求制作者备有一张内含20Hz～20kHz纯音频测试信号的《雨果金碟》、一个话筒信号放大电路、一只话筒和一块数字万用表，而不需要专门的测试仪器。
　　业余制作音箱，建议选择两分频的方式。
　　一、分频点频率f的选择
　　两分频音箱的分频点，可以在2～5kHz之间进行优化选择。一般把分频点频率f选在低音单元自上限起一个倍频程以下，高音单元自下限起一个倍频程以上的范围内。
　　二、分频器与功率的分配
　　构成音箱的高、低音单元，各自的标称功率是不一样的，而在实际节目信号的功率谱中，高频、低频信号的比例也是不一样的，因此将各种信号统计平均后，就得到了图1所示的模拟信号功率谱。将图1的功率谱进行计算，就得到了图2所示的功率分配曲线。在选择分频点时，一定要考虑功率的分配问题，使高音单元留有一定的余量。图2表示20Hz～20kHz的总功率规一化为100％，把20Hz至某频率f所占功率为总功率的百分数，应用举例如下。
　　如分频点为2 5kHz的二分频系统，由图2的横座标2 5kHz到曲线相交，从纵座标读出百分数，则20Hz～2.5kHz的功率比例为87％，2 5kHz～20kHz的功率比例为13％。当总功率为100W时，则低音功率W低=100×87％=87W，高音功率W高=100×13％=13W。
　　使用上面的功率分配关系时，还请注意扬声器单元的功率标准。一般产品标注是额定最大正弦功率（RMS），而有的制造厂为了商业目的，标注峰值功率或称为音乐功率，但数值一般却是RMS功率的2～4倍。
　　三、分频方式的选择
　　分频方式虽然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落点交叉型及12dB/oct型、6dB降落点交叉型等数种，但综合考虑它们的优缺点，建议使用12dB/oct型。
　　四、分频网络
　　设计分频网络时，如把负载单元加入RC阻抗补偿电路，作为恒阻抗进行设计，这样当然是最好。但笔者查阅大量书刊资料后，发现RC阻抗补偿电路的计算方法有多种，而得出的RC值也不相同，让人不易选择，只好按频点电阻法来进行设计。
　　首先，用图3所示电路连接，测出高、低音单元在分频点处的阻值（注意不要用单元标称阻抗代替，否则误差会很大，然后进行右上表中的计算和按图将LC元件连接，即告初步制作完成。高、低音单元的灵敏度不平衡，可用电阻衰减调节（1997年《电子报》第15期有专门文章介绍），制作时建议使用优质聚丙烯电容，优化设计空芯电感，将元件用热熔胶固定在印制板上，电感可用棉线或塑料扎扣带加强固定，用搭棚焊的方法连接，做成高、低音通道各自独立的分线分音方式。

　　五、调试方法
　　根据声压级平方反比定律，点声源在自由空间中，距离增加一倍，声压级衰减6dB。利用这一定律，就可以进行下面的实际操作。
　　把音箱体和扬声器单元装好，不接分频器，用《雨果金碟》测试信号，按正常的放音方式，用固定音量2～3W，重复播放分频点处频率f，用图4自制的简易声压测试仪，在2m处测试声压，调节话筒音量电位器使数字万用表读数，为一容易记忆的整数，记下备用。然后，接入分频器低通网络，将声压计放在1m处，测试读数与上次应相同，否则，按读数大（小）增大（减小）电容量，直到读数相同（这时分频点频率f衰减6dB）。然后，将信号重新直接输入低音单元，将测试信号调节成高于分频点频率f的倍频程信号，用声压计在4m处测试声压，记下读数备用。最后，接入分频器低通网络，将声压计放在1m处，读数与上次相同，否则，稍加微调（这时倍频程频率f衰减12dB），这样，低音网络就调试完毕。高音网络重复以上操作步骤，调节电感，注意第二步输入低于分频点频率f的倍频程信号。这样，一套高质量的分频器就制作和调试完成。

发烧友在制作音箱时，分频器大多选用市售成品，但市场上出售的分频器良莠不齐，质量上乘者多在百元以上，非初级烧友所能接受。价格在几十元以下的分频器质量难以保证，实际使用表现平庸。自制分频器可以较少的投入换取较大的收获。笔者经实践，摸索出业余制作分频器的方法，将自制的分频器用在音响系统中表现不俗。
    一、备料
    根据设计的分频器原理图，备齐以下材料：
    １. 电感骨架　依据电感线圈的要求，选择合适的非金属骨架，如焊锡丝、密封用生料带的塑料骨架以及其它木质、胶质骨架等。
    ２. 漆包线　选用粗细合适、质量上乘的漆包线若干（笔者选用的是从汽车启动机开关中拆下的漆包线）。
    ３. 阻容件　根据电路要求选择容量、阻值和功率合适的电容、电阻，分频电容最好选用进口或国产优质ＣＢＢ电容，电阻以大功率水泥电阻为首选。
    ４. 粘合剂　此剂可选用市售“立得牢”等强粘度胶。
    ５. 硬币、螺栓　螺栓选择直径４ｍｍ左右的铜质品，其长度则根据电感骨架的高度而定。
    ６. 敷铜板　根据分频元器件的多少，选择大小合适的优质敷铜板，线路走向则根据设计要求用美工刀刻制。
    ７. 透明胶带一盘。
    二、制作
    １. 绕电感　将粘合剂瓶顶、底中间各钻一直径略大于漆包线的小孔（因液体粘稠，故不会从孔中流出），在两孔各穿一段塑料胶管之后，把漆包线从两胶管中穿过，以保漆包线通过两孔时不被刮伤，然后一人将漆包线一端拉紧，另一人就可拿漆包线的另一端在骨架上绕线，绕时双手不可接触漆包线，因漆包线在通过粘合剂时已均匀地敷上了一层粘合剂，可用手捏住骨架两端使之旋转，待电感圈数绕足之后，将多余的漆包线剪掉，固定好外引出线，待线上的粘合剂凝固以后，用透明胶带在线圈上紧绕几层。
    ２. 元器件安装　根据电感线圈及阻容件在板上的位置，用小钻在板上打好孔，在硬币中间钻一比铜螺栓直径略大的孔，将铜螺栓依次穿过硬币、线圈和电路板，然后再垫上弹簧垫片，用螺母紧固，将线圈、电容和电阻的引线刮净上锡后焊在相应的位置上，最后在板上焊接好进出线。
经过以上操作，一只质优价廉的分频器便制作完工，剩下的就是你体验成功的喜悦了。
分频器电感接线有讲究
音箱分频器中电感线圈的接法对音质音色影响极大。使用的一对倒相式音箱，电感线圈接法是外圈入里圈出，音色均衡圆润。曾使用里圈入外圈出接法，结果低音全无。

分频器