Зачем нужен кроссовер?
Всем снова – здравия желаю. Значит – Приветствую! Данная тема, как и большинство статей на сайте – рассчитана на новичков в мире звука, для начинающих меломанов. Сегодня коротко о главном. Точнее о об одном из главных вопросов при обсуждении акустики – про кроссовер. Все очень много говорят о том, что в хорошей акустике должен быть хороший кроссовер. Про хорошие динамики и правильно сделанные корпуса – отдельная тема для будущих разговоров.
А пока разберем, для чего нужен кроссовер. Где он стоит и какую работу он выполняет. Много текста не будет.
Что такое кроссовер?
Если не вдаваться в научную терминологию, то кроссовер – это делитель всего звукового спектра на несколько подчастотных разделов. Входящий звук на акустику разделительный фильтр (кроссовер) делит на два или три диапазона. Это основные – двух и трех полосные фильтры (кроссоверы).
Бывают и однополосные и две с половиной полосы и четырех полосные. Но это пока не берем в разработку. Всё зависит от того – сколько полос можно сделать в вашей акустике. А точнее, сколько полос рассчитывается при проектировании акустики. Бывает три динамика, а система двух полосная и бывает четыре – а система трех полосная. Поговорим про обычные – двух и трех полосные кроссоверы.
Для чего нужно разделять на полосы?
Хороший вопрос. Начнем с разработки акустики. Инженер берет хорошие динамики, продумывает – какая будет акустика. Если полочная, то два динамика могут вполне справиться. И для этих динамиков, после проведения измерений их характеристик, рассчитывается корпус АС. Просто взять динамики и “запилить” их в любой подходящий ящик – плохая мысль.
При измерениях, инженер понимает, на каких частотах может хорошо играть СЧ-НЧ динамик. Именно для этого динамика, с расчетом что он будет работать в корпусе, продумывает как будет настроен кроссовер, что бы динамик играл именно нужный частотный спектр.
Скажем, НