Кроссовер в автозвуке что это?

Кроссовер

Кроссовер (от англ. Crossover) — музыка, в которой происходит смешение двух (или более) стилей (или тем), и одно из названий кроссовера – ФИЛЬТР.

Как можно понять из названия, Кроссовер – это фильтр звукового сигнала который разделяет входящий сигнал на диапазоны частот и используется в акустических системах автомобиля для улучшения качества звучания. Всё дело в том, что нет такого динамика который мог-бы воспроизводить весь диапвзон частот, даже если он и широкополостный. А чтобы звучал весь диапазон, нужно несколько динамиков с разными характеристиками передачи частотного сигнала и чем больше динамиков, тем качественее и интереснее звуковая отмосфера, но и каналов кроссовера должно быть столько, сколько типов динамиков используется в акустической системе.

К примеру: высокочастотные динамики (твитеры) должны работать только с высокими частотами, если на высокочастотный динамик подать низкую частоту, то звуковая картина сильно испортится, а если сигнал низкочастотный и мощный, то твитер «сгорит». Низкочастотные динамики (вуферы)  должны получить от общего звукового сигнала только низкочастотный диапазон, а среднечастотным динамикам (мидвуферы) должна достается средняя полоса сигнала. Для того, чтобы каждый тип динамиков получил нужные (оптимальные) частотные полосы и нужен Кроссовер который разделит звуковой сигнал для каждого типа динамиков. 

Виды Кроссовера

Кроссоверы бывают: Однополосные (один фильтр), Двухполосные (два фильтра), трёхполосные (три фильтра), а также активные и пассивные.

Отличие между активными и пассивными кроссоверами в том, что активные состоят из компонентов, нуждающихся в источниках питания – операционных усилителях, микроконтроллерах и прочих. Пассивные кроссоверы компонуются из элементов, которые в питании не нуждаются (резисторы, конденсаторы, катушки).  Есть различие и в подключение кроссоверов: активные монтируются только перед усилителем, а что касается пассивных кроссоверов то они устанавливаються перед динамиками.

Количество фильтров в кроссовере определяет на сколько частотных полос будет разделён звуковой сигнал: 1, 2-е или 3-и. Фильтры деляться на: фильтр нижних частот (Low Pass, или ФНЧ) пропускает диапазон только низких частот, фильтр верхних частот (Hi Pass, или ФВЧ), пропускает диапазон только высоких частот  и фильтр полосно-пропускающий (Band Pass, или ППФ), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) и используеться в трёхполостном кроссовере. 

Характеристики фильтров Кроссовера. 

Все фильтры характеризуются порядком и частотой среза. Частота среза — это частота, на которой уровень подавляемого сигнала становится на 3 дБ меньше , чем уровень пропускаемого сигнала ( Децибелы (дБ), это физическая характеристика громкости звука — уровень звукового давления). О порядке фильтра можно судить по крутизне характеристики затухания: чем выше порядок, тем сильнее затухание в зависимости от частоты сигнала.

Частота среза фильтра

Допустим, фильтр имеет частоту среза равную 2500 Гц. Если это фильтр нижних частот (Low Pass), то он пропускает частоты ниже 2500 Гц, а все другие идущее выше этой частоты срезает. Если фильтр высоких частот (Hi Pass) имеет частоту среза равную 2500 Гц, то он срезает все частоты которые нпиже 2500 Гц, а все что выше, пропускает.

В двухполосных Кроссоверах частота среза у двух фильтров одинаковая, что не скажеш о трёхполосном Кроссовере, в нем три фильтра с разной частотой среза.

На гравике 1 и 2 показаны частотные характеристики двухполосного (график 1) и трёхполостного (график 2) кроссоверов, точка пересечения линий на графиках и показывает какая частота среза у фильтров.

Порядок фильтра

Порядок фильтра или чувствительность на прямую зависит от крутизны среза.

Определяется отношением интенсивности выходного сигнала в (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна и характеризуют как отношение децибел на Октаву (dB/octave)(Октава в акустике — внесистемная безразмерная единица частотного интервала между двумя частотами (f1 и f2), отношение которых f2/f1 = 2 , другими словами — частота более высокого звука в два раза больше более низкого ). 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 порядоки фильтров на примере нискочастотного фильтра с частотой среза 1000 Гц  (График 3). Из графика наглядго видно, что наилучшие характеристики имеет фильтр 4-го порядка, он более точно пропускает нужные частоты и срезает не нужные. На практике в кроссоверах применяются фильтры с 1-3 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.

Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.

Активные и Пассивные Кроссоверы

 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.

После активного кроссовера устанавливаются два или три усилителя мощности в зависимости на сколько полос разделяеться звуковой сигнал, что ещё больше удорожает и усложняет реализацию акустической системы автомобиля.

Устройство пассивного кроссовера представляет собой корпус, около 120х60х40 мм с входными и выходными контактами, или других размеров в зависит от конструкции. Внутри находиться печатная плата с фильтрами частотного сигнала, состоящих из элементов (резисторы, конденсаторы, катушки) которые соеденины между собой должным образом. 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.

Источник: https://www.msvmaster.lv/car-sound/crossover.html

Для чего нужен кроссовер в автоакустике?

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.

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.

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.

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.

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.

