Настройка кроссовера акустики в авто
Подключение кроссовера к динамикам
В акустических системах автомобилей редко используется только один широкополосный динамик. Такая схема применяется только в исключительных случаях, так как один громкоговоритель даёт удовлетворительную звуковую картину, где присутствуют, в основном, средние частоты, а низкий и высокий диапазоны слабые и невыразительные. Компонентная акустика с двумя и более акустическими излучателями требует наличия кроссовера.
Обычно это пассивный фильтр на конденсаторах и катушках индуктивности, выполняющий подавление определённой полосы частот. Ограничитель для твиттера ослабляет или почти подавляет все частоты, лежащие ниже 2 500 Гц, и пропускает высокочастотную составляющую. Фильтр, предназначенный для подключения низкочастотной головки, обрезает частоты выше 150-200 Гц. Таким образом, диапазон воспроизводимых частот делится на две полосы, предназначенные для работы с конкретным динамиком.
Как подключить кроссоверы к колонкам авто
Пассивный разделительный модуль представляет собой небольшую плату с радиоэлементами. Обычный блок имеет 6 парных клемм:
Схема подключения кроссовера к колонкам не составляет трудностей. Некоторые модели позволяют зажать провод под винт, а некоторые снабжены контактной колодкой.Клеммы, куда подключается выход усилителя, подписываются «Input» или «Amplifier», клеммы, предназначенные для высокочастотной «пищалки», помечены «Tweeter», а низкочастотный динамик включается в клеммы «Woofer». Более сложные устройства имеют дополнительную пару контактов для среднечастотного динамика. Таким образом, фильтр делит звуковой диапазон на три полосы. Схема подключения кроссовера к динамикам включает в себя правильную разводку проводов в салоне автомобиля.
Подключение колонок через кроссовер
Чтобы правильно подключить кроссоверы к колонкам, нужно соблюдать полярность, которая обозначена у каждой пары клемм. Для этого нужно использовать специальные кабели для акустических систем. Поскольку провод зажимается под винт, то между ограничителем и динамиком применяется многожильный медный провод в поливинилхлоридной изоляции. На качественных кабелях изоляция сделана из вспененного полипропилена, а самые лучшие кабели для разделительных устройств и громкоговорителей имеют тефлоновую изоляцию.
Как подключаются кроссоверы для колонок. Часто на форумах можно прочитать о бескислородной или монокристаллической меди, применение которой в акустических кабелях улучшает звучание и делает его более насыщенным. Это чисто маркетинговый ход. Все различия обыкновенной меди этими «престижными» сортами лежат вне человеческого восприятия и никакого влияния на качество звука не оказывают. Бесполезно использовать кабели из посеребрённой меди.
Подключение динамиков через кроссовер
Очень важным при включении динамиков через полосовой фильтр является сечение проводника. Оно напрямую зависит от мощности акустической системы и сопротивления динамической головки.Если опустить все расчёты получится, что для акустической колонки мощностью 100 ватт и сопротивлением 4 Ом нужен кабель с минимальным сечением 2,0 мм2. Чем меньше сопротивление акустики, тем больший ток будет протекать в цепи. При подключении громкоговорителей рекомендуется брать 20% запас по сечению кабеля.
Подключение кроссовера к колонкам должно выполняться только настоящим медным проводом. Особенно опасным при соединении элементов звуковой системы является использование дешёвого кабеля от некоторых китайских производителей. Вместо меди они используют медный сплав или обмеднённую сталь. То и другое категорически противопоказано в автомобильной акустике.Кроме низкого качества звука будет неконтролируемый нагрев соединительных проводов, что может привести к опасным последствиям.
Подключение кроссовера к динамикам без усилителя
Подключить колонки через кроссовер можно не только с выхода усилителя низкой частоты, но и с выхода музыкального центра или автомобильной магнитолы. Следует учесть то, что разделительные системы пассивного типа, выполнены на дискретных элементах, отчего уровень звука будет ниже, чем при работе с усилителя низкой частоты. В этом случае многое будет зависеть от применяемых громкоговорителей. Некоторые модели допускают качественную работу только в составе мощной системы с хорошим УНЧ.
