經(jīng)BBC設(shè)計(jì)部改良版本的LS3/5A 分頻網(wǎng)絡(luò)FL6/23電路圖及實(shí)物圖如下圖1:

【資料圖】

圖1LS3/5A 分頻網(wǎng)絡(luò)電路圖（左）及分頻器實(shí)物圖（右）

初看35A電路圖讓人一頭霧水，這與我們以往在教科書(shū)上的濾波網(wǎng)絡(luò)電路有極大不同，低通部分像極了4階Butterworth(巴特沃斯)濾波網(wǎng)絡(luò)，但又明顯不是4階分頻的特征，電感L1為何要并聯(lián)電阻R1？電感L2為何會(huì)并聯(lián)電容C5及電阻R2？高通部分相對(duì)容易理解，比較標(biāo)準(zhǔn)CLC形式的3階濾波網(wǎng)絡(luò)，但為何會(huì)存在自耦變壓器L3？電阻R3的作用是什么？為何沒(méi)有給出C2的數(shù)值 ?

BBCRD1976/29報(bào)告《小型監(jiān)聽(tīng)音箱LS3/5A的設(shè)計(jì)》中給出這樣的描述：“電感 L1和電阻 R1用于平衡低音單元一般上升的軸向頻率響應(yīng)特性，LCR組合C 5，L 2，R 2，補(bǔ)償這個(gè)特性的駝峰，高音單元的分頻頻率約為3kHz。對(duì)于高音單元，電感器L3同時(shí)用作分頻網(wǎng)絡(luò)的分流電感器，以及作為自耦變壓器，允許匹配低音單元和高音單元的不同相對(duì)靈敏度。當(dāng)用于此目的時(shí)，電容器C2會(huì)進(jìn)行調(diào)整以保持分頻頻率恒定。這種方便的網(wǎng)絡(luò)形式首次用于LS5/1 揚(yáng)聲器^3^設(shè)計(jì)，并被證明是非常有用的。R3用作阻尼電阻器，防止振鈴，而R4和C6則用于調(diào)整頻段上端的頻率響應(yīng)?！?/p>

注：BBC RD1976/29報(bào)告《小型監(jiān)聽(tīng)音箱LS3/5A的設(shè)計(jì)》中文版由本人翻譯，您可以在本公眾號(hào)‘論文圖庫(kù)’中找到此文。

通過(guò)以上的描述，我們對(duì)35A分頻網(wǎng)絡(luò)各元件器的作用有了一個(gè)大致的了解，但是仍有太多疑問(wèn)需要解答。元器件參數(shù)是如何確定的？改變某一個(gè)或幾個(gè)元器件參數(shù)會(huì)對(duì)幅頻特性和相位特性產(chǎn)生什么樣的影響？自耦變壓器L3從２腳到７腳的頻響特性是如何變化的？生產(chǎn)商是如何確定電容C2接自耦變壓器L3第幾腳呢？

有時(shí)候上帝會(huì)和我們開(kāi)很大的玩笑——當(dāng)你越想了解更多內(nèi)容的同時(shí)，你卻產(chǎn)生了更多疑問(wèn)！

我曾經(jīng)嘗試通過(guò)經(jīng)典的低通4階及高通3階公式計(jì)算，除了R4+C6的高音均衡電路以外，沒(méi)有任何一個(gè)計(jì)算值與元件器參數(shù)相符，這個(gè)問(wèn)題困擾了我很多年，差不多從15年前我就找遍國(guó)內(nèi)外所有相關(guān)的描述資料，遺憾的是直到此刻根本沒(méi)有。

幾年前，我讀到由肖鵬先生發(fā)表的《漫談音箱設(shè)計(jì)之分頻電路的滾降特性》受到很大啟發(fā)，也正是這篇文章讓我從新認(rèn)識(shí)經(jīng)典理論，它更多偏向電學(xué)領(lǐng)域，而在聲學(xué)中完全是另一回事，其中所涉及到六個(gè)很重要的結(jié)論如下：

結(jié)論一：在復(fù)雜的揚(yáng)聲器單元阻抗情況下。僅使用標(biāo)準(zhǔn)公式來(lái)取值無(wú)法得到預(yù)計(jì)的衰減特性。

