Зачем нужны кроссоверы в акустике

Устанавливая современную стереосистему в транспортное средство, владельцу необходимо правильно выбрать кроссовер. Сделать это несложно, если предварительно ознакомиться с тем, что он из себя представляет, для чего предназначен, и в составе какой акустической системы он будет работать.

Предназначение

Кроссовер – это специальное устройство в структуре акустической системы, предназначенное для подготовки требуемого частного диапазона для каждой из установленных звуковых колонок. Последние разработаны для эксплуатации в пределах определённых частотных диапазонов. Выход частоты сигнала, подаваемого на колонку за границы диапазона может привести, как минимум, к искажениям воспроизводимого звука, например:

1. при подаче слишком низкой частоты исказится звуковая картина;
2. при подаче слишком высокой частоты владелец стереосистемы столкнётся не только с искажением звука,но и с выходом из строя твитера (высокочастотного динамика).Он может просто не выдержать этого режима работы.

В нормальных условиях задачей высокочастотного динамика является воспроизведение звука только высокой частоты, низкочастотного, соответственно, низкой. Полоса же, средних частот подаётся на мидвуфер – динамик, отвечающий за звучание средних частот.
Исходя из вышесказанного, чтобы качественно воспроизвести автозвук, надо выделить соответствующие полосы частот и подать их на конкретные динамики. Для решения этой задачи и применяется кроссовер.

Устройство кроссовера

Конструктивно в кроссовер входит пара частотных фильтров, работающих следующим образом: например, если частота разделения установлена в 1000 Гц, один из фильтров будет выделять частоты ниже этого показателя. А второй – обрабатывать только полосу частот, превышающих заданную отметку. У фильтров есть свои названия: лоу-пасс – для обработки частоты ниже тысячи герц; хай-пасс – для обработки частоты выше тысячи герц.

Итак, выше был представлен принцип, по которому работает двухполосный кроссовер. На рынке существует и продукция трехполосного типа. Основное отличие, как становится понятно из названия, это третий фильтр, обрабатывающий среднюю полосу частот, от шестисот до пяти тысяч герц.

По сути, увеличение каналов фильтрации звуковой полосы, и последующая подача их на соответствующие динамики, приводит к более качественному и естественному звуковоспроизведению внутри авто.

Технические особенности

В большинстве современных кроссоверов присутствуют катушки индуктивности и конденсаторы. В зависимости от количества и качества изготовления этих реактивных элементов, обусловлена стоимость готового изделия.Для чего же в полосной кроссовер входят катушки и конденсаторы? Причина в том, что это самые простые реактивные элементы. Они без особых трудностей обрабатывают разные частоты звукового сигнала.

Конденсаторы могут выделять и обрабатывать высокие частоты, в то время как катушки нужны для регулирования низких. Грамотно используя эти свойства, в результате можно получить самый простой частотный фильтр. Здесь нет смысла углубляться в сложные законы физики и приводить в качестве примера формулы. Тот, кто хочет более подробно ознакомиться с теоретическими основами, без труда найдёт информацию в учебниках или интернете. Профильным специалистам достаточно освежить в памяти принцип работы сетей LC-CL типа.

Количество реактивных элементов влияет на показатель разрядности кроссовера. Цифрой 1 обозначается один элемент, 2 – соответственно, два. В зависимости от количества и схемы подключения элементов, система по-разному осуществляет фильтрацию неподходящих частот для конкретного канала.

Есть смысл предположить, что большее количество применённых реактивных элементов делает процесс фильтрации лучшим. Схема фильтрации ненужных частот для конкретного канала имеет свою характеристику, называемую крутизной спада.

Фильтрам присуще свойство отрезать ненужные частоты постепенно, а не мгновенно.

Называется оно чувствительностью. В зависимости от этого показателя, продукция разделяется на четыре категории:

• модели первого порядка;
• модели второго порядка;
• модели третьего порядка;
• модели четвертого порядка.

Отличия между активными и пассивными кроссоверами

Начнём сравнение с пассивного кросовера. Из практики известно, что пассивный кроссовер является самой распространенной и чаще всего встречающейся на рынке разновидностью. Исходя из названия, можно понять, что пассивным не требуется дополнительное питание. Соответственно, владельцу транспортного средства проще и быстрее установить аппаратуру в своей машине. Но, к сожалению, быстрота не всегда гарантирует качество.

Из-за пассивного принципа схемы системе требуется забирать часть энергии из фильтра на обеспечение его работы. При этом реактивным элементам свойственно изменять сдвиг по фазе. Конечно, это не самый серьезный недостаток, но владелец не сможет тонко корректировать частоты.

Избавиться от этого недостатка позволяют активные кроссоверы. Дело в том, что, хотя и устроены они куда сложнее пассивных, но в них поток аудио фильтруется значительно лучше. Благодаря наличию не только катушек и емкостей, но и дополнительных полупроводниковых элементов, разработчикам удалось значительно уменьшить размеры устройства.

Они редко встречаются в качестве отдельной аппаратуры, но в любом автомобильном усилителе, как составная часть присутствует активный фильтр. Из-за пассивного принципа схемы системе требуется забирать часть энергии из фильтра на обеспечение его работы. При этом реактивным элементам свойственно изменять сдвиг по фазе. Конечно, это не самый серьезный недостаток, но владелец не сможет тонко корректировать частоты.

Избавиться от этого недостатка позволяют активные кроссоверы. Дело в том, что, хотя и устроены они куда сложнее пассивных, но в них поток аудио фильтруется значительно лучше. Благодаря наличию не только катушек и емкостей, но и дополнительных полупроводниковых элементов, разработчикам удалось значительно уменьшить размеры устройства.

Они редко встречаются в качестве отдельной аппаратуры, но в любом автомобильном усилителе, как составная часть присутствует активный фильтр.

Особенности настройки

Чтобы в результате получить качественный автозвук, необходимо правильно подобрать частоту среза. При использовании активного трех полосного кроссовера следует определить две частоты среза. Первая точка будет обозначать грань между низкой и средней частотой, вторая – границу между средней и высокой. Владельцу автомобиля перед подключением кроссовера необходимо всегда помнить о том, что необходимо правильно подбирать частотные характеристики динамика.

Ни в коем случае не следует подавать на них частоты, на которых они попросту не смогут нормально работать. В противном случае это приведет не только к ухудшению качества звучания, но и к уменьшению срока эксплуатации.

Схема подключения пассивного кроссовера

Видео: Для чего нужен аудио кроссовер?

Надеемся, что эта статья помогла разобраться для чего нужен кроссовер. Оцените статью по 5 бальной шкале, если есть замечания, пожелания или вы знаете что-то, что не указано в данной статье сообщите нам! Оставьте свой комментарий ниже. Это поможет сделать информацию на сайте ещё более полезной.

Зачастую в комплекте с компонентной акустикой идёт кроссовер. О том, что это такое и для чего оно нужен мы сегодня и поговорим.

Существует два основных типа кроссоверов: двухполосные и трехполосные, но при этом, физически, к трехполосному кроссоверу можно подключить и двухполосную акустику, а трехполосную акустику к двухполосному кроссоверу – нет. Кроссоверы предназначены для того, чтобы не перегружать динамики акустической системы теми частотами, которые они производить либо не должны по своему предназначению, либо не способны. Например, зачем высокочастотному динамику воспрозиводить басс? Правильно, ему это ни к чему. Более того, при попытке воспроизведения данных частот твиттером, произойдет неминуемое разрушение динамика. Добавим к этому тот факт, что мидбасс, например, не должен воспроизводить высокие частоты, поэтому диапазон от 3х-4х кГц, обычно тоже фильтруется либо с помощью активного, либо с помощью пассивного кроссовера. Активным кроссовером, обычно, является либо магнитола, либо усилитель с развитыми акустическими фильтрами (к примеру, любой усилитель Ural Sound обладает такой функцией).

Двухполосный кроссовер нужен для того, чтобы подключить к одной паре каналов комплект акустики, состоящий из двух мидбасов и двух твиттеров. При этом, в самых простейших конструкциях, используется только фильтрация сигнала для ВЧ динамика «снизу» (все частоты ниже расчётной фильтруются с определенной крутизной спада), более сложные системы производят еще и фильтрацию мидбаса «сверху» (все частоты выше расчётной фильтруются с определенной крутизной спада). Самые серьезные кроссоверы производят фильтрацию мидбаса и «снизу» и «сверху», ВЧ динамик «снизу», да еще и учитывают фазовые искажения, связанные с одинаковой крутизной спада фильтров.

