音頻分頻器是音頻應(yīng)用中的一種電子濾波器，用于向揚(yáng)聲器或驅(qū)動(dòng)器發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘?hào)。大多數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器無(wú)法覆蓋從低頻到高頻的整個(gè)音頻頻譜而不失真，因此大多數(shù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)使用多個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的組合，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與單獨(dú)的頻段相關(guān)。分頻電路將音頻信號(hào)分成不同的頻段，然后分別傳送到揚(yáng)聲器。

有源音頻分頻電路原理：

一般來(lái)說(shuō)，音頻分頻電路分為主動(dòng)分頻電路和被動(dòng)分頻電路兩種。被動(dòng)音頻分頻電路非常簡(jiǎn)單，它使用無(wú)源元件來(lái)分離音頻信號(hào)的頻段，但在這種被動(dòng)分頻電路中會(huì)浪費(fèi)大量的能量，而且還會(huì)引起失真。有源分頻電路使用有源元件將復(fù)雜的音頻信號(hào)分離成不同的頻段，這種分頻電路沒(méi)有上述缺點(diǎn)。建議音頻系統(tǒng)使用有源分頻電路。分頻電路將輸入音頻信號(hào)分成兩個(gè)頻段，即低頻段和高頻段。這兩個(gè)分開(kāi)的頻段通過(guò)兩級(jí)功率放大器分別放大。其中一級(jí)調(diào)諧到低頻段，另一級(jí)調(diào)諧到高頻段。

有源音頻分頻器電路圖：

電路元件：

LM833Dual 高速音頻運(yùn)算放大器 - 2

24k 電阻器（1/4 瓦） - 7

6.2k 電阻器（1/4 瓦） - 2

6.8nF 電容器 - 3

音頻插孔

連接線

面包板

有源音頻分頻電路設(shè)計(jì)：

上述分頻電路的主要元件是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 LM833 雙音頻運(yùn)算放大器。分頻電路需要 4 個(gè)運(yùn)算放大器，因此我們需要 2 個(gè) LM833 集成電路來(lái)構(gòu)建電路。這個(gè)有源分頻電路可分為兩個(gè)部分，即高通濾波器部分和低通濾波器部分。運(yùn)算放大器 U2:A 構(gòu)成一階低通濾波器，在引腳 1 提供低頻段頻率。音頻運(yùn)算放大器 U1:B 在引腳 7 提供高頻段頻率。

有源分頻電路的頻率計(jì)算公式為

Fc = 1/(2πRC)

對(duì)于給定元件，分頻電路的頻率為 1 KHz。

LM833 雙音頻運(yùn)算放大器：

這款集成電路是一款高性能的雙運(yùn)算放大器，適用于數(shù)據(jù)信號(hào)和音頻應(yīng)用。該集成電路可在寬范圍的單電源和雙電源電壓下工作。該集成電路的工作電壓為 +/- 5V 至 +/- 18V 直流電壓。它提供高增益帶寬。其他特點(diǎn)包括輸出電壓擺幅大，無(wú)死區(qū)交叉失真，諧波失真低，輸入偏移電壓低。這些集成電路在高保真系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。

LM833 IC

特點(diǎn)

噪聲電壓低：4.5nV/μA

回轉(zhuǎn)率高：7V/uS

出色的增益和相位裕度

諧波失真低 0.0002%

高開(kāi)環(huán)交流增益：20 KHz 時(shí)為 800

雙電源電路設(shè)計(jì)：

該電路用于為電路提供 +15V 和 -15V 直流電源。在這里，中心抽頭變壓器將 230V、50 Hz 降壓至 12-0-12V、500mA。二極管電橋由四個(gè) 1n4007 二極管組成。該電橋從交流電壓中提供脈動(dòng)直流。電容器用于過(guò)濾交流波紋。

雙電源電路圖

電路元件：

12-0-12V、500mA 中心抽頭變壓器

二極管橋 - 1A

680uF 電解電容器 - 2

0.01uF 電容器 - 2

如何操作有源音頻分頻電路？

首先按照電路圖進(jìn)行連接

在進(jìn)行連接時(shí)，確保交流和直流電源之間有共同連接

從雙電源電路為有源分頻電路提供 +15V 和 -15V 電源。

借助音頻插孔向電路輸入音頻。

現(xiàn)在可以在 U2:A 的 1 腳觀察到低頻段頻率，在 U1:B 的 7 腳觀察到高頻率。

關(guān)閉電源。

有源音頻分頻電路的應(yīng)用：

該電路用于高保真音頻系統(tǒng)，以分離音頻信號(hào)的頻段。

用于驅(qū)動(dòng)不同類型的揚(yáng)聲器。

電路的局限性：

此電路為理論電路，在實(shí)際應(yīng)用中可能需要進(jìn)行一些改動(dòng)。