Кроссоверы для акустики зачем нужны

Зачем нужен кроссовер для акустики в авто

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.

Источник

Кроссовер для динамика

Человеческое ухо способно различать достаточно большой диапазон частот, который называется звуковым диапазоном. Он занимает полосу от 20 Гц до 20 кГц. В зависимости от индивидуальных особенностей восприятия звуковой диапазон может быть несколько ограничен в нижней и верхней части. В конструкциях акустических систем не существует динамических громкоговорителей, которые корректно воспроизводили бы всю полосу звуковых частот.

Это связано с физическими и механическими факторами. Так диффузоры низкочастотных динамиков имеют большие размеры, поэтому акустический резонатор из-за большой инерции не может реагировать на колебания с частотой 10-20 кГц. Для высококачественного воспроизведения вся полоса звуковых частот разбивается на три поддиапазона:

• Низкие частоты – 20 Гц-200 Гц
• Средние частоты – 200 Гц-5 000Гц
• Высокие частоты – 5 000 Гц-20 000 Гц

Зачем нужен кросовер для акустики в авто

Для чего нужны кроссоверы для динамиков. Кроссовер или полосовой фильтр представляет собой устройство ограничивающее полосу частот, подаваемых на конкретный громкоговоритель. Акустическая система хорошего качества состоит из трёх динамических головок и каждая из них пропускает свою полосу частот. Твиттер или высокочастотная головка имеет маленькие размеры и лёгкий диффузор. Она располагается в верхней части акустической системы. Среднечастотный динамик имеет больший диаметр, а басовый, самый большой громкоговоритель, располагается в нижней части акустической колонки. Кроссовер для колонок нужен для того, чтобы выделить определённую полосу частот и обрезать или сильно ослабить остальной частотный диапазон. Это значительно повышает высокую верность воспроизведения музыкальных записей.

Салон автомобиля представляет собой замкнутое пространство сравнительно малого объёма, в котором сложно добиться высококачественного воспроизведения звука. Кроме того внутренняя отделка может быть выполнена с помощью мягких звукопоглощающих материалов, поэтому частотное разделение звукового сигнала на три раздельные полосы в автомобиле необходимо.Что дают кроссоверы колонкам в салоне легковой машины. Частотные фильтры позволяют получить правильную конфигурацию акустических колонок в салоне автомобиля и добиться качественного звучания, как басов, так и высоких частот. Часто кроссоверы встраиваются непосредственно в акустические системы.

Кроссовер колонки, что это

Кроссоверы для динамиков бывают пассивные и активные. Пассивные системы представляют собой LC фильтры первого второго или третьего порядка, что определяется количеством звеньев фильтра. Фильтр первого порядка обеспечивает крутизну затухания сигнала всего 6 dB на октаву, фильтры второго и третьего порядков – 12 и 18 dB соответственно. Для использования в звуковых системах автомобиля рекомендуется применять кроссоверы второго порядка. Это связано с акустическими особенностями автомобильного салона. В кроссоверах применяют плёночные конднсаторы и индуктивности, намотанные без сердечников или с использованием ферромагнетиков.

Кроссовер для колонок собирается на небольшой печатной плате, где имеются входные клеммы для подключения усилителя низкой частоты и три выходных группы для подключения ВЧ, СЧ и НЧ динамика. Активные кроссоверы для динамика в автомобильной акустике используются реже, так как они собираются не только на дискретных элементах, но и на операционных усилителях, которым требуется двухполярное питание. Это усложняет подключение и эксплуатацию такой техники в условиях автомобиля.

Встроенный кроссовер в динамике

Если в автомобиль устанавливаются колонки промышленного образца, то они, как правило, уже оборудованы встроенными частотными фильтрами. В них используются конденсаторы и индуктивности. Часто для согласования сопротивления громкоговорителя и усилителя низкой частоты в фильтры ставятся постоянные резисторы.

Классический универсальный кроссовер второго порядка предназначен для работы с трёхполосными акустическими системами и обеспечивает крутизну подавления частот 12 dB на октаву. При повторении конструкции не рекомендуется ставить в фильтр электролитические конденсаторы, а использовать плёночные, специально предназначенные для работы в фильтрах акустических систем. Обычно радиолюбители приобретают дорогие конденсаторы зарубежного производства, но вполне можно обойтись отечественными К73-16. Оптимальным вариантом для акустических кроссоверов будет использование аксиальных полипропиленовых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для применения в акустических системах высокого класса.

Источник

Как правильно подключить кроссоверы к колонкам

Важным компонентом в любой качественной системе акустики для транспортных средств является кроссовер, поэтому нужно уметь не только правильно его выбрать, но и знать, как подключить кроссоверы к колонкам. Без этих знаний звучание музыки в транспортном средстве будет далеко от идеала, что для многих равняется испорченным поездкам.

Что такое кроссовер

Кроссоверы – это специализированные устройства в звуковых системах, создающие необходимые диапазоны частоты во время работы динамиков. Если говорить более простым языком, то это несколько фильтров для звука.

Внешне он представляет корпус с размерами примерно 12х6х4 сантиметра, а внутри этого корпуса содержатся фильтры, отвечающие за пропускание звуковых сигналов в зависимости от их частоты. По своей основной функции кроссоверы делятся на:

• Высокочастотные (настраиваются на частоты от 80 до 100 Гц);
• Низкочастотные (настраиваются на частоты от 2 5 кГц).

Активные и пассивные

Еще одна классификация – это пассивные и активные. Главное отличие между этими двумя видами заключается в компонентах, из которых они состоят.

Активные состоят из таких компонентов, которым необходима постоянная работа питающих источников. Это, например, микроконтроллеры, усилители и другие элементы.

Что же касается пассивных, то они создаются из таких элементов, которые не нуждаются в питании, например, катушки, а также конденсаторы, резисторы.

Еще одно отличие заключается в том, что активные могут быть монтированы лишь перед усилителем, а у пассивных выбор больше – их можно монтировать и перед самим динамиком.

Плюсы и минусы

Кроссоверы активного типа

• Удобство в процессе эксплуатации;
• Переключатели выводятся непосредственно на корпус.

• Слишком дорогая стоимость;
• Потребность кроссоверов активного типа в усилителях для каналов;
• Наличие в работе искажений, которые возникают из-за работы элементов данных устройств.

Кроссоверы пассивного типа

• Разделение сигналов на системы с несколькими полосами, причем для этого достаточно всего лишь два усилительных канала;
• Небольшая стоимость.

• Невозможность настройки без непосредственного вмешательства во всю схему обеспечения электричеством;
• Подбирают согласно используемым полосам системы акустики;
• Настройка, выбор и установка – это те процессы, которые требуют профессиональных знаний и опыта.

Как настраивать

Для того, чтобы получить максимально качественное звучание, нужно подобрать необходимую частоту срезов. Если использовать трехполосный кроссовер активного типа (оптимальный вариант для большинства систем акустики), необходимо идентифицировать два уровня частоты среза. Первый показывает границу между такими частотами, как средняя и низкая, а второй делает тоже самое, но уже для высокой и средней частоты.

Важный момент: каждый владелец транспортного средства должен правильно определить характеристики частоты используемых динамиков перед тем, как подключать кроссовер к колонкам. На эти частоты не нужно попадать, так как в таком случае на них кроссоверы откажутся нормально работать. В конечном итоге это приведет только к ухудшению звучания и его качества. Также это станет причиной уменьшения срока работы аппаратуры и всей системы акустики в транспортном средстве.

Куда ставится

Учитывая того, что кроссовер не может быть установлен в любое место, следует отметить те места, которые подходят для установки динамиков и усилителей.

Требования к местам монтажа:

• Отсутствие каких-либо подтеканий или сырости;
• Свободный и комфортный доступ как для подключения, так и для настройки;
• Отличные показатели циркуляции воздушных потоков для обеспечения охлаждения;
• Отсутствие каких-либо неудобств или помех, которые так или иначе связаны с эксплуатацией транспортного средства;
• Хороший визуальный внешний вид.

Чаще всего это такие места, как:

• Спинки сидений (задних);
• Задняя полка (компрессор может быть расположен как снизу, так и сверху);
• Под сидениями (передними);
• Под полом багажника (в том случае, если конструкция транспортного средства это позволяет.

