Az akusztikus keresztváltók olyan elektronikus eszközök, amelyek egy bemeneti jelet vesznek fel, és két vagy három kimenetet állítanak elő, amelyek különálló magas, közepes és alacsony frekvenciasávból állnak. Különböző tartományok táplálják a különböző hangszórókat vagy "meghajtókat" egy hangrendszerben: mélysugárzók és mélynyomók. Keresztezés nélkül a hang véletlenszerű lebontása történik. Ezekben a felüláteresztő szűrő blokkolja a mély hangokat, de magas frekvenciájú hangokat küld a magassugárzónak, míg az aluláteresztő szűrő blokkolja a magas hangokat, és az alacsony frekvenciájú hangokat továbbítja a mélysugárzónak.
Komponens hangrendszer
A koaxiális többsávos autóhangszórók keresztező "hálózatai" általában hangszórókba vannak beépítve, és kis elektromos alkatrészekből, például tekercsekből vagy kondenzátorokból állnak. A magas- és mélysugárzót használó háromutas rendszerekhez való keresztváltók a magas- és aluláteresztő szűrőkön kívül tartalmaznakA "sávszélességek" két pont közötti frekvenciákat reprodukálják, ugyanazon a hálózaton, magas és alacsony frekvenciák használatával. Ehhez lehet, hogy csak 100 Hz és 2500 Hz között van egy középkategóriás meghajtó.
Két fő típusa van az akusztikus keresztváltóknak: aktív és passzív. A passzívaknak nincs szükségük áramellátásra a jel szűréséhez. Az aktívak tápellátást és földelést igényelnek, de sokkal nagyobb rugalmasságot és pontosabb szabályozást biztosítanak a felhasználói zenék felett.
Aktív audiorendszer
A hangrendszert akkor nevezzük "aktívnak", ha minden meghajtónak, magas- és mélysugárzónak saját erősítőcsatornája van. Ez nagymértékben növeli a rendelkezésre álló teljesítményt, a dinamikatartományt és a rendszer hangválaszának szabályozását a teljes hangspektrumon. Akusztikus aktív keresztező csatlakozik a vevő és az erősítő között, és levágja a nem kívánt frekvenciákat, így csak azokra a frekvenciákra tud fókuszálni, amelyeket a felhasználó hallani szeretne.
Általában minden csatornán van hangerőszabályzójuk, így egyensúlyban tarthatja a különböző illesztőprogramok összes "hangját". Egyes crossoverek más hangfeldolgozási funkciókat is tartalmaznak, például hangszínszabályozást a rendszer további testreszabásához. Az ilyen típusú crossover egyetlen lehetséges hátránya, hogy +12 V-ot, földelést és dugaszoló csatlakozást igényel. Ez nagyobb problémát jelent a telepítéssel és konfigurálással, mint egy passzív eszközzel.
Passzív akusztikus eszközök
Az akusztikus passzív keresztváltó nincs áramforráshoz csatlakoztatva. A passzív keresztváltóknak két típusa van: a komponens keresztezők, amelyek az erősítő és a hangszórók közé csatlakoznak, és a beépítettek, amelyek a vevő és az erősítő között helyezkednek el.
Alkatrész. A jelútban lévő komponensek passzív átmenetei az erősítő után jönnek. Ezek kis kondenzátor- és tekercshálózatok, amelyeket általában hangszórók közelében helyeznek el. A komponens hangszórók az optimális teljesítmény érdekében beállított keresztváltókkal rendelkeznek. Könnyen telepíthetők és konfigurálhatók. A teljes tartományú jel kilép az erősítőből, és egy passzív keresztváltóhoz kerül, amely kettéosztja, és a magas hangokat a magassugárzónak, a középső és mély hangokat pedig a mélysugárzónak küldi. A legtöbb passzív komponensű keresztváltó további beállításokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a magassugárzó kikapcsolását, ha a hang túl hangosnak tűnik a mélysugárzóhoz.
A hangsugárzó jelekkel működő passzív keresztváltókon kívül, amelyek az erősítő és a hangszóró alkatrészei közé kapcsolódnak, az erősítő elé beépített akusztikus autós keresztváltókat is telepítettek. Úgy néznek ki, mint egy kis henger, mindkét végén RCA-dugókkal, és egyszerűen csatlakoztatható a bemenetekhez. A beépített keresztváltók nem pazarolják az energiát, mint a magas frekvenciák egy mélynyomó esetében. A beépített crossover telepítése nagyszerű és olcsó módja a középső hangzás javításának, különösen a komponens hangszórórendszerben.
