分频器
音箱分频器
音箱分频器简介音箱分频器是一种用于将音频信号分割成不同频率段的设备。
它常用于音箱系统中，用于将音频信号分配给不同的扬声器单元或音频驱动器单元，以实现更好的音质和声场效果。
本文将介绍音箱分频器的原理、分类、工作原理、应用场景以及选购要点等内容。
原理音箱分频器基于频率分割原理，将输入的音频信号分割成不同的频率段，并将对应频率的信号分配给相应的扬声器单元。
常见的音箱分频器通常分为两种类型：有源分频器和无源分频器。
有源分频器有源分频器是通过使用内置的放大器来放大和分配不同频率的信号。
它具有多个输入和多个输出，可以单独调节每个频率段的音量和音调。
有源分频器通常需要连接到电源供电，具有更高的驱动能力和更精确的频率划分。
无源分频器无源分频器不具备内置放大器，它通过使用电容、电感和电阻等元件来分割音频信号。
无源分频器通常相对简单，不需要额外的电源供电，并且价格相对较低。
但是，由于没有内置放大器，它的驱动能力较弱。
分类根据分频方式的不同，音箱分频器可以进一步分为以下几类：1.全频分频器：将输入的音频信号均匀地分割成低频、中频和高频三个频率段，分别输出给对应的扬声器单元。
2.二分频分频器：将输入的音频信号分成低频和高频两个频率段，分别输出给对应的扬声器单元。
3.三分频分频器：将输入的音频信号分成低频、中频和高频三个频率段，分别输出给对应的扬声器单元。
4.多分频分频器：将输入的音频信号分割成多个频率段，每个频率段对应一个扬声器单元。
工作原理音箱分频器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.输入音频信号：由播放器、放大器或其他音频设备输出的音频信号作为输入信号。
2.分频：音箱分频器根据设定的分频方式，将输入音频信号分割成不同的频率段。
3.分配：将分割后的音频信号分别输出给对应的扬声器单元。
4.放大：有源分频器会进一步放大分割后的信号，确保每个频率段的音量均匀。
5.输出：分割后并放大处理过的音频信号通过扬声器单元输出，形成清晰、高保真的音质。
分频器工作原理
分频器工作原理分频器是一种常见的电子器件，它在许多电子设备中发挥着重要作用。
分频器的工作原理是通过将输入信号分解成不同频率的组成部分，从而实现对信号的频率分离。
在本文中，我们将详细介绍分频器的工作原理及其在电子领域中的应用。
首先，让我们来了解一下分频器的基本结构。
分频器通常由输入端、输出端和控制电路组成。
输入端接收来自外部的信号输入，而输出端则输出经过频率分解后的信号。
控制电路则负责控制分频器的工作模式和参数设置。
在分频器中，最常见的工作原理包括频率除法、相位锁定环和滤波器等。
频率除法是分频器中最常见的工作原理之一。
它通过将输入信号的频率进行除法运算，从而实现将高频信号转换为低频信号的功能。
在频率除法器中，通常会采用计数器和比较器来实现频率的除法运算。
通过不同的计数器和比较器设置，可以实现不同的频率分频比，从而满足不同的应用需求。
另一种常见的分频器工作原理是相位锁定环。
相位锁定环通过对输入信号的相位进行控制，从而实现对信号频率的分解。
在相位锁定环中，一般会采用相位比较器、环路滤波器和控制电压发生器等组件。
通过这些组件的协同作用，可以实现对输入信号的频率分解和输出。
除了频率除法和相位锁定环，滤波器也是分频器中常见的工作原理之一。
滤波器通过对不同频率成分的信号进行滤波处理，从而实现对信号频率的分离。
在滤波器中，常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
通过这些滤波器的组合使用，可以实现对不同频率成分的信号进行有效的分离和输出。
总的来说，分频器是一种常见的电子器件，它通过不同的工作原理实现对输入信号频率的分解和输出。
在实际应用中，分频器广泛应用于通信系统、雷达系统、无线电系统和测试测量等领域。
通过对分频器的工作原理和应用进行深入了解，可以更好地理解其在电子领域中的重要作用，并为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
