Internet Windows Android

Despre crossover-uri în audio auto. Crossover-uri audio auto: ce sunt și ai nevoie de ele? Crossover amplificator

Citirea 3 min. Vizualizări 2.4k.

Crossoverele sunt numite filtre crossover pentru acustica mașinii. Aceste filtre separă semnalul din difuzoarele cu mai multe căi în frecvențe joase, medii și înalte.Înainte de a repara sau înlocui crossover-ul încorporat în radio, trebuie avut în vedere faptul că aceasta este una dintre componentele cheie ale sistemului audio auto împreună cu amplificatorul.

Ce este și cum funcționează

Datorită caracteristicilor lor de design, dinamica radioului auto nu este capabilă să reproducă întregul spectru de frecvențe. Mai multe difuzoare sunt instalate în mașini, fiecare dintre ele funcționând într-o gamă limitată. Crossover-ul în muzică este componenta principală a unui sistem audio cu mai multe căi. Datorită acestui detaliu, difuzoarele concepute pentru a reproduce frecvențele înalte primesc semnalul destinat acestora.

Dacă un astfel de dispozitiv nu ar fi disponibil, tweeterele ar putea primi semnalul care este destinat subwooferului. Cu cât dispozitivul acceptă mai multe canale, cu atât mai multe difuzoare puteți instala.

Crossover-ul difuzorului și al subwooferului este format din 2 componente principale: un condensator și un inductor. Aceste elemente reactive cele mai simple diferențiază semnalul.

Soiuri și caracteristici

Crossoverele care fac parte din sistemele audio auto sunt împărțite în 2 categorii principale: active și pasive. Elementul pasiv este varietatea mai comună și se găsește mai des pe piață. Dispozitivul pasiv nu are nevoie de alimentare suplimentară, este mai ușor și mai rapid pentru proprietarul mașinii să îl instaleze.


Dezavantajul unui astfel de element este calitatea proastă. Datorită principiului pasiv de funcționare, dispozitivul preia o parte din energia filtrului pentru a-și menține performanța.

În acest caz, elementele reactive ale dispozitivului care funcționează la limită modifică defazajul, din cauza căruia utilizatorul sistemului audio nu poate regla frecvențele cât mai precis posibil.

Elementele active sunt lipsite de acest dezavantaj. Au o structură internă mai complexă, iar din acest motiv, streaming audio este mai bine filtrat. Pe lângă bobine și containere, astfel de dispozitive conțin semiconductori suplimentari, dar în același timp au dimensiuni mai compacte. Elementele active sunt rareori vândute ca echipamente de sine stătătoare, dar sunt întotdeauna instalate în amplificatoarele auto.

Pentru o persoană obișnuită care este departe de a construi difuzoare pentru redarea muzicii, cuvântul „încrucișare difuzoare” nu înseamnă nimic. Există o mulțime de informații despre acest lucru pe Internet, inclusiv articole informaționale, precum și videoclipuri.

Ce este un crossover

Această „cutie” este o parte obligatorie a sistemului de difuzoare. Acest lucru se datorează faptului că nu există difuzoare în lume care ar putea reproduce cu exactitate întreaga gamă de frecvențe. Prin urmare, două, trei sau mai multe difuzoare sunt folosite pentru a construi difuzoare. Cu toate acestea, nu uitați de „clătite”. Acest tip de difuzor este format din mai multe părți, datorită cărora, se mândrește cu un răspuns în frecvență suficient de plat pe întreaga gamă de frecvență.

Crossover-ul este conceput pentru a împărți semnalul de intrare în diferite componente și a le trimite către diferite difuzoare ale sistemului de difuzoare. Astfel, tweeter-ul redă doar frecvențe înalte, în timp ce woofer-ul reproduce frecvențele medii și joase. Crossover-ul se mai numește și filtru.

Următoarele elemente sunt considerate componente principale:

  • condensator;
  • inductor.

În mod colectiv, aceste elemente electrice „taie” frecvențele inutile care sunt trimise la difuzoare. Apropo, condensatoarele și bobinele au costuri diferite. Astfel, cu cât aceste elemente sunt mai scumpe, cu atât difuzorul va suna în cele din urmă mai bine.

Ordinea de filtrare

Rezultatul final va depinde de numărul de elemente electrice. În funcție de numărul de condensatori și inductori, filtrul poate fi de diferite ordine. Dacă crossover-ul constă dintr-un element, să spunem un condensator, atunci filtrul va fi de ordinul întâi. Pentru a obține un filtru de ordinul doi, numărul de elemente trebuie dublat. Calitatea filtrării frecvențelor inutile depinde de ordinea încrucișării. Acest parametru se numește pantă și se măsoară în decibeli pe octavă. Cu cât este mai mare ordinea filtrului, cu atât este mai mare panta de rulare.