結(jié)論二：在復(fù)雜的揚(yáng)聲器單元阻抗情況下。以分頻點(diǎn)處阻抗模位代入標(biāo)準(zhǔn)公式來(lái)取值也無(wú)法得到應(yīng)有的衰減特性。

結(jié)論三：在復(fù)雜的揚(yáng)聲器單元阻抗情況下。通過(guò)選擇合適的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。使用標(biāo)準(zhǔn)公式來(lái)取位會(huì)獲得比較接近衰減特性。

結(jié)論四：如果沒(méi)有考慮障板邊緣對(duì)聲學(xué)特性的影響和和單元本身的SPL特性來(lái)設(shè)計(jì)分頻電路。會(huì)導(dǎo)致最終的SPL與預(yù)計(jì)衰減特性偏差很大。

結(jié)論五：只能夠通過(guò)實(shí)際的測(cè)量或計(jì)算機(jī)輔助分析來(lái)確定分頻電路的最終的聲衰減特性。而幾乎不可能從分頻電路的結(jié)構(gòu)形式去推斷出來(lái)。

結(jié)論六：在某一通路中，無(wú)論采用什么樣的電路形式（甚至不采用)，只要最終得到的聲衰減特性是如何的，便注定了它的聲相位應(yīng)該如何變化。即聲相位與電路形式無(wú)關(guān)而只與聲衰減特性關(guān)聯(lián)。

基于以上結(jié)論，我徹底改變思路，由更多的電聲理論計(jì)算轉(zhuǎn)而更多的精力投入到實(shí)際測(cè)量工作中，以下描述將是我通過(guò)測(cè)量結(jié)果向各位分析各元器件對(duì)頻響及相位的影響。

測(cè)量用箱： 原裝Rogers早期黑牌 LS3/5A編號(hào)為3611S，測(cè)量工具：LspCAD，justMLS軟件，win7 32位操作系統(tǒng)；低音單元B110測(cè)量條件：近場(chǎng)7.17cm，時(shí)間窗寬50ms；高音單元T27 測(cè)量條件：近場(chǎng)9.32cm，時(shí)間窗寬50ms；為了避免高低通之間串?dāng)_，測(cè)量時(shí)將高低通濾波網(wǎng)絡(luò)分離，并分別獨(dú)立測(cè)量。同時(shí)正如BBC對(duì)授權(quán)商所做的那樣，我為高低通濾波網(wǎng)絡(luò)制定了測(cè)量用的對(duì)比參考圖，所有后續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)都是相對(duì)的，避免由于設(shè)備誤差造成的測(cè)量失準(zhǔn)。

讓我們正式切入正題：

低通濾波測(cè)量：

斷開(kāi)高通電路，分頻元件未做改變時(shí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL曲線圖，見(jiàn)圖3，此圖將做為后續(xù)低通濾波測(cè)量的對(duì)比參考圖使用。

圖3 分頻元件未做改變時(shí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL曲線圖（斷開(kāi)高通電路）

下面將對(duì)逐個(gè)元器件選擇不同值，以判斷其對(duì)阻抗及SPL的影響：

1．R1

1．1 由82ohm改成18ohm，

如圖4所示，可以看到阻抗曲線600Hz20000 Hz與參考曲線不再擬合，其中600Hz2200Hz阻抗大于參考值，2200Hz以上阻抗小于參考值 ，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元600Hz~2200Hz的SPL小于參考值，2200Hz以上始終大于參考值。

圖4 R1=18ohm，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（參考線黑色）

1．2 R1由82ohm改成斷路狀態(tài)（即阻抗無(wú)窮大），

如圖5所示，可以看到阻抗曲線1000Hz20000 Hz與參考曲線不再擬合，其中1000Hz3000Hz阻抗小于參考值，3000Hz以上阻抗大于參考值 ，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元1000Hz~3000Hz的SPL大于參考值，3000Hz以上始終小于參考值。

圖5 R1=斷路，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（參考線黑色）

1．3 小結(jié)：

可以看出，可以通過(guò)調(diào)整R1數(shù)值改變阻抗特性及SPL斜率，當(dāng)R1小于82ohm時(shí)，SPL左低右高，當(dāng)R1大于82ohm時(shí)，SPL左高右低。