在本文中，我们详细介绍了分频器的工作原理及其在电子领域中的应用。
通过对频率除法、相位锁定环和滤波器等工作原理的介绍，可以更好地理解分频器的工作原理和实现方式。
分频器的作用及如何选择分频点
分频器的作用及如何选择分频点分频器（Divider）是电子电路的一种重要组成部分，其作用是将输入信号分成两个或多个频率不同的输出信号。
在实际应用中，分频器起到了至关重要的作用，用于频率合成、频谱分析、信号调制等领域。
分频器通常由可编程逻辑器件（如计数器、锁相环）和触发器等基本逻辑电路组成。
根据输入信号的频率和所需的输出频率，我们可以选择合适的分频器来实现所需的功能。
1.频率合成：分频器可以将一个较高频率的输入信号分频为一个或多个较低频率的输出信号，用于产生不同频率的时钟信号，实现电子设备的频率合成。
2.时钟分频：在数字电路中，分频器用于将高速时钟信号分频为低速时钟信号，实现时序控制和数据同步。
3.信号调制：在无线通信中，分频器可以实现信号调制，通过不同频率的分频输出实现频率转换和信号解调。
4.频谱分析：分频器可以将输入信号按照不同频率分成若干个频谱部分，便于对信号进行频谱分析和频率检测。
如何选择分频点：选择合适的分频点非常重要，它决定了输出信号的频率和所需的系统性能。
以下是一些选择分频点的常用方法和注意事项：1.确定所需的输出频率范围：首先需要确定分频器所需实现的输出频率范围，根据实际应用需求进行选择。
2.考虑系统的输入频率和带宽：分频器的输入频率和带宽应该适配于系统的输入信号，保证系统的正常工作。
3.分辨率要求：分辨率是指分频器输出信号的频率分辨率，即两个相邻输出频率之间的差值。
分辨率越高，输出的频率细分越多。
选择合适的分辨率可以更好地适应系统需求。
4.输出频率稳定性：输出频率稳定性是指输出信号在长时间运行中的频率波动程度。
对于一些对频率精度要求较高的应用（如通信系统），需要选择输出频率稳定性较好的分频器。
5. 整数分频和非整数分频：在选择分频器时需要考虑是否需要整数分频或非整数分频。
整数分频通常使用计数器实现，非整数分频则需要使用PLL（Phase Locked Loop，锁相环）或DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）等技术来实现。
分频器计算公式
分频器计算公式可以根据不同的应用场景和需求进行选择和设计。
以下是一个基本的分频器计算公式，适用于音频信号处理中的分频器设计：假设输入信号的频率范围为20Hz到20kHz，输出信号的频率范围为100Hz到15kHz，分频比为N，那么分频器的计算公式如下：N = (最高输出频率/ 最低输入频率) - 1分频器的设计需要考虑以下几个因素：1. 滤波器类型：根据信号的频率特性选择合适的滤波器类型，例如低通、高通、带通或带阻滤波器。
2. 滤波器参数：根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的滤波器参数，如滤波器的阶数、截止频率、品质因数等。
3. 分频比：根据输入信号和输出信号的频率范围以及滤波器的类型和参数，确定分频比。
分频比决定了信号在分频器中经过多少次滤波器，从而影响信号的失真和带宽。
4. 阻抗匹配：分频器的输入阻抗和输出阻抗需要匹配，以确保信号的传输效率。
具体来说，分频器的计算步骤如下：1. 确定输入信号和输出信号的频率范围，以及分频器的分频比。
2. 根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的滤波器参数。
3. 根据滤波器的参数和分频比，利用上述公式计算所需的滤波器阶数或其他相关参数。
4. 根据计算出的参数进行滤波器的设计或选择已经存在的滤波器模块。
5. 根据阻抗匹配的要求，对分频器进行电路设计或选择合适的电路模块。
6. 进行测试和调试，确保分频器的性能满足要求。
需要注意的是，分频器的计算和设计是一个复杂的过程，需要综合考虑信号的频率特性、滤波器的类型和参数、分频比、阻抗匹配等多个因素。
在实际应用中，需要根据具体的需求和场景进行选择和设计，并经过充分的测试和调试，以确保分频器的性能和稳定性。
