Dalam dunia yang sempurna, Anda bisa
menikmati suara yang besar dengan menginstal hanya empat penuh jangkauan
speaker - satu di setiap sudut mobil Anda. Dalam dunia nyata, hal-hal arent
cukup mudah. Full-berkisar hanya arent hingga tugas akurat mereproduksi
spektrum musik keseluruhan. Thats why top-notch sistem menggunakan speaker
komponen dua atau lebih - seperti woofer dan tweeter - per saluran. Setiap
komponen dirancang untuk mereproduksi rentang tertentu frekuensi, dan
bersama-sama mereka dapat mencakup spektrum musik seluruh akurat.
Sebuah komplikasi muncul, namun, karena sumber komponen seperti CD player
memberikan semua frekuensi - rendah, tinggi, dan di antara - sebagai sinyal
musik tunggal. Di sinilah crossover masuk Crossover Sebuah membagi sinyal musik
ke dalam pita frekuensi yang kompatibel dengan berbagai jenis speaker komponen.
Crossover Dasar
Crossover adalah makhluk yang cukup kompleks, dan sangat penting bahwa Anda
memahami apa itu dan cara kerjanya sebelum Anda membuat keputusan tentang
bagaimana kamu akan membagi sinyal dalam sistem high-end.
Filter
Jaringan Crossover menggunakan dua jenis filter untuk membagi sinyal musik.
Sebuah filter high-pass mengabaikan, atau lewat, frekuensi di atas frekuensi
yang telah ditentukan tetapi melemahkan, atau gulungan dari, orang-orang di
bawahnya. Sebaliknya, filter low-pass melewati frekuensi di bawah frekuensi
yang telah ditentukan tetapi melemahkan mereka di atasnya. Filter tinggi dan
low-pass juga dapat dikombinasikan (disebut "cascading") untuk
membentuk filter band-pass, yang lolos hanya frekuensi tersebut (disebut
"pass-band") yang arent dilemahkan oleh dua filter. Dalam setiap
kasus, frekuensi yang telah ditetapkan disebut "titik potong" atau
"frekuensi cutoff."
Lereng
Tingkat di mana frekuensi yang dilemahkan disebut "lereng crossover."
Lereng dinyatakan dalam dB per oktaf, dan tokoh yang khas adalah 6, 12, dan 18
dB per oktaf, dengan 12 yang paling umum. Semakin tinggi lereng, redaman lebih
cepat terjadi.
Contohnya: Anda kawat filter high-pass dengan titik crossover 100 Hz dan
kemiringan 6 dB per oktaf untuk midbass a. Crossover secara bertahap akan
menyaring sinyal di bawah 100 Hz sehingga tingkat sinyal pada 50 Hz (satu oktaf
di bawah 100 Hz) adalah sekitar 6 dB kurang dari tingkat pada 100 Hz.
Pasif Manfaat
Ada dua tipe dasar crossover: pasif dan aktif. Perbedaan paling jelas antara
mereka adalah lokasi dalam path sinyal sistem. Pasif ditempatkan antara
amplifier dan speaker, dan karena mereka bekerja dengan sinyal diperkuat mereka
kadang-kadang disebut sebagai "tingkat tinggi jaringan." Aktif, atau
elektronik, crossover melakukan membagi sinyal-tindakan mereka sebelum amp, dan
karena mereka bekerja dengan sinyal non-diperkuat mereka sering disebut sebagai
"tingkat rendah jaringan."
Kesederhanaan dan ekonomi adalah alasan paling kuat untuk memilih berbagai
pasif. Karena pasif pergi bekerja setelah amplifikasi, mungkin untuk membangun
sistem multi-speaker sekitar penguat tunggal; sistem yang menggunakan satu atau
lebih crossover aktif memerlukan minimal dua amplifier. Dan crossover pasif
biaya banyak kurang daripada rekan-rekan aktif mereka.
