Кроссовер для колонок: виды и выбор
Для простого человека, который далек от построения колонок для воспроизведения музыки, слово «кроссовер для колонок» ни о чем не говорит. В интернете выложено много информации по этому поводу, включая информационные статьи, а также видеоматериалы.
Что же такое кроссовер
Эта «коробочка» является обязательной частью акустической системы. Это связано с тем, что в мире нет динамиков, которые могли бы качественно воспроизводить полный диапазон частот. Поэтому для построения колонок используют два, три и более динамиков. Однако не стоит забывать о «блинах». Этот тип динамика состоит из нескольких частей, благодаря чему, может похвастаться достаточной ровной АЧХ на всем диапазоне частот.
Кроссовер предназначается для того, чтобы разделять входящий сигнал на разные составляющие и посылать их на разные динамики акустической системы. Таким образом, твитер играет только высокие частоты, а НЧ динамик воспроизводит средние и низкие частоты. Также кроссовер называется фильтром.
Главными его компонентами считаются следующие элементы:
В совокупности эти электрические элементы «отрезают» ненужные частоты, которые посылаются на динамики. К слову, конденсаторы и катушки имеют разную стоимость. Таким образом, чем дороже эти элементы, тем лучше в конечном итоге будет звучать акустическая система.
Порядок фильтра
От количества электрических элементов будет зависеть конечный результат. В зависимости от количества конденсаторов и катушек индуктивности фильтр бывает разных порядков. Если кроссовер состоит из одного элемента, допустим конденсатора, то фильтр будет первого порядка. Для получения фильтра второго порядка, количество элементов должно быть вдвое больше. От порядка кроссовера зависит качество фильтрации ненужных частот. Этот параметр называется крутизна спада и измеряется в ДБ на ОКТАВУ. Чем выше порядок фильтра, тем выше крутизна спада.
Активные и пассивные
Кроссоверы делятся на две группы:
Каждый из типов имеет свои преимущества и недостатки.
Активные состоят не только из конденсаторов и катушек, но и из транзисторов. Благодаря этому габариты устройства удалось снизить. Сложно найти активный кроссовер, выполненный в виде отдельного элемента. В основном они являются составной частью автомобильного усилителя звука.
Пассивные встречаются намного чаще. Главным преимуществом этого типа кроссовера является отсутствие необходимости дополнительного питания, поэтому их легко устанавливать.
Кроме того, пассивные и активные фильтры делятся еще на 3 подвида:
В дешевых колонках устанавливаются кроссоверы первого или второго порядка. Это делается для удешевления, так как в фильтрах используется лишь один или два электрических элемента. Фильтры третьего порядка встречаются в усилителях мощности. Что же касается четвертого порядка, то данный тип считается элитным. Для них изготавливается отдельный корпус.
Не так давно среди любителей хорошей музыки возникали споры об эффективности делителя 4-го порядка. Работы кроссоверов четвертого порядка, с крутизной среза 24 ДБ на Октаву можно сравнить лишь с работой банков Швейцарии, где все строго и четко.
Главное в настройке кроссовера – частота среза.
Возьмем, к примеру, трехполосную колонку. Для качественного воспроизведения музыки надо сделать так, чтобы на НЧ динамик поступали только низкие частоты, на СЧ динамик диапазон средних частот, без нижних и высоких, а на твитер соответственно только высокочастотный сигнал. Таким образом, нужно правильно определить две точки деления. В первой точке будет разделен сигнал между сабвуфером и среднечастотником. А во второй точке будет согласовываться СЧ динамик и твитер. Если неверно выбрать частоты среза, в лучше случае можно отделаться ужасным звуком. В таком случае слушать музыку станет невозможно и захочется сразу ее выключить. В худшем случае, акустика выйдет из строя. К примеру, на высокочастотный динамик будет поступать низкочастотный диапазон, который очень вреден для твитеров.
В наши дни кроссоверы используются достаточно активно. Несмотря на то, что можно приобрести цифровой аналог – процессор. Благодаря которому, можно не только фильтровать сигнал, но и выставлять задержки и многое другое.
Однако у кроссоверов есть преимущество перед цифровыми процессорами – это качество фильтрации звукового сигнала. Дело в том, что на фильтр навешивают большое количество работы: фильтрация, временные задержки, эквалайзер. Поэтому само качество фильтрации падает. Таким образом, пассивные и активные кроссоверы пользуются большим спросом. Их применяют даже для изготовления профессиональных колонок.
Посмотрите видео о кроссоверах
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»)
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:
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.
СОДЕРЖАНИЕ
Обзор
В аудио используется много разных типов кроссовера, но обычно они принадлежат к одному из следующих классов.