分频器的作用
分频器的作用
分频器的作用是将输入信号按照一定比例分割成多个输出信号。
它常用于音频和电子信号处理中，以实现不同频率范围的信号分离和处理。
具体而言，分频器可以根据需要将输入信号分成多个频带，使得每个频带可以单独进行处理和调节，以获得更好的音效和信号质量。
在音频系统中，分频器通常被用于分离低音频、中音频和高音频信号，并将其分配到对应的喇叭或扬声器上。
这样可以让每个喇叭或扬声器专注于处理特定频率范围内的信号，从而提高音质和音频的清晰度。
同时，在录音和混音过程中，使用分频器可以将不同频率范围内的乐器声音分离出来，使得后期处理更加精细和准确。
在电子信号处理中，分频器可以将输入信号分为不同的频带，使得对不同频率范围内的信号进行独立处理。
这种信号分离的方式常用于无线通信系统中，可以实现多频道传输和接收，提高信号传输的可靠性和效率。
此外，在图像处理和视频编码中，分频器也被用于将图像或视频信号按照空间频率分割成多个子带，以便进行压缩和处理。
总之，分频器可以根据输入信号的特性将其分割成多个频带，实现对不同频率范围内信号的独立处理和控制。
这在音频和电子信号处理中具有重要的应用价值，能够提高信号处理的效果和质量。
什么是分频器？
分频器是指将不同频段的声音信号区分开来，分别给于放大，然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。
在高质量声音重放时，需要进行电子分频处理。
它可分为两种：
（1）功率分频器：位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。
连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。
（2）电子分频器：将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。
因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。
使得信号损失小，音质好。
但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统。
内容来源于网络。
分频器的作用
分频器的作用
分频器是一种电子设备，用于将输入信号按照一定的频率范围进行分割成不同的频率段，输出到不同的信号路径，实现音频或视频信号的分离和处理。
它主要有以下几个作用：
1. 分频功能：分频器可以将输入信号按照设定的频率范围进行分割，将不同频率的信号分别输出到各个信号路径。
通过设定不同的频率范围，可以实现信号的精确分割和处理，避免频率重叠和干扰。
2. 分离信号：分频器可以将混合在一起的不同频率的信号分离出来，实现对不同频率信号的单独处理。
例如，在音频处理中，可以将低频信号和高频信号分别处理，实现不同的音效效果。
3. 调音控制：分频器可以根据不同的频率范围对信号进行调音控制。
例如，在音频控制中，可以通过调节低频、中频和高频的增益和音色，实现对声音的调节和塑造，使其更加丰富和平衡。
4. 分频器可以实现音频或视频的特定频率域处理。
例如，在音频处理中，可以通过分频器将输入音频信号分割成不同的频带，在每个频带上进行特定的音频处理，如均衡、压缩、延迟等，以实现更精确的音频效果。
5. 分频器还可以用于分频音频或视频信号的录制和放音。
例如，在录音过程中，可以通过分频器将输入信号分割成不同的频带，然后分别录制，以实现对不同频段的音频信号进行独立控制和
处理。
总而言之，分频器是一种常用的音频或视频信号处理设备，具有将输入信号按照一定频率范围进行分割的功能，可以实现信号的分离、调音控制和特定频率域处理等作用，为音频和视频的后期处理提供了强大的工具和手段。
分频器 原理
分频器原理分频器是一种电子电路装置，主要用于将输入的信号分为不同频率的部分。
其工作原理主要基于LC滤波器（电感和电容构成的滤波网络）来实现。
根据输入信号的频率特性，分频器可以将信号分为高频、中频和低频等不同部分，从而满足各种应用场景的需求。