Как установить кроcсоверы для колонок
Чтобы не было проблем, как подключить кроссовер для колонок, нужно соблюдать правила монтажа. Нельзя прокладывать вместе силовые и акустические кабели. Это может вызвать низкочастотные наводки в колонках. Такой же эффект вызывает перекрещивание кабелей.Полосовой ограничитель не является устройством, в работу которого требуется какое-либо вмешательство, поэтому блоки можно размещать в любом удобном месте. Главное чтобы туда не попадала пыль, грязь и не было повышенной температуры. Блоки не имеют герметичного корпуса, поэтому негативные внешние факторы могут привести к нарушению внутренних паек и отказу акустической системы. Концы медного кабеля, перед зажимом под винт, желательно облудить тонким слоем припоя. Это снизит окисление меди и возникновение оксидной плёнки. Особенно опасно нарушение контакта между динамиком и усилителем. Отсутствие нагрузки приводит к пробою выходных транзисторов.
Некоторые модификации кроссоверов состоят из двух последовательных фильтров первого порядка. Такие модели имеют на лицевой стороне переключатель ослабления сигнала. При подключении фильтра первого порядка ослабление ненужной полосы частот составляет 6 dB на октаву. Конструкция кроссовера позволяет подключить второе звено и получить ослабление уже 12 dB. При подключении кроссовера к динамикам желательно чтобы органы управления фильтром были доступными.
Как настроить кроссоверы?
Прежде чем подробно писать про кроссоверы, хотелось бы вкратце пройтись по теме целевых АЧХ. Некоторые пренебрегают этим, яростно утверждая, что настраивать систему по АЧХометру — сродни поклонению бесу, потому что слушать же музыку надо, а не АЧХ. Но многие другие при этом молча контролируют настройку по прибору и в ус не дуют:)
Почему же настройка по АЧХ — зло? Да очень просто. Потому что дилетанты, взяв в руки АЧХометр, не размениваясь на нюансы, пытаются тупо вывести АЧХ в горизонт. А потом удивляются, что система звучит безжизненно. Чуть более провдинутые товарищи преследют другой пронцип: АЧХ не должна иметь резких выбросов и провалов и причёсывают только их.
Я же предлагаю шагнуть на беспрецедентно другой уровень: познакомиться с понятием «Целевая АЧХ» и разобраться, какие нюансы ЧХ стоит править, а какие — нет.
Что же такое Целевая АЧХ? Это такая штука, к которой мы стремимся, выводя тональный баланс системы сначала фильтрами, а потом эквалайзером. Т.е., настраивая систему, мы должны заранее понимать, к какой АЧХ мы стремимся.
Чтобы не сильно размусоливать эту тему, я вам дам несколько вариантов целевой АЧХ. Каждый из них даёт живой, драйвовый звук (если остальной тракт достаточно прозрачен). Каждый из них можно модифицировать под себя (чуть ниже расскажу как). Выбирать надо тот, который проще всего без эквализации достичь в вашей системе.
Если интересно, могу написать отдельный пост, в котором разберу какая частота на что влияет.
Что касается модификации. Если брать за основу линию средних частот (на каждом графике — красная), то, в зависимости от ваших вкусовых предпочтений, можно менять уровень всех подъёмов. Хочется более комфортных ВЧ — убираем их уровень. Хочется более мощного баса — поднимаем его уровень. В зависимости от предпочтений по громкости: если любите слушать очень громко, то старайтесь делать АЧХ более приближенной к горизонтали. Если наоборот, тихо, то можно смело задирать все горбы.
С целевыми кривульками более-менее разобрались, теперь перейдём к кроссоверам. Наша основная и самая важная задача — подобрать для динамиков такие срезы, чтобы, стыкуясь с соседними полосами, они «автоматически» давали нам целевую АЧХ.