Activ și pasiv

Încrucișările sunt împărțite în două grupe:

  • activ;
  • pasiv.

Fiecare tip are propriile sale avantaje și dezavantaje.

Cele active constau nu numai din condensatoare și bobine, ci și din tranzistoare. Datorită acestui fapt, dimensiunile dispozitivului au fost reduse. Este dificil să găsești un crossover activ realizat ca element separat. Ele fac în principal parte dintr-un amplificator audio auto.

Pasivele sunt mult mai frecvente. Principalul avantaj al acestui tip de crossover este că nu este nevoie de alimentare suplimentară, deci sunt ușor de instalat.

În plus, filtrele pasive și active sunt împărțite în încă 3 subtipuri:

  1. De înaltă frecvență, conceput pentru a trece un semnal de înaltă frecvență, întrerupând orice altceva. Acest subtip este pentru tweetere.
  2. Frecvențele joase, pe de altă parte, întrerup frecvențele înalte și transmit semnalul de joasă frecvență prin ele. Folosit pentru woofer-uri.
  3. Filtru de bandă largă, numit și Band Pass. Acest subtip este necesar pentru a tăia frecvențele în afara unui anumit interval. Este conceput pentru difuzoare medii.

Crossoverele sunt dispozitive din sistemele de sunet care creează intervalele de frecvență de operare dorite pentru difuzoare. Difuzoarele sunt proiectate să funcționeze într-un anumit domeniu de frecvență. Nu acceptă frecvențe în afara acestui interval. Dacă se aplică o frecvență joasă difuzorului de înaltă frecvență (tweeter), atunci imaginea sunetului se va deteriora, iar dacă semnalul este și puternic, atunci tweeter-ul se va „arde”. Tweeterele ar trebui să funcționeze numai cu frecvențe înalte, iar subwooferele ar trebui să primească doar intervalul de frecvență joasă din semnalul sonor general. Banda de mijloc rămasă merge la difuzoarele mid-range (midwoofer-uri). Prin urmare, sarcina crossover-urilor este de a împărți semnalul audio în benzile de frecvență dorite (optime) pentru tipurile de difuzoare respective.

Mai simplu spus, un crossover este o pereche de filtre electrice. Să presupunem că crossover-ul are o frecvență de tăiere de 1000 Hz. Aceasta înseamnă că unul dintre filtrele sale reduce toate frecvențele sub 1000 Hz și trece doar frecvențele peste 1000 Hz. Un astfel de filtru se numește filtru trece-înalt. Un alt filtru care trece frecvențele sub 1000 Hz se numește trece-jos. Lucrarea acestui crossover este prezentată grafic în figură. Intersecția celor două curbe este frecvența de tăiere de încrucișare de 1000 Hz. Crossover-urile cu trei căi au, de asemenea, un filtru trece-bandă care trece doar de intervalul de frecvență medie (aproximativ 600 Hz până la 5000 Hz.) Figura arată răspunsul în frecvență al unui crossover cu trei căi.

Ordinea sensibilității este raportul dintre intensitatea semnalului de ieșire (dB) al crossoverului și frecvența semnalului de intrare, presupunând că intensitatea semnalului de intrare este constantă. De obicei, sensibilitatea (panta) este caracterizată ca un raport dB/octavă. Din multe motive matematice, sensibilitatea de încrucișare este întotdeauna un multiplu de 6 decibeli pe octava (6 dB / octava). Crossover-ul de ordinul întâi are o sensibilitate de 6 dB/octavă. Crossover-ul de ordinul doi are o sensibilitate de 12 dB/octavă, ordinul al treilea este de 18 dB/octavă, iar cel de-al patrulea crossover este de 24 dB/octavă.

Luați în considerare un filtru trece-jos de ordinul trei cu o frecvență de tăiere de 100 Hz. După cum sa menționat mai sus, acest crossover va permite trecerea doar a frecvențelor sub 100 Hz și va reduce frecvențele de peste 100 Hz. Frecvențele vor fi tăiate în felul următor: toate frecvențele peste 100 Hz își vor pierde din intensitate la ieșirea filtrului în multipli de 18 dB, în funcție de octava în care intră. Adică, frecvența de 200 Hz (prima octava deasupra frecvenței de tăiere) își va pierde din intensitate cu 18 dB, intensitatea frecvenței la 400 Hz (a doua octava) va scădea cu 36 Hz, iar a treia octava (800 Hz). ) se va slăbi cu 54 dB. Și așa mai departe, toate octavele ulterioare se vor slăbi cu un multiplu de 18 dB. Un filtru trece-jos mai puțin sensibil de ordinul întâi, cu o frecvență de tăiere de 100 Hz, va face același lucru, doar octavele inutile vor fi slăbite nu cu 18 dB, ci cu 6 dB.
După cum puteți vedea, filtrele care compun crossover-urile nu pot tăia imediat frecvențele inutile, dar o fac treptat, cu sensibilitate diferită în funcție de ordinea lor.