分频器在音频领域中的应用较为常见，如在音频功率放大器中，分频器可以帮助将音频信号分为不同频率段，如高音、中音和低音等。
这样，各个频率段的信号可以分别经过相应的放大器处理，再传输给相应的扬声器进行播放，从而实现完整的声音还原。
分频器的工作原理如下：1.偶数分频：使用计数器在信号的上升沿或下降沿进行计数。
当计数器的值等于分频系数的一半或整数时，信号翻转。
例如，一个上升沿计数的计数器，每次计数到2时，输出信号翻转一次；每次计数到4时，输出信号再次翻转。
这种方法适用于偶数分频。
2.奇数分频：相较于偶数分频，奇数分频器的设计稍复杂。
一般采用上升沿计数，当计数到(N-1)/2时，输出信号翻转；计数到(N-1)时，输出信号再次翻转。
若要实现50%的占空比，可以通过“错位相或”的方法实现。
3.LC滤波器：分频器中的LC滤波器根据信号频率的不同，对信号进行筛选。
高通滤波器允许高频信号通过，阻止低频信号；低通滤波器则允许低频信号通过，阻止高频信号；带通滤波器则允许特定频率范围内的信号通过。
4.阻抗补偿网络：有些分频器中还会加入由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，以使音箱的阻抗曲线更平坦，便于功放驱动。
分频器利用LC滤波器和计数器等电路元件，将输入信号分为不同频率部分，以满足各种应用需求。
在不同领域，分频器的具体实现方式可能有所不同，但其核心原理均基于LC滤波器和计数器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第36卷第2期信息化研究Vo l.36 No. 2 2010年2月I nfo r m a t iza t ion R e s ea r ch Feb. 2010基于FPGA 的任意数值分频器的设计周殿凤,康素成,王俊华(盐城师范学院物理科学与电子技术学院,江苏省盐城市224002 )摘要:介绍了基于FPG A 的任意分频系数的分频器的设计,该分频器能实现分频系数和占空比均可以调节的3 类分频:整数分频、小数分频和分数分频。
所有分频均通过VHDL 语言进行了编译并且给出了仿真图。
本设计中的分频器没有竞争冒险,可移植性强,占用的FPG A资源少。
本设计在A l2 te ra 公司的Cyc l o neⅡ系列EP2C35 型FPG A芯片中完全可实现,结果表明设计是正确和可行的。
由于分频器应用非常广泛,故本设计具有很强的实用价值。
关键词: FPG A; VHDL;分频器中图分类号: TP2770 引言FPG A 作为未来数字系统的 3 大基石( FPG A、D SP、CPU ) 之一, 成为目前硬件设计研究的重点[ 1 ] 。
在数字系统的设计中,设计人员会遇到各种形式的分频需求,如偶数分频、奇数分频、半整数分频、小数分频率的1 / 10。
从图1可看出当j = 5 = m/ 2时输出时钟占空比为50 %。
图110分频器波形图和分数分频等。
在某些设计中,系统不仅对频率有要求,而且对占空比也有严格的要求。
由计数器或计数器的级联构成各种形式的偶数分频及非等占空比的奇数分频实现起来较为简单, 但对半整数分频及等占空比的奇数分频实现较为困难,小数分频和分数分频更占空比为50 %的奇数分频实现起来较为困难,实现的方法较多,文中介绍了一种占用资源较少的方法。
假设要实现占空比为50 %的m = 2 n+ 1 分频, 选择两个2 n+ 1进制计数器控制两个中间时钟c lk1 和c l k2 , 1 号计数器在输入时钟c l k的上升沿计数, 2 号在c l k 的困难[ 2 ] 。
为了解决这一问题,本文首先分析了各种分下降沿计数。
当计数器1 输出为0 ～n - 1 时c l k1 为频器的设计方法,然后将其综合起来成为一个通用分频器。
通过分析分频器的原理,探索出了一套简单明了的设计方法,设计了一个任意数值通用分频器,该分频器没有毛刺且占用的逻辑资源较少。
1 整数分频器偶数分频器的设计较为简单,可以利用计数器实1 ,输出为n ～2 n 时c l k1为0 且计数器1 输出为 2 n时计数器1清0 , 如此循环下去; 当计数器2输出为0 ～n - 1 时c l k2为1 ,输出为n ～2 n 时c l k2为0且计数器2输出为 2 n时计数器 2 清0 ,如此循环下去。