2．L1

2．1 由1.53mH改成1.00mH，

圖6 L1=1.00mH，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖6所示，可以看到阻抗曲線1300Hz以上與參考曲線不再擬合，阻抗小于參考值，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元1300Hz以上的SPL大于參考值。

2．2 由1.53mH改成3.00mH，

圖7 L1=3.00mH，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖7所示，可以看到阻抗曲線1300Hz以上與參考曲線不再擬合，阻抗大于參考值，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元1300Hz以上的SPL小于參考值。

2．3 小結(jié)：

可以看出，可以通過(guò)調(diào)整L1數(shù)值改變阻抗特性及SPL斜率，當(dāng)L1小于1.53mH時(shí)，SPL左低右高，截止頻率增大；當(dāng)L1大于1.53mH時(shí)，SPL左高右低，截止頻率降低。

*當(dāng)我們把L1與R2并聯(lián)看成一個(gè)整體，發(fā)現(xiàn)了什么?哇！這不就是RL輪廓調(diào)整網(wǎng)絡(luò)嘛 ，只不過(guò)BBC的專家們?cè)?0多年前就很聰明的將低通濾波和RL輪廓調(diào)整巧妙的結(jié)合在一起，而時(shí)至今日國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)依未脫離LC形式的分頻網(wǎng)絡(luò)。

3．C1

3．1 由3.7uF改成0uF（即斷路），

圖8 C1=0，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖8所示，可以看到阻抗曲線350Hz以上與參考曲線不再擬合，且從800Hz以上阻抗變化劇烈，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元的SPL與參考值對(duì)比以2100Hz為中心左低右高，截止頻率大幅升高。

3．2 由3.7uF改成12.2uF，

圖9 C1=0，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色 ，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖9所示，可以看到阻抗曲線500Hz以上與參考曲線不再擬合，且阻抗變化劇烈，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元的SPL與參考值對(duì)比以1200Hz為中心左高右低，截止頻率大幅降低。

3．3 小結(jié)：

可以看出，可以通過(guò)調(diào)整C1數(shù)值改變阻抗特性及SPL斜率，當(dāng)C1小于3.7uF時(shí)，SPL左低右高，截止頻率大幅升高；當(dāng)C1大于3.7uF時(shí)，SPL左高右低，截止頻率大幅降低。C1是重要的濾波旁路，對(duì)低通網(wǎng)絡(luò)的影響相當(dāng)巨大。

*我見(jiàn)到最多的調(diào)整是在一批Rogers的小金牌上,C1改成2.2+2.2uF的配置，這與BBC的要求不符，您可以在“前言篇”中看到相關(guān)描述，Paul的猜測(cè)是保修之后的變更，但我陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多這種配置情況，目前我無(wú)法對(duì)此給出定論。

4．R2

4．1 由33ohm改成16.5ohm，

如圖10所示，可以看到阻抗曲線400Hz3000 Hz與參考曲線不再擬合，其中400Hz1200Hz阻抗小于參考值，1200Hz~ 3000Hz阻抗大于參考值，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元400Hz1200Hz的SPL明顯大于參考值，1200Hz3000Hz與參考值相比變化不明顯。

圖10 R2=16.5ohm，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色 ，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

4．2 R2由33ohm改成斷路狀態(tài)（即阻抗無(wú)窮大），

如圖11所示，可以看到阻抗曲線500Hz2500 Hz與參考曲線不再擬合，其中500Hz1200Hz阻抗大于參考值，1200Hz~ 2500Hz阻抗小于參考值，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元500Hz1200Hz的SPL明顯小于參考值，1200Hz2500Hz與參考值相比變化不明顯。

圖11 R2=斷路，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色 ，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

4．3 這里有一個(gè)很有興趣的事情，如圖12是原始分頻參數(shù)、圖13將R2調(diào)整為23.5ohm。可以看到圖13 B110的SPL要比圖12平坦得多（但細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)圖13在1300Hz存在一個(gè)約-5dB的深谷，通過(guò)調(diào)整C5可以很好的改善，稍后我會(huì)介紹到），其實(shí)這些都是由于B110的氯丁橡膠懸邊老化造成的，這次測(cè)量之后，我將R2和C5做了調(diào)整，通過(guò)聽(tīng)力對(duì)比測(cè)試，我保證它真的更優(yōu)秀。