Классификация
Классификация по количеству секций фильтра
Дополнительная секция HPF может присутствовать в кроссовере «N-way» громкоговорителя для защиты низкочастотного динамика от частот ниже, чем он может безопасно обрабатывать. Такой кроссовер будет иметь полосовой фильтр для низкочастотного драйвера. Точно так же высокочастотный драйвер может иметь защитную секцию LPF для предотвращения высокочастотного повреждения, хотя это встречается гораздо реже.
В последнее время ряд производителей начали использовать метод кроссовера, который часто называют «5-полосным» кроссовером для стереофонических кроссоверов громкоговорителей. Обычно это указывает на добавление второго низкочастотного динамика, который воспроизводит тот же диапазон низких частот, что и основной низкочастотный динамик, но откатывается намного раньше, чем основной низкочастотный динамик.
Примечание. Упомянутые здесь секции фильтра не следует путать с отдельными секциями 2-полюсного фильтра, из которых состоит фильтр более высокого порядка.
Классификация по компонентам
Кроссоверы также можно классифицировать по типу используемых компонентов.
Пассивный
Два недостатка пассивных сетей заключаются в том, что они могут быть громоздкими и вызывать потерю мощности. Они зависят не только от частоты, но и от импеданса (т. Е. Их характеристика зависит от электрической нагрузки, к которой они подключены). Это предотвращает их взаимозаменяемость с акустическими системами с разным сопротивлением. Идеальные кроссоверные фильтры, включая схемы компенсации импеданса и эквалайзера, может быть очень сложно спроектировать, поскольку компоненты взаимодействуют сложным образом. Эксперт по дизайну кроссоверов Зигфрид Линквиц сказал о них, что «единственным оправданием пассивных кроссоверов является их низкая стоимость. Их поведение меняется в зависимости от динамики драйверов, зависящих от уровня сигнала. Они блокируют усилитель мощности от получения максимального контроля над движением звуковой катушки. Они являются пустой тратой времени, если целью является точность воспроизведения «. В качестве альтернативы можно использовать пассивные компоненты для построения схем фильтров перед усилителем. Эта реализация называется пассивным кроссовером линейного уровня.
Активный
Цифровой
Механический
Этот тип кроссовера является механическим и использует свойства материалов мембраны драйвера для достижения необходимой фильтрации. Такие кроссоверы обычно встречаются в полнодиапазонных динамиках, которые предназначены для охвата как можно большей части звукового диапазона. Один из них конструируется путем соединения конуса динамика с бобиной звуковой катушки через податливую часть и непосредственного прикрепления небольшого легкого конуса свиста к бобине. Эта совместимая секция служит совместимым фильтром, поэтому главный диффузор не вибрирует на более высоких частотах. Конус свиста реагирует на все частоты, но из-за своего меньшего размера дает полезный выход только на более высоких частотах, тем самым реализуя функцию механического кроссовера. Тщательный выбор материалов, используемых для конуса, виззера и элементов подвески, определяет частоту кроссовера и эффективность кроссовера. Такие механические кроссоверы сложно спроектировать, особенно если требуется высокая точность воспроизведения. Компьютерное проектирование в значительной степени заменило исторически использовавшийся трудоемкий метод проб и ошибок. Через несколько лет соответствие материалов может измениться, что отрицательно скажется на частотной характеристике динамика.
Акустические системы, в которых используются эти механические кроссоверы, имеют некоторые преимущества в качестве звука, несмотря на трудности их проектирования и производства и несмотря на неизбежные ограничения по мощности. Полнодиапазонные драйверы имеют один акустический центр и могут иметь относительно умеренное изменение фазы по звуковому спектру. Для наилучшей работы на низких частотах эти драйверы требуют тщательного проектирования корпуса. Их небольшой размер (обычно от 165 до 200 мм) требует значительного отклонения диффузора для эффективного воспроизведения басов, но короткие звуковые катушки, необходимые для разумного воспроизведения высоких частот, могут перемещаться только в ограниченном диапазоне. Тем не менее, в рамках этих ограничений стоимость и сложности снижаются, поскольку кроссоверы не требуются.
Классификация на основе порядка фильтрации или наклона
В большинстве аудиокроссоверов используются электрические фильтры с первого по четвертый порядок. Более высокие заказы обычно не применяются в пассивных кроссоверах для громкоговорителей, но иногда встречаются в электронном оборудовании при обстоятельствах, для которых могут быть оправданы их значительная стоимость и сложность.
Первый заказ
Фильтры первого порядка имеют наклон 20 дБ / декаду (или 6 дБ / октаву ). Все фильтры первого порядка имеют характеристику фильтра Баттерворта. Многие аудиофилы считают фильтры первого порядка идеальными для кроссоверов. Это связано с тем, что этот тип фильтра является «переходным безупречным», что означает, что сумма выходных сигналов нижних и верхних частот передает как амплитуду, так и фазу без изменений в интересующем диапазоне. Он также использует наименьшее количество деталей и имеет самые низкие вносимые потери (если он пассивен). Кроссовер первого порядка позволяет большему количеству сигналов, состоящих из нежелательных частот, проходить в секции LPF и HPF, чем конфигурации более высокого порядка. В то время как вуферы могут легко справиться с этим (помимо генерирования искажений на частотах выше тех, которые они могут правильно воспроизвести), более мелкие высокочастотные драйверы (особенно твитеры) с большей вероятностью будут повреждены, поскольку они не способны обрабатывать большие входные мощности на частотах. ниже их номинальной точки кроссовера.