Трехполосные кроссоверы, по сути, используют те же алгоритмы работы и те же принципы фильтрации за одним исключением: один кроссовер предназначен не для двух, а для трех динамиков: НЧ, СЧ и ВЧ. Данный тип акустических систем принято считать эталонным, так как к частоте раздела между НЧ и ВЧ динамиком человеческое ухо особливо чувствительно и было решено придумать третий динамик в данную схему, который будет производить без негативных последствий тот диапазон, в котором, обычно, у двухполосной акустики бывают проблемы.

Кроссовер представляет собой устройство, предназначенное для разделения подаваемого от магнитолы на автомобильные колонки звукового сигнала на отдельные полосы. Это устройство применяется не только с широкополосными динамиками, но также и со специальными — сабвуферами, мидвуферами и твиттерами. Разобраться, для чего нужен кроссовер в автоакустике, следует для достижения более качественного и естественного звучания.

Эти устройства для автомобильной акустики делятся на два типа: активного и пассивного действия. В первом случае аксессуар оснащается усилителем. Это позволяет добиться более эффективного разделения аудио на полосы и добавляет возможность регулировки частоты разделения, чувствительности и крутизны характеристики. Разделители активного действия редко выпускаются в качестве самостоятельных устройств, входя чаще всего в состав усилителей мощности для автомобильного звука.

Пассивные кроссоверы — самые простые и самые распространенные. Подобное устройство состоит из нескольких фильтров, в состав которых входят катушки и конденсаторы. Первые задерживают высокие частоты, вторые подавляют низкие частоты. Для повышения эффективности катушки и конденсаторы объединяются в цепи. Пассивный разделитель имеет один вход, а также два или три выхода. Каждый динамик подключается к своим клеммам. Магнитола подключается напрямую ко входу разделительного устройства.

По количеству разделяемых полос кроссоверы делятся на двухполосные и трехполосные. В первом случае устройство выделяет отдельно низкие и высокие частоты, которые подаются на низкочастотный динамик и твиттер, соответственно. Трехполосные устройства также дополнительно выделяют и полосу средних частот. Она подается на специальные динамики, называемые мидвуферами. Одно из важных достоинств пассивного разделителя заключается в том, что он не нуждается в дополнительном питании. Имеется возможность регулировать характеристики звука с помощью переключателей.

Инструкция по подключению

Кроссовер пассивного действия для автозвука подключается следующим образом:

1. Приобретаются и устанавливаются динамики.
2. Выходные провода для колонок от магнитолы подключаются ко входным клеммам устройства.
3. Динамики подсоединяются с помощью акустических кабелей к соответствующим клеммам девайса, которые могут иметь обозначения Wf (для широкополосного динамика), Sw (для сабвуфера), Mw (для мидвуфера) и Tw (для высокочастотного динамика).

Для упрощения настройки и подключения выбираются автоусилители со встроенным кроссовером. Сабвуфер, мидвуферы и твиттеры подключаются к соответствующим выходам аудиоустройства. С помощью переключателей подбираются характеристики, наиболее подходящие для выбранных динамиков.

Подключение без кроссовера

Один из вариантов — это подключение высокочастотных динамиков последовательно с широкополосными.

Стоит учитывать, что некоторые пищалки обладают высоким показателем сопротивления.

Из-за этого при таком способе подключения звук низко- и среднечастотных динамиков может ослабляться, а звук высокочастотных динамиков будет более громким. Даже в этом случае можно присоединить пищалки без кроссовера к колонкам и добиться хорошего результата.

Перед тем как подключить к колонкам по схеме, можно воспользоваться следующим решением. Параллельно твиттерам присоединяется катушка, которую можно изготовить своими руками. Для этого надо намотать 100-200 витков тонкого провода на подходящий неметаллический каркас.

Эта катушка будет пропускать через себя часть звука, благодаря чему на твиттер будет приходиться меньше энергии, чем на широкополосной динамик. Чем меньше витков и чем толще провод, тем меньше сопротивление катушки и тем сильнее будет ослабляться звук высокочастотного динамика. По звучанию аудио в автомобильной системе при подключении таким способом станет более естественным.