圖12 R2=33ohm， B110單元SPL（未考慮障板作用-灰色，考慮障板作用選通頻率450Hz-黑線）

圖13 R2=23.5ohm， B110單元SPL（考慮障板作用選通頻率450Hz-黑線）

4．4 小結(jié)：

可以看出，可以通過(guò)調(diào)整R2數(shù)值改變阻抗特性及SPL斜率，當(dāng)R1小于33ohm時(shí)，400Hz1200Hz的SPL明顯大于參考值，當(dāng)R1大于33ohm時(shí)，500Hz1200Hz的SPL明顯小于參考值，1200Hz以上頻段與參考值相比變化不明顯。

5．C5

5．1 由6.2uF改成1.5uF，

圖14 C5=1.5uF，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖14所示，可以看到阻抗曲線300Hz5000 Hz與參考曲線不再擬合，其中300Hz900Hz/ 2100Hz5000 Hz阻抗小于參考值，900Hz2100Hz阻抗大于參考值，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元SPL斜率發(fā)生變化，趨勢(shì)為左高右低，截止頻率降低。

5．2 由6.2uF改成短路（即容值無(wú)窮大），

圖15 C5=短路，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色 ，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖15所示，可以看到阻抗曲線180Hz以上頻段與參考曲線不再擬合，阻抗曲線更接近于B110裝箱后未加分頻網(wǎng)絡(luò)的原始曲線，在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元SPL在1000Hz左右明顯被抬高，截止頻率略有上升。

5．3 接著4.3條的話題，如圖16將C5調(diào)整為8.3uF。可以看到 圖13在1300Hz處的約-5dB的深谷變成了”S”形，神奇的符合了±3dB的標(biāo)準(zhǔn)要求。今天您已經(jīng)了解到，對(duì)于那些不是過(guò)份超出標(biāo)準(zhǔn)要求的B110單元，這是我調(diào)試手段之一。

圖16 C5=8.3uF， B110單元SPL（考慮障板作用選通頻率450Hz-黑線）

5．4 小結(jié)：

可以看出，可以通過(guò)調(diào)整C5數(shù)值改變阻抗特性及SPL斜率，當(dāng)C5小于6.2uF時(shí)，SPL左高右低，截止頻率略有降低；當(dāng)C5大于6.2uF時(shí)，在1000Hz左右明顯被抬高，截止頻率略有上升。

*如果閣下已經(jīng)讀過(guò)了本公眾號(hào)的“分頻網(wǎng)絡(luò)前言篇”，在1980年前后，BBC就是這樣干的，當(dāng)時(shí)的B110出現(xiàn)了材料不穩(wěn)定的問(wèn)題，到了82年5月，不得不將原始的C5參數(shù)調(diào)整到10uF，同時(shí)R2變更了22ohm。

6．L2

6．1 由2.67mH改成1.00mH，

圖17 L2=1.00mH，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖17所示，可以看到阻抗曲線150~3000Hz以上與參考曲線不再擬合，1000Hz左側(cè)阻抗小于參考值，右側(cè)大于參考值；在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元1000Hz以下頻段的SPL大于參考值，1000Hz以上頻段的SPL小于參考值，但截止頻率沒(méi)有變化。

6．2 由2.67mH改成6.00mH，

圖18 L2=6.00mH，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖18所示，可以看到阻抗曲線110~3000Hz以上與參考曲線不再擬合，700Hz左側(cè)阻抗大于參考值，左側(cè)小于參考值；在SPL曲線上反映出了對(duì)應(yīng)的變化，B110單元900Hz以下頻段的SPL小于參考值，900Hz以上頻段的SPL大于參考值，但截止頻率沒(méi)有變化。

6．3 小結(jié)：

可以看出， L2數(shù)值對(duì)100~3000Hz頻段影響巨大，當(dāng)L2小于2.67mH時(shí)，SPL左高右略低；當(dāng)L1大于2.67mH時(shí)，SPL左低右略高，但截止頻率沒(méi)有變化。