Încrucișările de ordinul întâi sunt cele mai simple încrucișări pasive care constă dintr-un condensator și un inductor. Condensatorul acționează ca un filtru trece-înalt pentru a proteja tweeter-ul de frecvențele joase și medii inutile. Bobina este folosită ca filtru trece-jos. Sensibilitatea crossover-urilor de ordinul întâi este scăzută - doar 6 dB pe octava. Pe partea pozitivă a acestor crossover, nu există nicio schimbare de fază între tweeter și celălalt difuzor.


Crossover de ordinul doi. Se mai numesc și crossover Butterworth, după creatorul modelului matematic al acestor crossover. Din punct de vedere structural, acestea constau dintr-un condensator și bobină pe tweeter și un condensator și bobină pe woofer. Au o sensibilitate mai mare de 12 dB pe octava, dar ofera o schimbare de faza de 180 de grade, ceea ce inseamna ca membranele tweeterului si celalalt difuzor calatoresc desincronizat. Pentru a elimina această problemă, este necesar să inversați polaritatea firelor de pe tweeter.


Crossover-uri de ordinul trei. Astfel de crossovere au o bobină și doi condensatori pe tweeter, în timp ce invers pe difuzorul de joasă frecvență. Aceste crossovere au o sensibilitate de 18 dB/octavă și au caracteristici bune de fază la orice polaritate. O caracteristică negativă a încrucișărilor de ordinul 3 este că este inacceptabil să se folosească întârzieri pentru a elimina problemele asociate cu difuzoarele care nu radiază pe același plan vertical.


Încrucișări de ordinul al patrulea. Crossover-urile Butterworth de ordinul al patrulea au o sensibilitate mare de 24 dB pe octava, ceea ce reduce dramatic crossover-ul difuzoarelor din regiunea de crossover. Schimbarea de fază este de 360 ​​de grade, ceea ce înseamnă efectiv nicio schimbare de fază. Cu toate acestea, cantitatea de defazare în acest caz nu este constantă și poate duce la o operațiune de încrucișare neregulată. Aceste crossovere practic nu sunt folosite în practică.

Linkwitz și Riley au reușit să optimizeze designul crossover-ului de ordinul al patrulea. Acest crossover este format din două crossover-uri Butterworth de ordinul doi în serie pentru tweeter și același lucru pentru subwoofer. Sensibilitatea lor este, de asemenea, de 24 dB pe octava, dar nivelul de ieșire la fiecare filtru este cu 6 dB mai mic decât nivelul de ieșire al crossover-ului. Crossover-ul Linkwitz-Riley nu are schimbări de fază și permite corectarea timpului pentru difuzoarele care nu funcționează în același plan fizic. Aceste crossover-uri oferă cea mai bună performanță acustică în comparație cu alte modele.

Design crossover pasiv

După cum sa menționat mai sus, un crossover pasiv constă din condensatori și inductori. Pentru a asambla un crossover pasiv de ordinul întâi, este necesar să aveți un condensator și un inductor. Condensatorul este instalat în serie pe tweeter (filtru trece-înalt), iar bobina în serie pe woofer (filtru trece jos). Valorile nominale ale inductanței pentru bobină ((H - microhenry) și capacitatea ((F - microfarads)) sunt date în tabel în funcție de frecvența de încrucișare dorită și de impedanța difuzorului.
Crossover de ordinul 1 (6 dB/octavă)

De exemplu, să selectăm capacitatea și inductanța pentru un crossover cu o frecvență de tăiere de 4000 Hz și o impedanță a difuzorului de 4 ohmi. Din tabelul de mai sus, aflăm că capacitatea condensatorului de ordinul întâi ar trebui să fie de 10 mF, iar inductanța bobinei de 0,2 mH.