Pasif juga lebih fleksibel daripada aktif - ketika Anda membangun mereka
sendiri atau minta mereka disesuaikan untuk sistem anda, yaitu. (. Sistem
komponen speaker Beberapa datang dengan crossover pasif, dan lokal mobil Anda
stereo toko menjual pra-dibuat perangkat pasif) pasif fleksibel karena Anda
dapat mencampur dan mencocokkan berbagai komponen listrik yang membentuk filter
mereka untuk mencapai setiap kurva respon yang diinginkan - sebuah prestasi
yang hanya aktif paling canggih bisa cocok.
Satu hal yang nggak aktif menderita adalah "insertion loss." Istilah
ini digunakan untuk menggambarkan daya output penguat thats hilang ketika
crossover pasif dimasukkan antara amp dan pembicara. Daya yang hilang yang
paling signifikan terjadi dengan low-pass filter, karena komponen utama mereka
- induktor (lihat di bawah) - memasukkan banyak berubah dari kawat yang
memiliki resistansi DC kecil tetapi terukur. Perlawanan ini akan mengurangi
jumlah daya yang dikirim ke pembicara, tetapi dalam banyak kasus tidak signifikan.
Induktor dan Kapasitor
Komponen kunci dalam setiap Crossover pasif induktor dan kapasitor. Sebuah
induktor (juga dikenal sebagai "kumparan" atau "choke")
hanyalah sebuah kumparan kawat yang biasanya membungkus inti besi. Induktor
digunakan dalam low-pass filter, karena impedansi mereka alami meningkat
seiring frekuensi sinyal musik yang masuk meningkat. Peningkatan impedansi
selalu menyebabkan penurunan output penguat, sehingga hasilnya adalah bahwa
frekuensi tinggi yang dilemahkan pada tingkat yang ditentukan oleh kemiringan
filter.
Kapasitor terdiri dari lapisan interleaved dari foil khusus dan bahan isolasi
seperti polypropylene atau Mylar. Mereka digunakan dalam high-pass filter,
karena kenaikan impedansi mereka sebagai frekuensi dari penurunan sinyal musik
yang masuk. Sekali lagi, kenaikan impedansi menurunkan output ampli, dan
hasilnya adalah bahwa frekuensi rendah secara bertahap disaring.
Setiap komponen memiliki nilai, yang menunjukkan berapa banyak resistensi
komponen akan hadir untuk penguat dan sebagian besar bertanggung jawab untuk
menentukan titik potong dari filter tertentu (lihat "Merancang
Jaringan," Impedansi, di bawah). Nilai induktor ditentukan oleh jumlah
gulungan kawat di sekitar inti dan jenis inti yang digunakan (lihat "Merancang
Jaringan," Jenis Komponen, di bawah); nilai kapasitor ditentukan oleh
jumlah lapisan foil dan bahan isolasi yang dimilikinya. Semakin banyak lapisan,
semakin tinggi kapasitansi. Nilai kapasitor dinyatakan dalam mikrofarad (pF),
dan nilai-nilai induktor dinyatakan dalam microhenries (uh), dan millihenries
(mH).
Urutan
Jumlah induktor dan kapasitor yang digunakan dalam crossover pasif menentukan
"ketertiban." Nya Sebuah crossover orde pertama menggunakan satu
komponen, perangkat kedua orde dua, crossover orde ketiga tiga. Perintah
crossover juga berhubungan dengan kemiringannya: Pertama-order perangkat selalu
memiliki kemiringan 6 dB per oktaf, orde kedua perangkat kemiringan 12 dB per
oktaf, orde ketiga perangkat kemiringan 18 dB per oktaf. (Lihat Gambar 1 sampai
3.) Pada dasarnya, ini penggunaan fisik induktor tambahan dan / atau kapasitor
menyebabkan tingkat tinggi jaringan untuk melemahkan sinyal yang lebih tajam.
Membangun vs Membeli
Seperti disebutkan, Anda dapat membeli pra-dibuat pasif, gunakan crossover yang
datang dengan speaker Anda (jika telah diberikan), atau desain dan membangun
perangkat sendiri.