可见2种计数器实现方法一样,只是翻转的边沿不一样,最终输出的时钟c l kou t = c l k1 + c l k2。
占空比为50 %的奇数分频仿真图见图2 ,图中m = 9 ,因此是9 分频电路,现[ 3 ] 。
假设要实现m = 2 n分频, 当计数器的值为0 ～通过预置值m 可以非常方便的对分频系数进行设置j - 1时,输出时钟为 1 ,计数器的值为j～2 n- 1 时,输出时钟为0 ,在计数器值为2 n - 1 时复位计数器,如此循环下去,即可实现占空比为j/2 n的分频, m 和j都是预置数, j用于调节占空比, m 调节分频系数。
m 的值不同,分频系数也就不同, 如果预置数m 是奇数则可实现占空比不等于50 %的奇数分频。
图1 中m 取值10,故实现的是10 分频, 输出时钟频率是输入时钟频收稿日期: 2009212 220; 修回日期: 2010201209。
基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目( 08KJD140005) ;盐城师范学院校级基金资助项目( 09YCK L 016) 。
而不需要重新编程。
图29分频器波形图2小数分频器小数分频器是通过可变分频和多次平均的方法得到的[ 4 25 ] 。
假设要进行m . n分频( m 、n都是整数, 且n < 10 ),因为只有一位小数,所以总共要进行1 0次分·59·分频次数累加值分频系数1 6 32 12 43 8 34 14 45 10 36 16 47 12 48 8 39 14 4 10 10 3n ·技术应用 · 信 息 化 研 究2010年 2月频 ,总的规律是进行 n 次 m + 1分频 , 10 - n 次 m 分频 。
begin假设要进行 .j m n 分频 ( j 、m 、n 都是整数且 m 、n < 10 ) , if c s = ′0 ′then由于小数是 2 位 ,所以总共要进行 100 次分频 ,分频的 规律是进行 m n 次 j + 1 分频 , 100 - m n 次 j 分频 。
不管 是几位小数总要进行两种系数的分频 ,两种分频究竟如 何交叉进行 ,可以根据一定的规律计算出来 ,下面以 3. 6 分频为例进行讲解 。
由上面的分析知道 3. 6 分频要进 行 6次 4分频 , 4次 3分频 。
将小数部分 6按倍累加 ,假 设累加的值为 a,如果 a < 10则进行 3分频 , a < 10的话 下一次则加上 6,此后 ,如果 a ≥10 则进行 4 分频 , 4 分 频过后再将累加值减去 4后与 10比较以决定下一次分 频是 4分频还是 3分频 ,计算过程见表 1。
表 1 3. 6 分频序列分频次数累加值分频系数1 6 32 12 43 8 34 14 45 10 46 6 37 12 4 88 3 9 14 410104从表 1中看出分频规律是 :首先进行 3 分频 ,然后 进行 4分频 ,接着进行 1次 3分频和 2次 4 分频 ,如此循环下去 。
小数分频通用分频器见图 3。
if c l k ′even t and c l k = ′1′then if en = ′1 ′then / /m 分频if cn t 1 < m - 1 then cn t 1 < = cn t 1 + 1; e l se cn t 1 < = 0; end if;if cn t 1 < n1 then c l k t emp < = ′1′; e l se c l k t emp < = ′0 ′; end if;e l se / /m + 1分频if cn t 2 < m then cn t 2 < = cn t 2 + 1; e l se cn t 2 < = 0; end if;if cn t 2 < n2 then c l k t emp < = ′1 ′; e l se c l k t emp < = ′0 ′; end if;end if; end if; end if; end p r oce s s;y < = c l k t emp;3 分数分频器分数分频器的设计思想与小数分频器类似 。