Есть ещё пара правил:
1) Перехлёст полос, когда обе полосы имеют в месте пересечения горизонтальные графики, недопустим — там возникнет горб + будут проблемы с фазировкой.
Суммарная АЧХ не будет плавной, т.к. Во всем диапазоне перехлёста будет разный поворот фаз
2) Чем больше соседние дипазоны пересекаются наклонными участками, тем более собранным ухо воспринимает стык полос (и меньше геморроя с фазировкой)
Суммарная АЧХ обоих вариантов будет одинаковая. Но на слух левый вариант будет восприниматься собранне, сфокусированне и живее.
Что касается типа фильтров (Линквиц-Райли/Баттерворт/Бессель): основное их отличие — добротность, которая влияет на «скорость» перехода от горизонтальной линии пропускаемой полосы к наклонной линии «границы» среза.
Красный — Линквиц-Рейли, зелёный — Бессель, синий Баттерворт
Порядок фильтров влияет не только на уровень наклона «границы» среза, но и на то, насколько «переходная» кривая забирается внутрь пропускаемого диапазона.
Именно поэтому я стараюсь на басу использовать более крутые порядки срезов: зачастую саб не вывозит 70Гц, а мидбас даёт их слишком ровно. И если мидбас порезавть на 63Гц вторым порядком, то 70Гц будут слишком ослаблены.
А теперь самый главный момент, который ВАЖНО осознать! Динамик имеет собственную АЧХ, которая имеет отражение и на ФЧХ. И когда мы настраиваем кроссовер, мы должны учитывать собственную АЧХ динамиков, чтобы получить адекватную фазу и правильные стыки полос. Выбирая правильный нечетный порядок фильтра мы можем получить чётный порядок конечного спада АЧХ. Выбирая в одной полосе Юаттерворт, а в другой полосе Линквиц-рейли мы можем состыковать ровный динамик (баттерворт) и динамик с горбом возле стыка (линквиц рейли + горб = у реального сигнала характеристика баттерворта). Используя собственный спад динамиков мы можем применять далеко от реальной частоты стыка очень крутые фильтры, которые вообще не будут влиять на полезный сигнал от этого динамика.
По большому счёту, данной информации уже достаточно, чтобы понять, как выбирать частоты и порядки срезов на практике. Но я, пожалуй, разберу настройку кроссовера на примере одной конкретной машины.
АЧХ ВЧ с подрезкой на 1кГц максимально крутым порядком снизу
АЧХ СЧ с подрезкой на 100Гц максимально крутым порядком снизу
Как построить автозвук. Просто о главном.
Опять здравствуйте. Предлагаю материал, который я нарыл на просторах интернета (несколько на мой взгляд очень интересных статей от профессионалов) и сгруппировал в одну небольшую кучку (опять для себя же).
1. Кроссоверы.
2. Виды акустики.
Сначала нужно определиться с видом акустики, который вам необходим. Существуют два типа:
Коаксиальная акустика
представляет собой сложную конструкцию из нескольких динамиков расположенных на корпусе основного динамика. Обычно это 1-3 высокочастотных динамика на одном низкочастотном. Плюсы у такой акустики в том, что она занимает мало места при установке и имеет относительно невысокую стоимость. Такое бюджетное исполнение приводит и к минусам. Так как динамики разных частот собраны в одном месте и нет возможности настроить взаимное расположение динамических головок, то на высокое качество звучания рассчитывать не приходится.
Компонентная акустика
– это набор из нескольких отдельно расположенных динамиков (компонентов) и кроссовера. Количество динамиков обычно не меньше двух, но для более полной достоверности звучания может достигать и 4-5-ти на канал. Плюсом этой акустики является то, что есть возможность выбора места установки под конкретный динамик. Можно установить и дополнительные динамики кроме тех, что идут в комплекте и выбрать подходящий кроссовер. Естественно, что при такой комплектации повышается суммарная мощность всей системы.