Jika Anda ingin mengambil rute pra-dibuat, saya sarankan menempel dengan produk
yang memiliki nama merek akrab. Mereka biasanya dipasang pada papan sirkuit
atau terbungkus dalam perumahan plastik. Manfaat utama mereka adalah bahwa Anda
tidak perlu untuk membangun mereka.
Ada beberapa downsides, meskipun. Yang lebih mahal untuk membeli perangkat pra-dibuat
daripada membangun sendiri. Anda juga kehilangan beberapa fleksibilitas, karena
kombinasi yang tepat dari poin, lereng, dan karakteristik yang Anda inginkan
mungkin tidak tersedia. Perangkat pra-dibuat juga akan sia-sia jika Anda
menemukan, setelah menginstal itu, bahwa ia tidak melakukan apa yang Anda ingin
lakukan.
Ive menemukan bahwa pindah silang dikemas dengan beberapa sistem komponen
speaker arent begitu panas, karena produsen pembicara sering melempar perangkat
thats terbuat dari komponen murah - dan yang dapat menyebabkan sakit kepala.
Menggunakan "kaleng" crossover tongkat Anda dengan frekuensi
crossover dan lereng dipilih oleh produsen, tentu saja - lagi, fleksibilitas
kurang.
Membangun perangkat pasif Anda sendiri adalah jauh pendekatan yang terbaik.
Uang kamu akan menyimpan, dan Anda akan berakhir dengan crossover thats tepat
disesuaikan dengan sistem anda. Satunya kekurangan adalah waktu yang dibutuhkan
untuk merancang dan membangun sebuah perangkat pasif - proses yang panjang
bahkan dengan bantuan disediakan di sini.
Merancang Jaringan
Cara termudah untuk mendekati tahap desain adalah untuk memikirkan jaringan
sebagai kumpulan sederhana dari filter. Cara tiga orde pertama jaringan pada
Gambar 4, misalnya, tidak lebih dari tiga orde pertama filter - tinggi, band-,
dan low-pass - kabel bersama-sama secara paralel. (. Ekor babi adalah induktor,
garis-garis paralel ganda kapasitor) Kemudian kamu akan perlu mempertimbangkan:
jenis filter; titik crossover (dalam Hz); lereng; impedansi (dalam ohm) dari
pembicara yang akan menerima disaring sinyal, dan desain komponen dan
karakteristik.
Jenis Penyaring
Untuk memilih jenis filter, cukup mempertimbangkan apa jenis speaker crossover
akan penyaringan. Biasanya, tinggi-pass filter digunakan dengan tweeter,
band-pass filter digunakan dengan midranges dan midbasses, dan low-pass filter
digunakan dengan woofer. Schematics-pertama melalui orde ketiga jaringan untuk
masing-masing jenis penyaring muncul dalam Angka 1 sampai 3. Nilai-nilai komponen
yang memungkinkan Anda untuk membangun filter ini untuk spec - ditandai dengan
huruf / nomor penunjukan seperti Ll - diberikan dalam Tabel 1 sampai 4 (lebih
lanjut tentang ini nanti).
Frekuensi cutoff
Dari semua variabel dalam persamaan crossover, frekuensi cutoff adalah yang
paling sulit untuk dijabarkan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan
termasuk akustik interior mobil Anda, lereng penyaring kamu akan menggunakan
(lihat Lereng, di bawah), dan selera Anda sendiri mengenai karakter sonik.
Setiap interior mobil memiliki karakter akustik sendiri, sehingga Anda harus
mempertimbangkan efeknya pada respon ketika memilih sebuah cutoff. Anda dapat
menggunakan titik crossover seperti equalizer, misalnya, untuk mengimbangi
anomali tanggapan serius seperti puncak dan lubang, ini sebenarnya lebih baik
untuk menggunakan menyamakan kedudukan, pada kenyataannya, karena memungkinkan
Anda untuk menggunakan EQ Anda sejenak-demi-saat baik menyetel bukan sebagai
penopang untuk mengimbangi kekurangan sistem.