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.

В противном случае это приведет не только к ухудшению качества звучания, но и к уменьшению срока эксплуатации.

Ликбез: про кроссоверы, автоусилители, автоакустику — бортжурнал Лада 2106 “The beauty” 1998 года на DRIVE2

Важными компонентами качественной автоакустики являются кроссовер и автомобильный усилитель. Без правильного их выбора и грамотной установки рассчитывать на полноценную акустическую картину в автомобиле просто не приходится.

КРОССОВЕР

Кроссоверы бывают активные и пассивные. Отличие между ними в том, что активные состоят из компонентов, нуждающихся в источниках питания – операционных усилителях, микроконтроллерах и пр.

Пассивные кроссоверы компонуются из элементов, которые в питании не нуждаются (резисторы, конденсаторы, катушки).

Есть различие и в правилах установки кроссоверов: активные монтируются только перед усилителем; что касается пассивных – они могут быть установлены и перед усилителем, и иначе – перед динамиком.

К преимуществам пассивных кроссоверов относится возможность разделения сигналов для двух- и даже трехполосной системы, при использовании лишь двух каналов усилителя. И все это – за сравнительно невысокую стоимость.

К минусам активных кроссоверов относят их дороговизну, потребность в отдельных усилителях для каждого канала, и искажения, возникающие по вине активных элементов.
Кроссовер подбирается в соответствии с количеством полос акустической системы.

Выбор его, установка и настройка требует профессионального подхода, — поэтому лучше доверить эту тонкую задачу специалистам.

УСИЛИТЕЛЬ

Случается, что усилитель бывает не очень качественным, даже в отнюдь недешевой автомагнитоле. Почему так случается? Потому что отсек для автомагнитолы обычно небольших размеров, и по этой причине в головное устройство нельзя вмонтировать усилитель большой мощности. Вот и приобретают внешний усилитель те, кто обожают по-настоящему качественный звук.

Усилитель автомобильный может быть одноканальным (способным усиливать только один канал), Называемый чаще моноблоком, двухканальным (которому под силу усиливать стереосигнал), трехканальным (стереосигнал плюс канал сабвуфера), четырехканальным (усиливает сигнал фронтальной и тыловой акустики). Существуют также пяти и шестиканальные усилители.

По каким еще параметрам выбираются автоусилители?По показателям мощности, которая выбирается на 10-20% меньше, чем мощность динамиков. Если не придерживаться этого правила, динамики вскоре выйдут из строя. Стоит иметь в виду, что в расчет берется RMS-мощность, а не пиковая, или максимальная.

Другой показатель – сопротивление нагрузки. Показатели сопротивления динамиков и усилителя должны соответствовать друг другу! Иначе усилитель выйдет из строя.

Достаточное количество усилителей предоставляют возможность мостового включения, что позволяет вдвое( у хороших автоусилителей-втрое) увеличить мощность, отдаваемую усилителем. Мостовое включение зачастую используется для подключения сабвуфера.

ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВКИ

Небольшие размеры корпуса усилителя (40х30х5) позволяют установить его в различных местах. Например, на нижней части задней полки (прикрутить с помощью болтов или саморезов) или в нише крыла.

Если корпус сабвуфера изготавливается на заказ, то можно довольно эффективно врезать туда же и усилитель.

При этом нужно иметь в виду, что усилитель выделяет в окружающее пространство довольно много тепла, поэтому полностью изолировать его нельзя.

Если вы желаете оснастить свой автомобиль акустической системой, затратив разумный минимум средств, рекомендуем приобрести широкополосную или коаксиальную автоакустику, разместив её в штатном месте, и использовать штатный усилитель от автомагнитолы. С течением времени существующую акустику можно усовершенствовать, снабдив ее активным корпусным сабвуфером.

Если вы истинный ценитель музыки, и вам важно четко прослушивать инструментальные дорожки, чувствовать объем звучания и то, как отыгрываются мелкие музыкальные нюансы, то стоит подумать об установке двухполосной компонентной автоакстики, пассивных кроссоверов и внешних усилителей. А в тыл установить закрыто оформленный сабвуфер.

Любителям зажигательных танцевальных ритмов подойдет двухполосная коаксиальная акустическая система, с парой динамиков, установленных в задней полке, для подзвучки.

Ну а если вы чувствуете, что не успокоитесь до тех пор, пока ваше авто по качеству звучания не будет напоминать симфонический оркестр, тогда вашим выбором будет трехполосная (трёхкомпонентная) акустическая система, в которой будут не только активные кроссоверы и тыловые динамики, но и сабвуфер, и несколько внешних автомобильных усилителей. Верхом такого типа инсталляции является поканальное подключение, когда каждый динамик подключается к отдельному каналу автомобильного усилителя.

Источник:

Что такое кроссовер звука и для чего он нужен?

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).

Источник: https://22am.ru/dlya-chego-nuzhen-krossover-v-avtoakustike/

Кроссовер в автомобильной акустической системе необходим для. Про кроссоверы в автозвуке. Активный кроссовер, его плюсы и минусы

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.

: Для чего нужен аудио кроссовер?

Источник: https://offlink.ru/configuring-wi-fi/krossover-v-avtomobilnoi-akusticheskoi-sisteme-neobhodim/