Pentru a determina valorile nominale ale componentelor pentru crossover de ordinul doi (12 dB / octava), valorile din același tabel pentru condensator trebuie înmulțite cu un factor de 0,7, iar valoarea pentru inductor trebuie să fie înmulțit cu factorul 1,414. Amintiți-vă că un crossover de ordinul doi necesită doi condensatori și două inductori. Să compunem un crossover de ordinul doi pentru o frecvență de tăiere de 4000 Hz. Pentru a determina valorile pentru ambii condensatori, înmulțiți valoarea din tabelul de 10 mF cu un factor de 0,7 și obțineți 7 mF. Apoi, înmulțiți valoarea inductanței de 0,2 mH cu un factor de 1,414 pentru a obține o valoare a inductanței pentru fiecare bobină de 0,28 mH. Unul dintre acești condensatori este instalat în serie pe tweeter, iar celălalt în paralel pe woofer. O bobină în paralel cu tweeter-ul, iar cealaltă în serie către woofer.

Crossover-uri pasive și active

Diferența dintre aceste două tipuri de crossover este foarte simplă. Un crossover activ necesită alimentare externă, în timp ce un crossover pasiv nu. Din acest motiv, crossover-ul activ are loc în sistemul de sunet înaintea amplificatorului, procesând semnalul audio de la preamplificatorul unității principale (de exemplu, un radio auto). În plus, după trecerea activă, sunt instalate două sau trei amplificatoare de putere. În acest caz, un amplificator nu este instalat, deoarece nu are sens să combinați semnalele separate de crossoverul activ într-un singur semnal în amplificator. Semnalele separate trebuie amplificate separat. După cum puteți vedea, crossover-urile active sunt utilizate în sistemele de sunet scumpe de înaltă calitate.

Crossover-urile pasive procesează semnalul deja amplificat și sunt instalate în fața difuzoarelor. Posibilitățile de crossovere pasive sunt limitate în comparație cu cele active, dar aplicarea lor corectă poate da rezultate bune cu costuri financiare minime. Crossover-urile pasive funcționează bine cu ordinele de sensibilitate mai mici de 18 dB/octavă necesare. Peste această limită, doar crossover-urile active funcționează bine.

Crossoverele pasive sunt utilizate în principal pentru procesarea semnalului tweeterelor și difuzoarelor medii. Pentru woofer-uri, aceste crossovere pot fi utilizate, cu toate acestea, cererea pentru calitatea condensatoarelor și inductorilor este în creștere bruscă, ceea ce duce la creșterea prețului și la creșterea dimensiunii acestora. Încrucișările pasive nu tolerează bine supraîncărcarea. Intensitățile de vârf ale semnalului de la amplificator pot modifica frecvența de tăiere a filtrelor. În plus, filtrul overdrive atenuează semnalul audio (amortizare). Prin urmare, atunci când alegeți crossovere pasive, acordați atenție capacității acestora de a rezista la sarcinile de vârf generate de amplificator.

Crossoverele active (sau electronice) sunt multe filtre active pe care le puteți controla și modifica cu ușurință frecvența de tăiere a oricărui canal. Crossover-urile active pot fi în orice ordine de sensibilitate, de la 6 dB la 72 dB pe octava (sau mai mare).În general, crossover-urile active pentru sistemele audio auto au o sensibilitate de 24 dB pe octava. Cu această sensibilitate, schimbul de frecvențe între difuzoare este practic imposibil. Imaginea sonoră este de foarte bună calitate. Singurul dezavantaj al crossover-urilor active este că sunt scumpe în comparație cu cele pasive.

Schimbarea de fază

Acum să vorbim despre schimbările de fază care pot apărea în sistemele de sunet care folosesc crossover. Schimbarea de fază este un fenomen inevitabil rezultat din caracteristicile de proiectare ale filtrelor trece-înalt, trece-jos și trece-bandă.

O fază este o conexiune temporară între două semnale. Faza este măsurată în grade de la 0 la 360. Dacă două difuzoare identice emit unde sonore în faza opusă (deplasare de fază 180 de grade), atunci are loc atenuarea sunetului. Problema se remediază inversând polaritatea unuia dintre difuzoare.

Când un sistem de difuzoare este format din difuzoare diferite care funcționează în diferite game de frecvență (tweeter și midwoofer), eliminarea defazării nu este întotdeauna rezolvată prin simpla schimbare a „+” în „-”. Lungimea de undă de la tweeter este mai scurtă decât de la midwoofer. Prin urmare, partea frontală a undei de înaltă frecvență poate ajunge la ascultător mai târziu (sau mai devreme) decât partea frontală a undei de frecvență medie (sau de joasă frecvență). Această întârziere se datorează defazajului. În acest caz, puteți optimiza imaginea sonoră prin alinierea fizică a celor două difuzoare una față de alta în plan vertical până când imaginea sonoră este îmbunătățită. De exemplu, la o lungime de undă de 1000 Hz, o întârziere de o milisecundă este eliminată prin deplasarea difuzoarelor cu 30 cm una față de alta.