Az autós audio használatának elvei
Ahhoz, hogy megértsük, mi az a crossover, és hogy valóban szükség van-e a hangzásra egy vagy több crossoverre, először is fontos megértenünk néhány nagyon egyszerű elvet az autós crossover használatához. A fő gondolat az, hogy a zene olyan hangfrekvenciákból áll, amelyek az emberi hallás teljes skáláját szabályozzák, de az egyes források jobban képesek meghatározott frekvenciákat létrehozni, mint mások.
A magassugárzók a magas frekvenciák, a mélysugárzók pedig az alacsony frekvenciák reprodukálására szolgálnak, stb. A fő cél az, hogy a zenét komponensfrekvenciákra különítsék el, és meghatározott hangsugárzókra küldjék el a magasabb hanghűség elérése érdekében. Ha gondoskodik arról, hogy csak a megfelelő frekvenciák érjék el klasszikus hangszóróit, hatékonyabban csökkentheti a torzítást, és javíthatja autója audiorendszerének hangminőségét.
A passzív akusztikus keresztváltók telepítése viszonylag egyszerű feladat, mivel keresztezési vezetéket biztosít az erősítő és a hangszórók között. Például csatlakoztathat egy passzív keresztváltót az erősítő kimenetéhez, majd a magassugárzó kimenetét egy magassugárzóhoz, a mélysugárzó kimenetét pedig egy mélysugárzóhoz.
Az aktív autós audio crossover telepítése általában bonyolultabb folyamat. A fő probléma az, hogy az aktív keresztezőknek áramra van szükségük, ezért minden eszközhöz táp- és földvezetéket kell vezetni. Ha már telepítve vanerősítő, könnyebb lesz aktív keresztezőt telepíteni. Valójában, ha ugyanazon a helyen földeljük, ahol az erősítőt földeljük, az segít megelőzni a bosszantó zajt a földhurokban.
Crossover osztályozás
Az akusztikus crossoverek osztályozhatók azon sávok száma alapján, amelyekre a hangspektrum fel van osztva. A kétirányú hangspektrumot két részre osztja, és információkat küld különböző típusú meghajtóknak. Háromirányú osztja a hangspektrumot három részre, és így tovább. A keresztezés leírható azzal a ponttal is, ahol a meredek vágás kezdődik. Általában arra a frekvenciára vonatkozik, amelyen a süllyedés elkezdődik. Duplex esetén mindkét meghajtónak 6 dB lesz a keresztezési pontban.
A keresztezési meredekség leírására gyakran használt kifejezések a következők: 6 dB/oktáv, 12 dB/oktáv, 18 dB/oktáv vagy 24 dB/oktáv. A keresztezés lejtése, amelyre ezek a kifejezések utalnak. Egy oktávváltáshoz egy 6 dB/oktáv keresztezésnek a kimenete 6 dB-lel a kiindulási pont alatt van; A 12 dB/oktáv 12 dB-es kimenettel rendelkezik. A keresztezési lejtő leírására gyakran használt kifejezések másik csoportja az 1., 2., 3. és 4. rend.
Ezek a kifejezések a leírt meredekség létrehozásához szükséges összetevők számából származnak. Egy elsőrendű crossover 1 komponenst használ, és körülbelül 6 dB/oktávot ad. Egy másodrendű crossover 2 komponenst használ, és körülbelül 12 dB/oktávot ad, stb.
Középső hangszóró alkatrészek
Ha nehéz olyan értéket találni, amely nem haladja meg a kívánt hang 10%-át, állítsa be. Ittnéhány tipp a különböző alkatrészekkel való munkához:
- Kondenzátorok: kombináljon két kondenzátort, csatlakoztassa őket párhuzamosan. Ha ilyen módon használjuk őket, egyszerűen összeadhatjuk a két értéket, hogy megkapjuk a kombinált egyenértékű kapacitást.
- Ellenállások: csatlakoztasson két ellenállást sorba, hogy a teljes értéknek megfelelő kombinált ellenállást biztosítson. A rendszerkövetelmények teljesítéséhez mindkét névleges teljesítményének magasnak kell lennie.
- Induktorok: Ha nem kell több induktort használnia, vásárolhat egy túlméretezettet, majd tekerje le a tekercseket, amíg el nem éri a kívánt értéket. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy meghatározott típusú induktivitásmérőt kell használnia.
Frekvenciatartomány meghatározása
A hangsugárzórendszer keresztváltójának beállítása a megfelelő frekvenciabeállítás. A beállításokhoz használt megengedett tartomány meghatározásához ismernie kell a hangszórók és a mélysugárzó adatait. A megvásárolt hangszórócsomag mindig tartalmaz egy kézikönyvet a használni kívánt beállításokhoz.