На практике акустические системы с истинными акустическими наклонами первого порядка сложно спроектировать, потому что они требуют большой перекрывающейся полосы пропускания драйверов, а мелкие наклоны означают, что несовпадающие драйверы создают помехи в широком частотном диапазоне и вызывают большие сдвиги отклика вне оси.
Второго порядка
Обычно считается, что между выходами фильтра нижних частот (второго порядка) и фильтра верхних частот, имеющих одинаковую частоту кроссовера, всегда будет разность фаз 180 °. Итак, в 2-полосной системе выход секции верхних частот обычно подключается к высокочастотному драйверу, «инвертированному», чтобы исправить эту фазовую проблему. В пассивных системах твитер подключен с противоположной полярностью к вуферу; для активных кроссоверов выходной сигнал фильтра высоких частот инвертирован. В трехполосных системах драйвер или фильтр средних частот инвертированы. Однако, как правило, это верно только тогда, когда динамики имеют широкое перекрытие отклика и акустические центры физически выровнены.
Третий порядок
Четвертый порядок
Такие фильтры с крутым наклоном имеют больше проблем с перерегулированием и звоном, но есть несколько ключевых преимуществ, даже в их пассивной форме, таких как возможность более низкой точки кроссовера и увеличенной мощности для высокочастотных динамиков, а также меньшее перекрытие между драйверами, что значительно снижает волочение или другие нежелательные эффекты вне оси. С меньшим перекрытием между соседними драйверами их расположение относительно друг друга становится менее критичным и дает больше свободы в отношении внешнего вида акустической системы или (в автомобильной аудиосистеме) практических ограничений при установке.
Более высокого порядка
Пассивные кроссоверы, дающие акустический уклон выше четвертого порядка, не распространены из-за стоимости и сложности. Фильтры с крутизной до 96 дБ на октаву доступны в активных кроссоверах и системах управления громкоговорителями.
Смешанный заказ
Кроссоверы также могут быть построены с фильтрами смешанного порядка. Например, фильтр нижних частот второго порядка может быть объединен с фильтром верхних частот третьего порядка. Как правило, они пассивны и используются по нескольким причинам, часто когда значения компонентов определяются путем оптимизации компьютерной программы. Кроссовер высокочастотного динамика более высокого порядка может иногда помочь компенсировать временной сдвиг между низкочастотным и высокочастотным динамиками, вызванный смещением акустических центров.
Классификация на основе топологии схемы
Параллельный
Параллельные кроссоверы на сегодняшний день являются наиболее распространенными. Электрически фильтры параллельны, поэтому различные секции фильтров не взаимодействуют друг с другом. Это упрощает проектирование двусторонних кроссоверов, поскольку с точки зрения электрического импеданса секции можно рассматривать как отдельные, и поскольку вариации допусков компонентов будут изолированы, но, как и все кроссоверы, окончательная конструкция полагается на акустически дополняющие выходные сигналы драйверов. а это, в свою очередь, требует тщательного согласования амплитуды и фазы нижележащего кроссовера. Параллельные кроссоверы также имеют то преимущество, что позволяют подключать драйверы динамиков по двухпроводной схеме, а преимущества этой функции очень обсуждаются.
Полученный
В случае (1), приведенного выше, обычная ситуация состоит в том, что полученный отклик нижних частот затухает гораздо медленнее, чем фиксированный отклик. Для этого требуется, чтобы динамик, на который он направлен, продолжал реагировать на сигналы глубоко в полосе задерживания, где его физические характеристики могут быть неидеальными. В случае (2), приведенном выше, оба динамика должны работать на более высоких уровнях громкости, когда сигнал приближается к точкам кроссовера. Это требует большей мощности усилителя и может привести к нелинейности диффузоров громкоговорителей.
Модели и симуляторы
Профессионалы и любители имеют доступ к целому ряду компьютерных инструментов, которых раньше не было. Эти компьютерные инструменты для измерения и моделирования позволяют моделировать и виртуально проектировать различные части акустической системы, что значительно ускоряет процесс проектирования и улучшает качество динамика. Эти инструменты варьируются от коммерческих до бесплатных. Их объем также варьируется. Некоторые могут сосредоточиться на дизайне низкочастотного динамика / корпуса и вопросах, связанных с объемом корпуса и портами (если таковые имеются), в то время как другие могут сосредоточиться на кроссовере и частотной характеристике. Некоторые инструменты, например, только моделируют ступенчатую реакцию перегородки.