Setare de crossover activă

Cel mai important lucru în acordarea crossover este alegerea frecvenței de tăiere corecte. Dacă avem un crossover activ cu trei benzi, atunci ne confruntăm cu sarcina de a determina două puncte (frecvențe) ale limitei. Primul punct definește frecvența de tăiere pentru subwoofer (low-pass) și începutul gamei medii pentru midwoofer (high-pass). Al doilea punct definește frecvența de sfârșit a gamei medii (low-pass) și frecvența de pornire a gamei de înaltă frecvență pentru tweeter (high-pass). Cel mai important, atunci când setați frecvențele de tăiere încrucișate, rețineți caracteristicile de frecvență ale difuzorului și în niciun caz nu încărcați difuzorul cu frecvențe care nu sunt incluse în domeniul său de funcționare.

De exemplu, dacă un subwoofer zdrăngănește puțin sau emite un zumzet, atunci este supraîncărcat cu frecvențe medii nedorite (peste 100 Hz). Mutați frecvența de tăiere (pass-jos) la 75 Hz și/sau setați sensibilitatea la 18 dB sau 24 dB pe octava, dacă este posibil. Amintiți-vă că creșterea ordinii sensibilității de încrucișare (dB/octavă) reduce mai bine frecvențele inutile, împiedicându-le să se scurgă prin filtru. Ordinea de sensibilitate a filtrelor de trecere înaltă pentru midwoofer poate fi lăsată la 12 dB/octavă (pentru difuzoarele medii „soft”). Această setare de crossover activă se numește asimetrică.

Acest tabel arată frecvențele inițiale de tăiere pentru diferite tipuri de difuzoare la setarea crossover-urilor active.

Citirea 3 min. Vizualizări 4.1k.

Un crossover este un dispozitiv conceput pentru a împărți semnalul audio furnizat de la radio în benzi separate. Acest dispozitiv este folosit nu numai cu difuzoare full-range, ci și cu cele speciale - subwoofer-uri, midwoofer-uri și tweetere. Înțelegerea pentru ce este un crossover în acustica mașinii ar trebui făcută pentru a obține un sunet mai bun și mai natural.

feluri

Aceste dispozitive pentru acustica auto sunt împărțite în două tipuri: active și pasive. În primul caz, accesoriul este echipat cu un amplificator. Acest lucru permite o bandă mai eficientă a sunetului și adaugă capacitatea de a regla frecvența de încrucișare, sensibilitatea și panta. Splitterele active sunt rareori produse ca dispozitive independente, cel mai adesea ca parte a amplificatoarelor de putere pentru audio auto.

Încrucișările pasive sunt cele mai simple și mai comune. Un astfel de dispozitiv este format din mai multe filtre, care includ bobine și condensatoare. Primul întârzie frecvențele înalte, cel de-al doilea suprimă frecvențele joase. Pentru a îmbunătăți eficiența, bobinele și condensatorii sunt combinate în circuite. Splitter-ul pasiv are o intrare, precum și două sau trei ieșiri. Fiecare difuzor este conectat la propriile terminale. Casetofonul radio este conectat direct la intrarea dispozitivului de separare.

Crossoverele sunt împărțite în două sensuri și trei sensuri în funcție de numărul de benzi partajate. În primul caz, dispozitivul selectează separat frecvențele joase și înalte, care sunt alimentate la subwoofer și, respectiv, tweeter. Dispozitivele cu trei căi accentuează, de asemenea, banda de frecvență medie. Este alimentat la difuzoare speciale numite midwoofer. Unul dintre avantajele importante ale unui separator pasiv este că nu are nevoie de alimentare suplimentară. Este posibil să reglați caracteristicile sunetului folosind comutatoare.

Instrucțiuni de conectare

Crossover-ul pasiv pentru audio auto este conectat după cum urmează:

  1. Difuzoarele sunt achiziționate și instalate.
  2. Firele de ieșire a difuzoarelor de la radio sunt conectate la bornele de intrare ale dispozitivului.
  3. Difuzoarele sunt conectate folosind cabluri de difuzoare la bornele corespunzătoare de pe dispozitiv, care pot fi etichetate Wf (pentru difuzorul cu gamă completă), Sw (pentru subwoofer), Mw (pentru midwoofer) și Tw (pentru tweeter).

