利用數(shù)字有源分頻濾波器，提升高端有源揚(yáng)聲器性能

　　圖3：無源分頻器的實(shí)施情況

　　這種設(shè)計(jì)為每個(gè)驅(qū)動(dòng)器采用了一個(gè)常規(guī)的二階濾波器，分頻器頻率約為2.2kHz。低音阻抗為3.5Ω，高音阻抗為3.2Ω。

　　電路由簡單的電感器和電容器構(gòu)成，因?yàn)槲挥诠β事窂缴希噪姼衅骱碗娙萜鞅仨毾鄬^大。但這樣有可能發(fā)生效率損失，導(dǎo)致熱耗散和性能偏移。隨著功率水平的增加，這些效果會(huì)進(jìn)一步惡化，最終導(dǎo)致較高程度的失真。

　　盡管電路設(shè)計(jì)看上去比較簡單，但是組件的相互作用卻非常復(fù)雜，因此難以完全隔離各個(gè)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器的特性隨著頻率、功率和溫度的變化而發(fā)生變化，濾波器的響應(yīng)也直接受此影響。

　　分頻器通過添加填充電阻器以配合各種不同的驅(qū)動(dòng)器靈敏度，這樣會(huì)導(dǎo)致熱耗散進(jìn)一步提高。因此必須正確實(shí)施，否則過功率的電感器將出現(xiàn)飽和，在高功率下導(dǎo)致失真，甚至失效而毀壞高音揚(yáng)聲器。

而數(shù)字有源分頻器可以解決上述問題，使得產(chǎn)品更加高效、更加簡單。

　　有源分頻器位于系統(tǒng)的低層數(shù)字信號路徑上，因此不存在無源設(shè)計(jì)中的效率損失和熱效應(yīng)問題。濾波器與負(fù)載相互隔離，并且濾波器之間也彼此隔離，因此不會(huì)因?yàn)閮烧咧g的相互作用而導(dǎo)致性能下降。數(shù)字增益控制實(shí)施起來也很簡便，能夠滿足各種不同的驅(qū)動(dòng)器靈敏度，并且無需填充電阻器。

　　數(shù)字濾波器不受信號水平的影響，因此效果更為精確、線性和可重復(fù)，失真也始終保持在較低的水平。此外還能夠很好地控制限幅，因此消除了過載的問題。還可以通過時(shí)延功能實(shí)現(xiàn)最佳的驅(qū)動(dòng)器時(shí)間校準(zhǔn)。

　　數(shù)字放大器的DSP資源占用的開銷非常小，因此可以保證提供充分的處理能力。這就意味著能夠?qū)嵤└痈唠A和更加復(fù)雜的濾波器，以實(shí)現(xiàn)更高的性能，而不必增加額外的成本。

　　復(fù)雜的濾波器設(shè)計(jì)能夠更好地配合揚(yáng)聲器外殼和驅(qū)動(dòng)器特性。而且，還可以設(shè)定濾波器的特性集，以便進(jìn)行性能選擇，例如，針對房間條件或音樂類型進(jìn)行補(bǔ)償。

　　DSP濾波器的性能

　　實(shí)施有源分頻器，必須注意濾波器的規(guī)格，以便保證最佳的音頻性能。例如，除非采用適當(dāng)?shù)募軜?gòu)，否則解析誤差可能導(dǎo)致噪音水平提高。

　　在數(shù)字放大器中，濾波器通過一組雙二階分級創(chuàng)建，每個(gè)分級提供一個(gè)二階特性，而類型則由大量的系數(shù)確定；在本例中，5個(gè)24位系數(shù)形成一個(gè)分級。

　　保證系統(tǒng)能夠解析和處理所有預(yù)期的輸入信號，需要考慮計(jì)算精度和系數(shù)位寬。例如，放大器動(dòng)態(tài)范圍目標(biāo)為116dB時(shí)，35位的計(jì)算精度可以保證過濾而不產(chǎn)生噪音或失真，系數(shù)解析度大于20位。

　　數(shù)字濾波器的實(shí)施

　　我們可以利用一種現(xiàn)有的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)，來說明實(shí)施無源和有源濾波器的性能差異。圖4顯示的是圖3的無源分頻器與高、低音驅(qū)動(dòng)器連接時(shí)的特性。