Особое внимание при этом обратите на следующие параметры:
sensivity (чувствительность). Высокая чувствительность обеспечивает возможность использования динамиков без усилителя. При значении sensivity 84 – 86 динамики будут играть чуть слышно без применения усилителя.
Fs (резонансная частота). Низкое значение Fs обеспечивает глубокие басы. Наиболее оптимальным для мидбаса является значение 60 — 75 Fs.
Qts (общая добротность). Колонки для размещения в дверях желательно подбирать с максимальным значением Qts. Значение на уровне 0,4 — 0,6 не обеспечит хорошего качества звука. Для этих колонок потребуется закрытый ящик объемом 5 — 11 литров.
Тем, кто не имеет большого опыта в установке автомобильной акустики, мастера советуют отказаться от распространенного мнения, что на качество звука сильно влияют провода, идущие к динамикам от магнитолы. Если у вас не установлена аппаратура высшего класса, вы не заметите разницы, поэтому нет смысла заменять штатные кабели. Да и заметить разницу в звучании смогут только редкие ценители музыки. Специальные провода понадобятся только в случае установки усилителя, при этом тоже не обязательно покупать самые дорогие «жилы».
3. Теперь рассмотрим возможные места установки акустики в салоне автомобиля поподробнее.
Динамики средней и высокой частоты рекомендуется ставить в передней части салона. Оптимальный выбор — установка колонок в передние двери автомобиля. По словам автолюбителей, устанавливать акустику назад равнозначно тому, что слушать группу спиной к сцене.
В передних дверях обычно располагают низкочастотные и среднечастотные динамики.
Этот тип установки следует разбить на два подтипа. Первый, когда СЧ-динамик устанавливается рядом с НЧ/СЧ-головкой — как правило, чуть выше ее и с разворотом на слушателя. Такая комбинация используется в тех случаях, когда большеразмерный НЧ/СЧ-динамик (16 см и более) при установке в нижней части двери плохо воспроизводит верхнюю середину. Второй вариант: СЧ-динамик устанавливается в верхней части двери и, опять же, с доворотом на слушателя. Основное достоинство установки СЧ-компонентов в дверь — близость расположение к другим излучателям звука, что позволяет лучше согласовать и частоты разделения, и уровни. Однако из-за близкого расположения к слушателю и большого различия расстояний от слушателя до левого и правого каналов, без применения специальных мер могут возникнуть сложности с настройкой однородности звуковой сцены.
Мощность НЧ- динамиков всегда должна превышать мощности усилителя. Установка их в одном объеме двери со СЧ- динамиками нецелесообразна, так как в результате движения диффузора динамика в замкнутом объеме создается довольно сильное звуковое давление, которое воздействует на диффузор среднечастотного динамика. Вследствие чего вносятся большие искажения в достоверность воспроизведения последнего. Можно конечно заключить среднечастотный динамик в специальный защитный колпак, но если учесть небольшой объем салона по сравнению с жилой комнатой, то возникающие гармонические искажения будут довольно ощутимы. Гармонические искажения, кстати, возникают не только в работе усилителя, но и в работе самого динамика. Поэтому низкочастотные динамики можно расположить под сиденьями или под передней панелью. Низкие частоты до 500-600Гц не имеют острой направленности и воспринимаются как рассеянный звук. Независимо от варианта установки СЧ-головки, необходимо одновременно учитывать несколько параметров: сопряжение с ВЧ- и НЧ-динамиками по уровню, фазе и диапазону воспроизводимых частот или частоты разделения всех компонентов. Средние частоты обладают большей направленностью и поэтому их можно располагать в дверях и на передней панели, где удобней всего выбрать их оптимальную направленность. При установке в дверях, если динамики довольно габаритные, применяют подиумы. По конструкции подиум – это кольцевая приставка, монтируемая на корпусе двери. Подиумы позволяют производить направленность динамиков, создавая правильную звуковую сцену. Они не мешают работе стеклоподъемников благодаря своей высоте, в них полностью могут помещаться магниты звуковых головок. Единственным минусом здесь может быть только то, что возможно придется самому изготовить подиумы и перетянуть новую обшивку на дверях.