假设进行 j分频 ,总分频次数由分母 m 决定 ,规律是进行 mn 次 j + 1分频和 m - n 次 j 分频 。
两种分频交替进行的计算方法也和小数分频类似 。
究竟是进行 j + 1 分 频还是 分j 频就看累加的结果是大于等于分母还是小6的分频计算过程见表 2, 可见要进行 6 次图 3 3. 6分频器波形图其中 m 表示整数部分 , n 是小数部分 , n 1、n 2 用于 控制占空比 , m 、n 、n 1、n 2可自行设置 。
图 3 中 m 、n 的 于分母 。
3 114分频 , 5次 3 分频 , 满足上面的规律 。
分数通用分频器见图 4, 其中 j 、m 、n 分别取 3、11、6, 故实现了 3 6分 11取值分别为 3 和 6 ,故实现 3. 6 分频 。
通用小数分频 程序核心代码如下 :p r oce s s ( c l k t emp ) / /自动调整分频系数和变频va r iab l e temp: in t eg e r rang e 0 to 20; / /小数累加值 beginif c l k t emp ′even t and c l k t emp = ′1 ′then temp: = temp + n; / /小数累加if temp < 10 then en < = ′1′; / /m 分频标识 e l se en < = ′0 ′; / /m + 1分频标识 temp: = temp - 10; end if; end if; end p roce s s; p r oce s s ( c l k ) / /分频·60·频 , 参数 n 1、n 2用来调节占空比 。
表 2 36分频序列 1111164第 36卷第 2期 周殿凤 ,等 :基于 FPG A 的任意数值分频器的设计 ·技术应用 ·图 4 3 6分频器波形图114 任意数值分频器加入控制模块就可以将上述 4种分频器集成到一起 ,变成任意数值分频器 ,顶层原理见图 5。
图 5 任意数值分频器原理图当输入的二进制数 a = 00时实现偶数和占空比不等于 50 %的奇数分频 , a = 01 时实现占空比为 50 %的 奇数分频 , a = 10 和 11 时分别实现小数和分数分频 。
其中 m 、j 分别控制整数分频的分频系数和占空比 。
小 数分频时 m 、n 分别调整整数部分和小数部分 ; 分数分 频时 j 调整整数部分 , 而 m 、n 分别控制分母和分子值 。
n 1 和 n 2 用于调节分数和小数分频的占空比 。
因为有 小数和分数分频 , 所以预置端口较多 , 但是可调性也达到了最大 。
5 结束语文中介绍了任意数值分频器的设计 ,可以方便地 对占空比和分频系数进行调节而不需要重新编程 ,整 个程序占用逻辑资源不到 EP2C35 芯片的千分之一 。
本设计有 很 大 的 通 用 性 , 可 以 在 不 同 的 FPG A 甚 至CPLD 芯片间移植 , 不管对初学者还是程序设计人员都有一定的参考价值 。
参 考 文 献[ 1 ] 张静亚. FPG A 系统设计中资源分配的分析和研究 [ J ]. 信息化研究 , 2009 , 35 ( 3 ) : 37239.[ 2 ] 周子昂 ,王福源 , 魏军辉. 基于 FPG A 的通 用分频器设计[ J ]. 微计算机学报 , 2009 , 25 ( 3 22) : 2072209.[ 3 ] 潘松 , 黄继业. EDA 技术实用教程 [M ]. 北京 : 科 学 出 版社 , 2006.[ 4 ] 何攀峰 ,刘亮. Σ - Δ调制小数分频器四模分频控制方法的分析与实现 [ J ]. 研究与开发 , 2008 , 27 ( 4 ) : 31233.[ 5 ] 白雪皎. 基于 CPLD 半整数分频器的设计 [ J ]. 长春大学学报 , 2006, 116 ( 1 ) : 13215.周殿凤 ( 19782) ,女 ,硕士 ,讲师 ,主要从事电子方面的教学 与研究 。