Încrucișări sunt dispozitive din sistemele de sunet care creează intervalele de frecvență de operare dorite pentru difuzoare. Difuzoarele sunt proiectate să funcționeze într-un anumit domeniu de frecvență. Nu acceptă frecvențe în afara acestui interval. Dacă se aplică o frecvență joasă difuzorului de înaltă frecvență (tweeter), atunci imaginea sunetului se va deteriora, iar dacă semnalul este și puternic, atunci tweeter-ul se va „arde”. Tweeterele ar trebui să funcționeze numai cu frecvențe înalte, iar subwooferele ar trebui să primească doar intervalul de frecvență joasă din semnalul sonor general. Banda de mijloc rămasă merge la difuzoarele mid-range (midwoofer-uri). Prin urmare, sarcina crossover-urilor este de a împărți semnalul audio în benzile de frecvență dorite (optime) pentru tipurile de difuzoare respective.

Pur și simplu pune, crossover-ul este o pereche de filtre electrice... Să presupunem că crossover-ul are o frecvență de tăiere de 1000 Hz. Aceasta înseamnă că unul dintre filtrele sale reduce toate frecvențele sub 1000 Hz și trece doar frecvențele peste 1000 Hz. Un astfel de filtru se numește filtru trece-înalt. Un alt filtru care trece frecvențele sub 1000 Hz se numește trece-jos.

Intersecția celor două curbe este frecvența de tăiere de încrucișare de 1000 Hz. Crossover-urile cu trei căi au, de asemenea, un filtru trece-bandă care trece doar de intervalul de frecvență medie (aproximativ 600 Hz până la 5000 Hz.) Figura arată răspunsul în frecvență al unui crossover cu trei căi.

Ordine de sensibilitate este raportul dintre intensitatea semnalului de ieșire (dB) a crossover-ului și frecvența semnalului de intrare, presupunând că intensitatea semnalului de intrare este constantă. De obicei, sensibilitatea (panta) este caracterizată ca un raport dB/octavă. Din multe motive matematice, sensibilitatea de încrucișare este întotdeauna un multiplu de 6 decibeli pe octava (6 dB / octava). Crossover-ul de ordinul întâi are o sensibilitate de 6 dB/octavă. Crossover-ul de ordinul doi are o sensibilitate de 12 dB/octavă, ordinul al treilea este de 18 dB/octavă, iar cel de-al patrulea crossover este de 24 dB/octavă.

Luați în considerare un filtru trece-jos de ordinul trei cu o frecvență de tăiere de 100 Hz. După cum sa menționat mai sus, acest crossover va permite trecerea doar a frecvențelor sub 100 Hz și va reduce frecvențele de peste 100 Hz. Frecvențele vor fi tăiate în felul următor: toate frecvențele peste 100 Hz își vor pierde din intensitate la ieșirea filtrului în multipli de 18 dB, în funcție de octava în care intră. Adică, frecvența de 200 Hz (prima octava deasupra frecvenței de tăiere) își va pierde din intensitate cu 18 dB, intensitatea frecvenței la 400 Hz (a doua octava) va scădea cu 36 Hz, iar a treia octava (800 Hz). ) se va slăbi cu 54 dB. Și așa mai departe, toate octavele ulterioare se vor slăbi cu un multiplu de 18 dB. Un filtru trece-jos mai puțin sensibil de ordinul întâi, cu o frecvență de tăiere de 100 Hz, va face același lucru, doar octavele inutile vor fi slăbite nu cu 18 dB, ci cu 6 dB.

După cum puteți vedea, filtrele care compun crossover-urile nu pot tăia imediat frecvențele inutile, dar o fac treptat, cu sensibilitate diferită în funcție de ordinea lor.

Condensatorii sunt cele mai simple încrucișări pentru comutarea canal cu canal. Conectăm mediul bass direct la o pereche de canale, iar tweeterele la cealaltă pereche de canale prin condensatori. În cele mai multe cazuri, capacitățile lor sunt de ordinul a 3-5 μF.

Crossover-uri de primă ordine- Acesta este cel mai simplu crossover pasiv, care constă dintr-un condensator și un inductor.

Condensatorul acționează ca un filtru trece-înalt pentru a proteja tweeter-ul de frecvențele joase și medii inutile. Bobina este folosită ca filtru trece-jos.

Sensibilitatea crossover-urilor de ordinul întâi este scăzută - doar 6 dB pe octava. Pe partea pozitivă a acestor crossover, nu există nicio schimbare de fază între tweeter și celălalt difuzor.

Crossover de ordinul doi... Se mai numesc și crossover Butterworth, după creatorul modelului matematic al acestor crossover. Din punct de vedere structural, acestea constau dintr-un condensator și bobină pe tweeter și un condensator și bobină pe woofer.

Au o sensibilitate mai mare de 12 dB pe octava, dar ofera o schimbare de faza de 180 de grade, ceea ce inseamna ca membranele tweeterului si celalalt difuzor calatoresc desincronizat.

Pentru a elimina această problemă, este necesar să inversați polaritatea firelor de pe tweeter.