*當(dāng)我們把C5+L2+R2并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)整體，發(fā)現(xiàn)了什么? 是的，只要閣下有一點(diǎn)理論基礎(chǔ)，便可以看出這是標(biāo)準(zhǔn)的‘并聯(lián)陷波電路‘，KEF B110在裝箱之后，如果不加陷波網(wǎng)絡(luò)，會(huì)在1000Hz處形成一個(gè)+5dB的巨大駝峰，如圖19所示，C5+L2+R2組成的LCR陷波網(wǎng)絡(luò)正是為了解決這個(gè)問(wèn)題。

圖19 未加設(shè)LCR陷波網(wǎng)格的B110單元SPL

7．C3

7．1 由3.0uF改成斷路（即容值無(wú)窮小），

圖20 C3=1.5uF，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖20所示，可以看到阻抗曲線整體變化不大，整體輪廓逼近參考值 ，但在SPL曲線上分頻點(diǎn)附近反映出了強(qiáng)烈的變化，傳遞函數(shù)發(fā)生重大改變，Q值升高，相位變化劇烈，截止頻率大幅升高。

7．2 由3.0uF改成10uF，

圖21 C5=短路，低通濾波網(wǎng)絡(luò)阻抗及B110單元SPL與參考對(duì)比圖（測(cè)量線紅色 ，參考線藍(lán)色，請(qǐng)忽略粗黑線）

如圖21所示，可以看到阻抗曲線整體變化不大，整體輪廓逼近參考值 ，但在SPL曲線上分頻點(diǎn)附近反映出了強(qiáng)烈的變化，傳遞函數(shù)發(fā)生重大改變，Q值降低，相位變化劇烈，截止頻率大幅降低。

7．3 小結(jié)：可以看出，C3對(duì)傳遞函數(shù)，Q值、相位影響巨大，可以通過(guò)對(duì)C5的調(diào)整，改變分頻點(diǎn)附近的相關(guān)參數(shù)及調(diào)整分頻點(diǎn)。

*這在“前言篇”中的圖6可以看到，常規(guī)應(yīng)是C3=1.5+1.5uF，但圖中的配置卻是C3=1.5+4.7uF，Paul的猜測(cè)是保修之后的變更，但我陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了在前期的Rogers小金牌很多這種配置情況，目前我無(wú)法對(duì)此給出定論。

** *針對(duì)以上各元件測(cè)量，我僅舉了兩個(gè)相對(duì)極端的測(cè)量條件作為代表案例，實(shí)際上我測(cè)量了更多的數(shù)據(jù)用以指導(dǎo)分頻器校調(diào)工作。

讀到此處，也許您會(huì)明白一點(diǎn)道理，現(xiàn)階段大批量LS3/5A都超過(guò)30歲， 一定數(shù)量的B110由于材料的老化導(dǎo)致一些嚴(yán)重的問(wèn)題，從而影響其性能發(fā)揮，您手中的35A也許外觀非常靚麗，但它們真的還是原來(lái)的狀態(tài)嗎？回答這個(gè)問(wèn)題最好的方式是需要通過(guò)測(cè)量來(lái)驗(yàn)證，畢竟我們大部分人都不是Ralph Mills的金耳朵，雖然我希望大家都是。任何的私自更換高低音單元的行為都是不被接受的，會(huì)面臨兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，第一，你可能無(wú)法判斷這個(gè)單元是否符合標(biāo)準(zhǔn)；第二，即使符合標(biāo)準(zhǔn)你也無(wú)法確定高低音單元的響度是否匹配。一個(gè)真實(shí)的問(wèn)題是，現(xiàn)在很難找到滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的的B110，因?yàn)楹虾跻蟮幕旧隙及惭b在35A上了。所以，任何嘗試更換原裝單元的行為其實(shí)都是愚蠢的，除非它壞掉了不得不更換。需要補(bǔ)充說(shuō)明，頻響、相位、群延時(shí)等特性非常重要，但這只是必要條件而不是全部，只有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，正如BBC所做的那樣，必須要經(jīng)過(guò)全面的聽(tīng)力對(duì)比測(cè)試才能保證。