Монтаж

К особенностям того, как подключить кроссоверы к колонкам, относятся следующие:

• Кроссоверы, как устройства, помогающие создавать на динамиках необходимые частоты и звучания, подключаются ко всей аудиосистеме;
• На любых устройствах, вне зависимости от типа работы, есть условные обозначения, расположенные на наклейках. Здесь, на наклейках, расположенных на задней части, расположены схемы подключения активных проводов;
• После этого снимается крышка, так как под ней расположены обозначения работы и рабочих элементов устройства в общей акустической системе транспортного средства;
• Следующий шаг – выбор подходящего места для монтажа.

Обозначения модификаций

Среди обозначений, которые есть у модификаций кроссоверов для транспортных средств, можно отметить следующие:

• Input, или вход. Именно к этому месту подключается выход активного усилителя, поэтому здесь важно не ошибиться с полярностью.
• Woofer, или излучатель низких частот. К этому месту подключается динамик со средними и низкими частотами. Полосы разделения указываются в технической документации.
• Twiter, или пищалка. К этому месту подключается динамик с высокими частотами.

Это основные моменты и правила, касающиеся того, как подключить кроссоверы к колонкам и ко всей акустической системе транспортного средства.

Заключение

Сегодня кроссовер играет важную роль в акустической системе транспортного средства, поэтому автолюбители приобретают его и устанавливают для более качественного звучания. Однако для того, чтобы выбрать необходимый кроссовер, установить, настроить и использовать его, нужно обладать соответствующими знаниями и опытом.

Источник

Почему фильтры (кроссоверы) в акустических системах не всегда хороши

Приветствую всех поклонников высококачественного звука! В данной статье хотелось бы коснуться такой немаловажной темы, как фильтры (кроссоверы) располагающиеся непосредственно внутри колонок, ведь несмотря на свою явную пользу приносящую динамикам в извлечении звука есть и отрицательные стороны их нахождения.

Практически невозможно создать физический кроссовер, который бы не изменял временную область и не влиял на групповую задержку в пределах своей области.

Большое количество кроссоверов, а именно с более постепенным уклоном имеют отчетливо слышимые проблемы с фазовым сдвигом, вызываемые самим кроссовером.

Для чего акустическим системам нужны кроссоверы?

Все просто, потому что совершенно малое количество динамиков, в независимости от типа (динамические, электростатические, пленочные) способны воспроизвести весь звуковой диапазон с равной линейностью.

Кроссоверы позволяют конструктору акустики использовать несколько драйверов (динамиков, панелей), специально созданных для определенных частотных диапазонов, трехполосный дизайн обычно имеет драйверы низких, средних и высоких частот с одной схемой кроссовера между низкочастотным динамиком и средним диапазоном, а второй — между средним и твитером.

Основа для лучшего понимания его предназначения: кроссовером называется фильтр (или их группа), который предназначен для снижения частоты выше или ниже для определенной точки и измеряется в децибелах на октаку.

Срез 12 дБ на октаву, который является типичной конфигурацией кроссовера с «минимальным уклоном», имеет очень постепенное переключение между драйверами — это означает, что частотные диапазоны, в которых оба драйвера играют одну и ту же ноту, намного больше, чем с более крутым cрезом.

Проблема кроется в том, что в таком частотном диапазоне, где оба драйвера будут воспроизводить одну и туже ноту, появляется небольшая вероятность, того, что они будут работать немного не в фазе друг с другом из-за групповых и временных задержек, вызываемых такой перекрестной схемой.

Лучшими колонками будут являться те, которые способны уменьшить или замаскировать искажения, присущие в работе кроссовера.

Существует ли способ изготовить кроссовер без этих явно выраженных проблем?

В наше время существует технология позволяющая создавать цифровой кроссовер, способный делать с передаваемым звуковым сигналом все то, что делает и физический фильтр, но без всяких задержек, вызываемых в последних резисторами.

Но данную технологию невозможно применить в производстве колонок, потому что тогда сигнал должен быть цифровым, а не аналоговым.

Если вы разместите компонент в тракте аналогового сигнала, который имеет аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), у вас не будет виртуального кроссовера.

Можно использовать в качестве цифрового кроссовера мастеринг-процессор Behringer Ultra-Curve DE 2496, он конечно не является последним словом в современных цифровых технологиях, но демонстрирует на 99% меньше искажений в звуке чем его физические собратья, однако и не является панацеей.

Источник