Secara khusus, titik crossover dapat tumpang tindih atau underlapped untuk
mencapai efek yang diinginkan sonik. Bila filter yang tumpang tindih, speaker
mereka makan baik menghasilkan output di bagian tumpang tindih dari spektrum
musik. Underlapping frekuensi cutoff menciptakan lekukan yang dapat
mengkompensasi benjolan respon. Interior mobil yang paling membuat semacam
benjolan di wilayah midbass, dan underlapping adalah cara yang bagus untuk
kelancaran keluar. Prosesnya mudah baik cara: titik crossover Cukup mengatur
berdekatan sehingga mereka tumpang tindih atau meninggalkan celah di rentang
frekuensi masalah, kemudian menyesuaikan tumpang tindih atau kesenjangan sampai
sistem Anda terdengar benar. Gunakan analisa real-time (RTA) untuk menentukan
lokasi benjolan frekuensi-respon atau lubang dan untuk mengukur beratnya.
Bahkan jika Anda tidak menggunakan filter untuk frekuensi di-atau underlap,
pilihan cutoff masih akan mempengaruhi kualitas suara, dan ini adalah masalah
yang sangat subjektif. Beberapa orang seperti terang yang terdengar musik,
misalnya, sementara yang lain lebih suka suara penuh. Anda bertaruh terbaik di
sini adalah untuk mempertimbangkan kriteria lain pertama dan menetap pada angka
kasarnya untuk titik cutoff, kemudian membeli semua induktor dan kapasitor
youll perlu bereksperimen dengan berbagai celana di kedua sisi itu.
Anda dapat menggunakan panduan berikut ini sebagai titik awal untuk cut-off
frekuensi percobaan Anda, perhatikan bahwa mereka didasarkan pada penggunaan
12-dB per oktaf lereng.
Subwoofer: Di bawah 100 Hz (low-pass).
Woofer / MIDBASSES: Antara 100 dan 500 Hz (high-pass).
MIDRANGES: Antara 300 dan 500 Hz (bernilai tinggi) dan 3.500 dan 8.000 Hz
(low-pass).
Tweeters: Di atas 5.000 Hz (high-pass).
Cutoff Anda memilih untuk tweeter ini sangat penting karena mereka adalah
speaker komponen termudah untuk kerusakan. Ive direkomendasikan angka 5.000 Hz
karena cukup tinggi untuk memungkinkan hampir setiap tweeter untuk hidup
panjang dan sehat - selain, midrange Anda harus dapat mereproduksi sinyal
hingga 5.000 Hz. Beberapa tweeter mampu nyaman menangani sinyal serendah
sekitar 2.000 Hz, bagaimanapun, jadi Anda terbaik di sini - dan dengan pengeras
suara apapun, dalam hal ini - adalah untuk menentukan frekuensi cutoff minimum
yang disarankan oleh produsen pengeras suara dan tidak melebihi itu.
Lereng
Secara umum, filter high-pass dengan kemiringan paling sedikit 12 dB per oktaf
harus digunakan dengan midranges dan tweeter, karena ini akan melindungi mereka
dari berpotensi merusak frekuensi rendah.
Mengatur kemiringan filter low-pass ini tidak berisiko, karena frekuensi tinggi
woofer kerusakan cant, midbasses, atau midranges. Tapi pilihan Anda akan
membuat perbedaan besar dalam sistem suara. Sebagai contoh, Ive menemukan bahwa
penyaringan woofer atau subwoofer dengan kemiringan 6 dB per oktaf biasanya
menghasilkan bass lembek. Di sisi lain, kemiringan thats terlalu curam bisa
bermain malapetaka dengan respon bass: Lereng dari 18 dB per oktaf atau lebih
tinggi (orde-keempat jaringan memiliki kemiringan 24 dB per oktaf) dapat
menghasilkan respon bass lemah, perbedaan fasa antara speaker, dan kerugian
yang berlebihan penyisipan. Masalah fase, seperti insertion loss, mengurangi
output dan dapat menghasilkan lubang respon.