При установке динамиков в дверях, следует учесть, что материал, из которого изготовлена дверь, будет вибрировать при воспроизведении звука, вызывая нежелательные резонансы и призвуки. Поэтому двери изнутри желательно обработать специальными виброзвукоизоляционными материалами.
Устанавливая низкочастотные динамики в приборную панель, нужно учитывать, что сама панель не герметична и возможно возникновение акустически короткого замыкания. Чтобы этого избежать, следует каждый басовик поместить в специально сделанный корпус, оклеенный внутри войлоком. Минусом здесь может быть сравнительно небольшая приборная панель в некоторых моделях авто, в результате добиться хорошего баса будет довольно трудно. Располагая басовики под сидением можно получить вполне качественное обволакивающее звучание мягкого баса.
Для поклонников глубокого звука, подойдет мидбас с диагональю 16 — 17 см (6 — 6,5 дюйма). Небольшие колонки не обеспечат таких басов. Полную информацию об автомобильной акустике можно найти в инструкции, которая обязательно к ней прилагается.
Для получения качественного звука в машине достаточно хороших фронтовых динамиков и «пищалок» на передней стойке кузова. Подключать их необходимо возможно ближе к мидбасу. Многие устанавливают высокочастотники около зеркал или же на нижней части стойки кузова. Направлять «пищалки» можно в сторону лобового стекла или внутрь салона. Наилучший вариант лучше всего определить на слух.
При выборе компонентной акустики вы также должны продумать и расположение тыловых динамиков, создающих пространственную иллюзию музыки. Не стоит располагать полноразмерную мощную акустику сзади, достаточно будет установить два широкополосных динамика. Достоверность звучания достигается правильной установкой акустики, и поэтому тыловые системы не должны воспроизводить верхние частоты, а только низкие и средние. Общий уровень тыловых систем должен быть уменьшен на 18-24дБ по сравнению с фронтальным уровнем и собственно, быть добавкой к нему.
В задней части кузова лучше располагать только сабвуфер. Это не повлияет на качество звука, так как человек не ощущает направление звуков низкой частоты.
В мире автозвука есть несколько заблуждений, усиленно продвигаемых не очень опытными, но очень активными людьми:
Самое часто встречаемое заключается в том, что углами установки можно «поймать» сцену. Но это не так. Изменяя угол установки динамиков можно подкорректировать тональный баланс, частично устранить привязку, вызванную собственными проблемами излучателя, или подправить АЧХ в районе раздела между излучателями, но никак не фазовые характеристики, которые влияют на построение сцены. Единственное исключение – разворот динамика для работы на отражение. В таком случае, благодаря изменению времени прохождения звуковой волны от излучателя до слушателя можно довольно сильно скомпенсировать разность расстояния от слушателя левой или правой стороны. Но такая практика может сильно повлиять на тональную точность и детальность системы в худшую сторону.
Еще одно заблуждение: чем выше стоЯт динамики, тем выше получается сцена. Это тоже не совсем так. Выше сцена получается на некоторых частотах при наличии каких-либо привязок к излучателям (довольно частая ошибка). Но этот эффект нестабилен, и на разных частотах высота краев может падать до самого низко расположенного динамика. В качественно спроектированных, установленных и настроенных системах этот эффект сведен к минимуму, высота стабильна от края к центру и находится на уровне горизонта вне зависимости от физического расположения излучателей. В таких системах инсталляторы стараются установить излучатели как можно выше не для получения высокой сцены, а для уменьшения влияния переотражений от нижней части салона (ниш для ног, центрального тоннеля и др.).
Третье заблуждение – чем дороже динамик, тем меньше требуется усилий по его установке для получения хорошего результата. На практике результат в большей степени зависит от кечества установки аудиосистемы, чем от стоимости компонентов. Связано это с тем, что неправильная установка акустики сводит технологические преимущества динамиков на нет. Любой динамик необходимо «раскрывать» качественной установкой. И чем выше уровень «железа», тем, экономически, более оправданы усилия, вложенные в его инсталляцию. Таким образом приобретая дорогостоящую акустику, задумайтесь о том, кому доверить ее установку!
Четвертое, и довольно часто встречающееся, заблуждение, состоит в том, что, якобы, в процессорных системах, в отличии от беспроцессорных, не так важно как установлены динамики, что все можно поправить средствами процессора. Поправить то можно, но далеко не все. Чем больше проблем устранены установкой, тем меньше придется вносить в звук искажений, являющихся неотъемлемой частью любой цифровой обработки. Особенно это касается чрезмерного применения средств частотной коррекции, проще говоря «эквалайзера». Всегда лучше устранить причину, чем бороться с последствиями.
4. Настройка звука с усилителями мощности.
Вот сайт с интересной информацией: тыц и ещё по настройке
И на последок небольшой FAQ по акустике.
Для согласования и настройки по осциллографу (синусы): тыц
АвтоЗвук #10 Понятия.Кроссоверы
Мне кажется, было бы неправильно углублятся в автозвук без фундаментальных знаний. Кому это неинтересно могут просто проигнорировать эту запись и некоторые другие т.к. все эти записи пишутся для тех кто действительно заинтересован)))
Примеры будут приводиться для условных динамиков импедансом в 4 Ом каждый и частотой разделения в 4000 Hz. В качестве калькулятора использовал зарубежный сетевой ресурс, достаточно интересный ресурс, кто немного знает английский — рекомендую)
Кроссоверы— это устройства в звуковых системах, которые создают нужные рабочие частотные диапазоны для динамиков. Динамики сконструированы таким образом, чтобы работать в определенном частотном диапазоне. Они не приемлют частоты, не входящие в эти рамки. Если на высокочастотный динамик (твитер) подать низкую частоту, то звуковая картина испортится, а если сигнал еще и мощный, то твитер «сгорит». Высокочастотные динамики должны работать только с высокими частотами, а низкочастотные динамики должны получить от общего звукового сигнала только низкочастотный диапазон. Оставшаяся средняя полоса достается среднечастотным динамикам (мидвуферы). Следовательно, задача кроссоверов заключается в разделении звукового сигнала на нужные (оптимальные) частотные полосы для соответствующих типов динамиков.
Проще говоря, кроссовер — это пара электрических фильтров. Допустим, кроссовер имеет частоту среза равную 1000 Гц. Это означает, что один из его фильтров срезает все частоты ниже 1000 Гц и пропускает только частоты выше 1000 Гц. Такой фильтр называют high-pass фильтром. Другой фильтр, пропускающий частоты ниже 1000 Гц называется low-pass.
Точка пересечения двух кривых есть частота среза кроссовера равная 1000 Гц. В трехполосных кроссоверах присутствует еще и среднечастотный фильтр (band-pass), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) На рисунке изображена частотная характеристика трехполосного кроссовера.
Порядок чувствительности — это отношение интенсивности выходного сигнала (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна. Обычно чувствительность (крутизну среза) характеризуют как отношение dB/octave. В силу многих математических причин чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave). Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave. Кроссовер второго порядка имеет чувствительность 12 dB/octave, третьего порядка — 18 dB/octave, и чувствительность кроссоверов четвертого порядка равна 24 dB на октаву.
Рассмотрим low-pass фильтр третьего порядка с частотой среза равной 100 Гц. Как уже говорилось выше, этот кроссовер пропустит только частоты ниже 100 Гц, а частоты выше 100 Гц срежет. Срезание частот будет происходить следующим образом: все частоты выше 100 Гц будут терять на выходе из фильтра свою интенсивность кратно 18 dB в зависимости от октавы, в которую они входят. То есть, частота в 200 Гц (первая октава выше частоты среза) потеряет свою интенсивность на 18 Дб, интенсивность частоты в 400 Гц (вторая октава) упадет 36 Гц, а третья октава (800 Гц) ослабеет на 54 Дб. И так далее, все последующие октавы будут ослабевать кратно 18 Дб. Менее чувствительный low-pass фильтр первого порядка с частотой среза в 100 Гц будет делать тоже самое, только ненужные октавы будут ослабевать не на 18 Дб, а на 6 Дб.