Crossover de ordinul trei... Astfel de crossovere au o bobină și doi condensatori pe tweeter, în timp ce invers pe difuzorul de joasă frecvență.

Aceste crossovere au o sensibilitate de 18 dB/octavă și au caracteristici bune de fază la orice polaritate.

O caracteristică negativă a încrucișărilor de ordinul 3 este inadmisibilitatea utilizării întârzierilor pentru a elimina problemele asociate cu difuzoarele care nu radiază pe același plan vertical.

Crossover de ordinul al patrulea... Crossover-urile Butterworth de ordinul al patrulea au o sensibilitate mare de 24 dB pe octava, ceea ce reduce dramatic crossover-ul difuzoarelor din regiunea de crossover. Schimbarea de fază este de 360 ​​de grade, ceea ce înseamnă efectiv nicio schimbare de fază. Cu toate acestea, cantitatea de defazare în acest caz nu este constantă și poate duce la o operațiune de încrucișare neregulată. Aceste crossovere practic nu sunt folosite în practică.

Linkwitz și Riley au reușit să optimizeze designul crossover-ului de ordinul al patrulea. Acest crossover este format din două crossover-uri Butterworth de ordinul doi în serie pentru tweeter și același lucru pentru subwoofer. Sensibilitatea lor este, de asemenea, de 24 dB pe octava, dar nivelul de ieșire la fiecare filtru este cu 6 dB mai mic decât nivelul de ieșire al crossover-ului. Crossover-ul Linkwitz-Riley nu are schimbări de fază și permite corectarea timpului pentru difuzoarele care nu funcționează în același plan fizic. Aceste crossover-uri oferă cea mai bună performanță acustică în comparație cu alte modele.

Design crossover pasiv

După cum sa menționat mai sus, un crossover pasiv constă din condensatori și inductori. Pentru a asambla un crossover pasiv de ordinul întâi, este necesar să aveți un condensator și un inductor. Condensatorul este instalat în serie pe tweeter (filtru trece-înalt), iar bobina în serie pe woofer (filtru trece jos). Valorile nominale ale inductanței pentru bobină ((H - microhenry) și capacitatea ((F-microfarads)) sunt date în tabel în funcție de frecvența de încrucișare dorită și de impedanța difuzorului.

De exemplu, să selectăm capacitatea și inductanța pentru un crossover cu o frecvență de tăiere de 4000 Hz și o impedanță a difuzorului de 4 ohmi. Din tabelul de mai sus, aflăm că capacitatea condensatorului de ordinul întâi ar trebui să fie de 10 mF, iar inductanța bobinei de 0,2 mH.

Pentru a determina valorile nominale ale componentelor pentru crossover de ordinul doi (12 dB / octava), valorile din același tabel pentru condensator trebuie înmulțite cu un factor de 0,7, iar valoarea pentru inductor trebuie să fie înmulțit cu factorul 1,414. Amintiți-vă că un crossover de ordinul doi necesită doi condensatori și două inductori. Să compunem un crossover de ordinul doi pentru o frecvență de tăiere de 4000 Hz. Pentru a determina valorile pentru ambii condensatori, înmulțiți valoarea din tabelul de 10 mF cu un factor de 0,7 și obțineți 7 mF. Apoi, înmulțiți valoarea inductanței de 0,2 mH cu un factor de 1,414 pentru a obține o valoare a inductanței pentru fiecare bobină de 0,28 mH. Unul dintre acești condensatori este instalat în serie pe tweeter, iar celălalt în paralel pe woofer. O bobină în paralel cu tweeter-ul, iar cealaltă în serie către woofer.

Crossover-uri pasive și active

Diferența dintre aceste două tipuri de crossover este foarte simplă. Un crossover activ necesită alimentare externă, în timp ce un crossover pasiv nu. Din acest motiv, crossover-ul activ are loc în sistemul de sunet înaintea amplificatorului, procesând semnalul audio de la preamplificatorul unității principale (de exemplu, un radio auto). În plus, după trecerea activă, sunt instalate două sau trei amplificatoare de putere. În acest caz, un amplificator nu este instalat, deoarece nu are sens să combinați semnalele separate de crossoverul activ într-un singur semnal în amplificator. Semnalele separate trebuie amplificate separat. După cum puteți vedea, crossover-urile active sunt utilizate în sistemele de sunet scumpe de înaltă calitate.

Crossover-urile pasive procesează semnalul deja amplificat și sunt instalate în fața difuzoarelor. Posibilitățile de crossovere pasive sunt limitate în comparație cu cele active, dar aplicarea lor corectă poate da rezultate bune cu costuri financiare minime. Crossover-urile pasive funcționează bine cu ordinele de sensibilitate mai mici de 18 dB/octavă necesare. Peste această limită, doar crossover-urile active funcționează bine.