Impedansi
Seperti disebutkan, nilai dari induktor atau kapasitor menentukan frekuensi
cutoff filter. Speaker impedansi datang ke dalam bermain, namun, karena
induktor atau kapasitor akan menghasilkan celana yang berbeda untuk setiap
impedansi yang diberikan. Secara khusus, cutoff yang dihasilkan oleh sebuah
induktor meningkat seiring kenaikan impedansi, sedangkan yang dihasilkan oleh
kapasitor berkurang pada kondisi yang sama. (Lihat Tabel 1 sampai 4.)
Komponen Jenis
Selain memilih sebuah induktor atau kapasitor dengan nilai tertentu (untuk
menghasilkan frekuensi cutoff yang Anda inginkan), Anda juga perlu memilih
jenis penggunaan komponen youll; setiap jenis memiliki karakteristik sendiri
sonik dan akan mempengaruhi kualitas suara sistem anda .
Ketika datang ke tinggi-pass filter, yang terbaik yang terdengar kapasitor
tegangan tinggi Mylar dan polypropylene variasi. (. Theyre juga yang paling
mahal) Dengan low-pass filter, namun Anda dapat menggunakan jenis kapasitor -
jenis nya dari induktor yang diperhitungkan.
Air-inti induktor memiliki tokoh distorsi rendah dari berbagai besi-core, dan
biasanya mereka suara terbaik selama nilai mereka tidak melebihi 4 mH. Di atas
angka ini, perlawanan mereka yang relatif tinggi menjadi merepotkan, dan rendah
resistansi induktor inti besi lebih disukai.
Crossover juga dikelompokkan menurut mereka "khas." Dua jenis yang
paling umum adalah Butterworth, yang menghasilkan respon frekuensi terbaik, dan
Bessel, yang menghasilkan respon fase terbaik.
Sebuah Model Kerja
Ketika youve membuat semua keputusan utama mengenai desain crossover-jaringan,
Anda bisa berjalan turun ke bisnis.
Sketsa Jaringan
Langkah pertama adalah membuat sketsa filter individu yang akan membuat
jaringan Anda. Nah menggunakan jaringan yang ditunjukkan pada Gambar 5 sebagai
model kerja kami. Ini menggambarkan satu saluran jaringan, umum tiga-cara orde
kedua; sesuai orde kedua statusnya, filter masing-masing terdiri dari dua
komponen dan memiliki kemiringan 12 dB per oktaf. Untuk menyempurnakan model
kami, mengatakan bahwa impedansi dari setiap pembicara adalah 4 ohm dan bahwa
Anda ingin titik crossover berikut: 4.000 Hz high-pass untuk tweeter, 130 Hz
high-pass dan 4.000 Hz low-pass untuk midrange (menciptakan band-pass), dan 130
Hz rendah lulus untuk woofer.
Pilih Nilai Komponen
Langkah berikutnya adalah memilih kapasitor dan induktor yang tepat untuk
setiap filter. Tabel 1 sampai dengan 4 nilai-nilai komponen daftar untuk filter
tinggi dan low-pass pada frekuensi cutoff umum dan dengan lereng 6, 12, dan 18
dB per oktaf. (Untuk mengetahui nilai-nilai komponen untuk frekuensi cutoff
lain atau lereng yang lebih tinggi, konsultasikan The Cookbook Loudspeaker
Desain, diterbitkan oleh Marshall Jones dan dipasarkan oleh Publikasi Amatir
Audio
Dalam model kita, baik mulai dengan induktor dan kapasitor untuk filter 4.000
Hz high-pass. Karena berhadapan dengan tweeter 4-ohm, lihat persimpangan kolom
4-ohm dan 4.000 Hz pada Tabel 2. Dalam hal ini, nilai-nilai yang benar untuk
tinggi-pass filter 6,8 pF untuk kapasitor C2 dan 0,22 mH untuk induktor L2.