Как видим, фильтры, из которых состоят кроссоверы, не могут сразу срезать ненужные частоты, а делают это постепенно, с разной чувствительностью в зависимости от своего порядка.
Конденсаторы – это самые простые кроссоверы для поканального включения. Мидбасы подключаем к одной паре каналов напрямую, а твитеры – к другой паре каналов через конденсаторы. В большинстве случаев их емкости составляют порядка 3–5 мкФ.
Кроссоверы второго порядка. Их также называют кроссоверами Баттерворта, по имени создателяматематической модели этих кроссоверов. Конструктивно они состоят из одного конденсатора и катушки на твитере и одного конденсатора и катушки на низкочастотном динамике. Они обладают более высокой чувствительностью, равной 12 Дб на октаву, но дают фазовый сдвиг в 180 градусов, что означает несинхронный ход мембран твитера и другого динамика. Для устранения этой проблемы небходимо поменять полярность подключения проводов на твитере.
Кроссоверы третьего порядка. У таких кроссоверов на твитере ставится одна катушка и два конденсатора, тогда как на динамике низкой частоты наоборот. Чувствительность таких кроссоверов равна 18 Дб на октаву, и они имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности. Негативная черта кроссоверов III-го порядка — неприемлемость использования временных задержек для устранения проблем, связанных с динамиками не излучающими на одной и той же вертикальной плоскости.
Кроссоверы четвертого порядка. Кроссоверы Баттерворта четвертого порядка имеют высокую чувствительность равную 24 дБ на октаву, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, что фактически означает его отсутствие. Однако величина фазового сдвига в данном случае непостоянна и может привести к неустойчивой работе кроссовера. Эти кроссоверы практически не применяются на практике.
Оптимизировать конструкцию кроссовера четвертого порядка удалось Линквицу и Рили. Данный кроссовер состоит из двух последовательно соединенных кроссоверов Баттерворта второго порядка для твитера, и тоже самое для басового динамика. Чувствительность их также равна 24 дБ на октаву, однако уровень выходного сигнала на каждом фильтре меньше на 6 дБ, чем уровень выходного сигнала кроссовера. Кроссовер Линквица-Рили не имет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической плоскости. Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.
Конструирование пассивных кроссоверов
Как говорилось выше, пассивный кроссовер состоит из конденсаторов и катушек индуктивности. Для того, чтобы собрать пассивный кроссовер первого порядка необходимо иметь один конденсатор и одну катушку индуктивности. Конденсатор устанавливается последовательно на твитер (high-pass filter), а катушка последовательно на вуфер (low-pass filter). Номинальные значения индуктивности для катушки ((H — микрогенри) и емкости ((F — микрофарады) приводятся в таблице в зависимости от желаемой частоты среза кроссовера и сопротивления динамиков.
Кроссовер I порядка (6 dB/octave)
К примеру, подберем емкость и индуктивность для кроссовера с частотой среза 4000 Гц при сопротивлении динамиков 4 Ом. Из вышеприведенной таблицы находим, что емкость конденсатора первого порядка должна быть равной 10 мФ, а индуктивность катушки 0.2 мГ.
Для определения номинальных значений компонентов для кроссовера второго порядка (12 дБ/октава) необходимо значения из этой же таблицы для конденсатора умножить на коэффициент равный 0.7, а значение для катушки индуктивности умножить на коэффициент 1.414. Надо помнить, что для кроссовера второго порядка необходимо два конденсатора и две катушки индуктивности. Составим кроссовер второго порядка для частоты среза 4000 Гц. Для определения значений для обоих конденсаторов умножаем значение из таблицы 10 мФ на коэффициент 0.7 и получим 7мФ. Далее, значение индуктивности 0.2 мГ умножим на коэффицент 1.414 и получим значение индуктивности для каждой катушки 0.28 мГ. Один из этих конденсаторов устанавливается последовательно на твитер, а второй параллельно на вуфер. Одна катушка параллельно на твитер, а вторая последовательно на вуфер.