Egyébként a következő szabályok érvényesek. A mélysugárzó által kezelhető legmagasabb frekvenciát kell használni a crossover beállításához. A hangszóró által kezelhető legalacsonyabb frekvenciát keresztezésre kell állítani.
Például egy 20-130 Hz-es mélysugárzó és egy 70-20 000 Hz közötti középső hangsugárzó frekvenciatartománya esetén a megengedett tartományA fő hangszóró crossover beállítása 70-130 Hz lesz. Ez azt jelenti, hogy a fő hangszóróhoz 70, 80, 90 stb. beállítást alkalmazhat 130 Hz-ig. Ha a megadott méret felett vagy alatt használja, akkor a határokon kívüli frekvenciákat sem a mélysugárzó, sem a megfelelő hangsugárzó nem reprodukálja.
Fő építőelemek
Az autós audiorendszerekben nagy külső kondenzátorokat használnak, hogy megakadályozzák a fények elhalványulását hangos basszushangok lejátszásakor. Ezt úgy érik el, hogy az erősítőt gyors ütemben áramoltatják. A hangszóró keresztező kondenzátorok nagy "ellenállással" rendelkeznek, amelyet általában reaktívnak neveznek az alacsony frekvenciájú jeleknél.
A kondenzátoroknak három fő specifikációja van:
- Az a maximális feszültség, amelynél nincs kitéve dialektikus meghibásodásnak. Ez a meghibásodás akkor következik be, amikor a kondenzátor két lemeze közötti elektromos tér elegendő ahhoz, hogy polarizálja a dialektikát, és ezáltal azt vezetővé alakítja. Ha ez megtörténik, a kondenzátor felforrósodik és felrobbanhat.
- A kondenzátorok kapacitását általában mikrofaradban mérik - mF vagy uF vagy (görög mu betű) F. A mikrofarad 1/1 000 000 vagy 1 × 10 -6 Farad. És Picofaradokat is használnak, ami 1/1 000 000 vagy 1 × 10-6 mikrofarad (1 × 10-12 Farad).
- Tolerancia. Ez az érték elfogadható változata. Például egy 47 mF-os kondenzátor -20%/+80% tartománybankapacitásuk 37,6 és 84,6 mF között van. Az audiorendszerek általában egy kondenzátort kötnek sorba minden egyes „nagyfrekvenciás” hangszóróhoz, hogy felüláteresztő szűrőként működjenek.
Rendszerimpedancia kiszámítása
Ha az összes hangsugárzó párhuzamosan van csatlakoztatva és azonos impedanciával rendelkezik, akkor az akusztikus átkapcsolás kiszámítása egyszerű. Egyszerűen oszd el az impedanciát a párhuzamos hangszórók számával.
1. példa: Négy 8 ohmos hangszóró, párhuzamos csatlakozás: 8/4=2 ohm. 2. példa: Két 4 ohmos hangszóró, párhuzamos áramkör: 4/2=2 ohm.
A párhuzamosan csatlakoztatott, de eltérő impedanciájú hangszórók kiszámításához a következő képlet érvényes:
R összesen=1/(1/r1+1/r2+…..).
Valójában az audiorendszer pontos kiszámítása egy nagyon összetett empirikus folyamat. Az egyszerűség kedvéért az interneten számos online számológép található a hangszóró-crossoverhez, például külön számológép 2, 3 és 4 párhuzamosan csatlakoztatott hangszóróhoz, valamint bonyolultabb soros/párhuzamos konfigurációkhoz használható számológépek. Ehhez meg kell adni az egyes hangszórók impedanciáját a megfelelő számológép fehér négyzeteibe. Meg kell határozni a párhuzamosan csatlakoztatott hangszórók teljes impedanciáját. Ezenkívül minden egyes hangszóróra százalékot számítanak ki.
A kijelző megmutatja, hogyan oszlik meg az erősítő kimeneti teljesítménye a hangszórók között. Különböző impedanciával együtt használvaa teljesítménymegosztást a rendszer figyelembe veszi.
Ha lenne egyetlen meghajtó, amely könnyen és pontosan reprodukálná a hang teljes spektrumát, akkor nem lenne szükség crossover használatára. Ennek fő oka az, hogy általában több meghajtóra van szükség a hang teljes spektrumának lefedéséhez. Nem lehet olyan meghajtót készíteni, amely képes egyszerre magas és alacsony frekvenciákat is előállítani. A különböző típusú illesztőprogramokat úgy tervezték, hogy különböző tartományokban jól működjenek. A crossover használata segít a különböző járművezetők munkájának összehangolásában.