Crossoverele pasive sunt utilizate în principal pentru procesarea semnalului tweeterelor și difuzoarelor medii. Pentru woofer-uri, aceste crossovere pot fi utilizate, cu toate acestea, cererea pentru calitatea condensatoarelor și inductorilor este în creștere bruscă, ceea ce duce la creșterea prețului și la creșterea dimensiunii acestora. Încrucișările pasive nu tolerează bine supraîncărcarea. Intensitățile de vârf ale semnalului de la amplificator pot modifica frecvența de tăiere a filtrelor. În plus, filtrul overdrive atenuează semnalul audio (amortizare). Prin urmare, atunci când alegeți crossovere pasive, acordați atenție capacității acestora de a rezista la sarcinile de vârf generate de amplificator.

Crossoverele active (sau electronice) sunt multe filtre active pe care le puteți controla și modifica cu ușurință frecvența de tăiere a oricărui canal. Crossover-urile active pot fi în orice ordine de sensibilitate, de la 6 dB la 72 dB pe octava (sau mai mare).În general, crossover-urile active pentru sistemele audio auto au o sensibilitate de 24 dB pe octava. Cu această sensibilitate, schimbul de frecvențe între difuzoare este practic imposibil. Imaginea sonoră este de foarte bună calitate. Singurul dezavantaj al crossover-urilor active este că sunt scumpe în comparație cu cele pasive.

Schimbarea de fază

Acum să vorbim despre schimbările de fază care pot apărea în sistemele de sunet care folosesc crossover. Schimbarea de fază este un fenomen inevitabil rezultat din caracteristicile de proiectare ale filtrelor trece-înalt, trece-jos și trece-bandă.

O fază este o conexiune temporară între două semnale. Faza este măsurată în grade de la 0 la 360. Dacă două difuzoare identice emit unde sonore în faza opusă (deplasare de fază 180 de grade), atunci are loc atenuarea sunetului. Problema se remediază inversând polaritatea unuia dintre difuzoare.

Când un sistem de difuzoare este format din difuzoare diferite care funcționează în diferite game de frecvență (tweeter și midwoofer), eliminarea defazării nu este întotdeauna rezolvată prin simpla schimbare a „+” în „-”. Lungimea de undă de la tweeter este mai scurtă decât de la midwoofer. Prin urmare, partea frontală a undei de înaltă frecvență poate ajunge la ascultător mai târziu (sau mai devreme) decât partea frontală a undei de frecvență medie (sau de joasă frecvență). Această întârziere se datorează defazajului. În acest caz, puteți optimiza imaginea sonoră prin alinierea fizică a celor două difuzoare una față de alta în plan vertical până când imaginea sonoră este îmbunătățită. De exemplu, la o lungime de undă de 1000 Hz, o întârziere de o milisecundă este eliminată prin deplasarea difuzoarelor cu 30 cm una față de alta.

Setare de crossover activă

Cel mai important lucru în acordarea crossover este alegerea frecvenței de tăiere corecte. Dacă avem un crossover activ cu trei benzi, atunci ne confruntăm cu sarcina de a determina două puncte (frecvențe) ale limitei. Primul punct definește frecvența de tăiere pentru subwoofer (low-pass) și începutul gamei medii pentru midwoofer (high-pass). Al doilea punct definește frecvența de sfârșit a gamei medii (low-pass) și frecvența de pornire a gamei de înaltă frecvență pentru tweeter (high-pass). Cel mai important, atunci când setați frecvențele de tăiere încrucișate, rețineți caracteristicile de frecvență ale difuzorului și în niciun caz nu încărcați difuzorul cu frecvențe care nu sunt incluse în domeniul său de funcționare.

De exemplu, dacă subwoofer-ul zdrăngănește puțin sau emite un zumzet (rezonanță neplăcută a caroseriei mașinii), atunci este supraîncărcat cu frecvențe medii care sunt nedorite pentru acesta (peste 100 Hz). Mutați frecvența de tăiere (pass-jos) la 75 Hz și/sau setați sensibilitatea la 18 dB sau 24 dB pe octava, dacă este posibil.

Amintiți-vă că creșterea ordinii sensibilității de încrucișare (dB/octavă) reduce mai bine frecvențele inutile, împiedicându-le să se scurgă prin filtru. Ordinea de sensibilitate a filtrelor de trecere înaltă pentru midwoofer poate fi lăsată la 12 dB/octavă (pentru difuzoarele medii „soft”). Această setare de crossover activă se numește asimetrică.