Пассивные и активные кроссоверы
Отличие между эти двумя типами кроссоверов очень простое. Активный кроссовер требует подвода питания извне, а пассивный — нет. В силу этого активный кроссовер занимает место в звуковой системе до усилителя, обрабатывая звуковой сигнал с предусилителя головного устройства (допустим, автомагнитолы). Далее, после активного кроссовера устанавливаются два или три усилителя мощности. Один усилитель в этом случае не ставится, так как нет смысла разделенные активным кроссовером сигналы сводить в усилителе в единый сигнал. Разделенные сигналы надо усиливать по отдельности. Как видим, активные кроссоверы применяются в дорогих звуковых системах высокого качества.
Пассивные кроссоверы обрабатывают уже усиленный сигнал и устанавливаются перед динамиками. Возможности пассивных кроссоверов ограничены по сравнению с активными, однако их правильное применение может дать хорошие результаты при минимальных финансовых затратах. Пассивные кроссоверы хорошо себя зарекомендовали при требовании к порядку чувствительности менее 18 дБ на октаву. Выше этого предела хорошо работают только активные кроссоверы.
Пассивные кроссоверы в основном применяются для обработки сигнала твитеров и среднечастотных динамиков. Для низкочастотных динамиков эти кроссоверы применять можно, однако резко возрастает требование в качеству конденсаторов и катушек индуктивности, что приводит к их удорожанию и увеличению в размерах. Пассивные кроссоверы плохо переносят перегрузки. Пиковые интенсивности сигнала, поступающие от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Кроме того, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (damping). Поэтому при выборе пассивных кроссоверов обращайте внимание на их способность выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые усилителем.
Активные (или электронные) кроссоверы представляют из себя множество активных фильтров, которыми можно управлять и легко изменять частоту среза любого канала. Порядок чувствительности активных кроссоверов может быть любым, от 6 Дб до 72 Дб на октаву (и выше).В основном активные кроссоверы для автомобильных аудиосистем имеют чувствительность 24 Дб на октаву. При такой чувствительности обмен частотами между динамиками практически исключен. Звуковая картина получается очень качественной. Единственный недостаток активных кроссоверов, — это их дороговизна по сравнению с пассивными.
Настройка активного кроссовера
Самое важное в настройке кроссовера — это правильный выбор частоты среза. Если мы имеем трехполосный активный кроссовер, то значит перед нами стоит задача в определении двух точек (частот) среза. Первая точка определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера (high-pass). Вторая точка определяет частоту окончания среднего диапазона (low-pass) и отправную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass). Самое главное, при установке частот среза кроссовера помнить о частотных характеристиках динамика и не в коем случае не нагружать динамик частотами, которые не входят в его рабочий диапазон.
К примеру, если сабвуфер немного гремит или издает гул (неприятный резонанс корпуса автомобиля) значит он перегружен нежелательными для него средними частотами (выше 100 Гц). Перенесите частоту среза (low-pass) на отметку 75 Гц и/или установите, если возможно, чувствительность на 18 Дб или 24 Дб на октаву. Напомним, что увеличение порядка чувствительности кроссовера (величина dB/octave) более качественно срезает ненужные частоты, не давая им просачиваться через фильтр. Порядок чувствительности high-pass фильтров для мидвуфера можно оставить на 12 Дб/октава (для «мягких» среднечастотных динамиков). Подобная настройка активного кроссовера называется асимметричной.
В этой таблице приведены начальные величины частот среза для различных типов динамиков при настройке активных кроссоверов.
Думаю немного здесь тех, кто дочитал))) Но если суть поняли уже хорошо, кому этого мало стоит почитать статью про кроссовере на сайте «АвтоЗвук». У них есть замечательная рубрика «Вспомнить всё»)