Filter band-pass dalam jaringan ini terdiri dari filter 130-Hz high-pass dan
4.000 Hz rendah pass filter. Mengacu lagi untuk Tabel 2, kita menemukan bahwa
nilai yang sesuai untuk sisi high-pass dari filter adalah 200 pF untuk
kapasitor C2 dan 6,8 mH untuk induktor L2. Untuk sisi low-pass, nilai-nilai
adalah 6,8 pF untuk kapasitor C2 dan 0,22 mH untuk induktor L2.
Untuk filter 130-Hz low-pass, periksa persimpangan kolom 130-Hz dan 4-ohm pada
Tabel 2. Seperti yang Anda lihat, Anda akan membutuhkan kapasitor 200 pF untuk
C2 dan sebuah induktor 6,8 mH untuk L2. Itu Sangat mudah, dan membangun
jaringan lebih rumit ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7 adalah hanya masalah
menambah beberapa lagi komponen untuk gambar.
Dalam hal apapun, setelah Anda tahu jenis dan nilai semua komponen youll perlu
membangun kustom Anda pasif pindah silang jaringan, pergi membelinya. Tempat
terbaik untuk menemukan berbagai komponen berkualitas tinggi adalah elektronik
lokal Anda-bagian toko.
Perakitan jaringan adalah bagian yang termudah dari proses. Langkah pertama
adalah untuk menghubungkan komponen filter. Setiap komponen memiliki kecil
mengarah mencuat di setiap akhir, dan jika mereka cukup lama mungkin hanya
solder lead yang tepat bersama-sama. Jika lead terlalu pendek, memotong lari
kecil dari kabel speaker dan menggunakan potongan-potongan untuk membuat
koneksi. Dalam hal apapun, selalu solder koneksi Anda, karena metode ini lebih
dapat diandalkan daripada alternatif - Crimping atau menggunakan pita listrik.
Crossover sederhana - yang terdiri hanya satu atau komponen kecil - dapat
disolder langsung ke terminal speaker yang membutuhkan penyaringan. Jaringan
membutuhkan beberapa komponen, atau hanya beberapa yang besar, harus dipasang
pada sebuah "papan Perf," aksesori murah thats dijual di elektronik-bagian
toko. Either way, Anda akan perlu untuk melindungi komponen dari
penyalahgunaan. Shrink tubing dapat digunakan dengan terminal-mount filter,
sementara kasus yang jelas-plastik - yang dibeli di toko atau custom-made -
karya terbaik dengan filter terpasang pada papan Perf. Jika Anda memilih untuk
menggunakan sebuah kasus, mengamankan papan Perf untuk itu menggunakan lem
silikon atau mur dan baut. Tujuannya adalah untuk melindungi komponen dari
kerusakan fisik dan meminimalkan kemungkinan celana pendek listrik, dan tangguh
untuk pergi ke laut dalam upaya ini.
Setelah filter dibangun, Anda akan perlu untuk memasukkan ke dalam jalur
sinyal. Gunakan kabel speaker untuk menghubungkan amp ke kedua sisi jaringan,
pembicara ke sisi "terbuka". Dibeli di toko jaringan ditandai dengan
masukan dan legenda output; menghubungkan amp ke sisi masukan, pembicara ke
sisi output.
Anda juga harus teliti jika youre menggunakan kasus dan perlu me-mount di mobil
Anda. Jika tidak memberikan kontribusi pada daya tarik kosmetik dari sistem
anda, mengamankan bawah dashboard atau di belakang panel. Jika youve mengarang
kotak panas yang tampak, namun Anda harus menampilkan itu - pada rak amp,
misalnya, atau inset ke dalam panel berkarpet.
Merancang dan membangun jaringan Crossover pasif adalah jenis tugas tinkerers
mencoba-dan-benar cinta. Di luar banyak tantangan, tingkat kontrol yang
ditawarkan oleh jaringan pasif tak tertahankan. Proses ini mungkin dikenakan
biaya satu bulan di toko dan satu atau dua botol Tylenol, tapi saya menjamin
bahwa manfaat melakukan pekerjaan dengan benar akan bernilai semua upaya Anda.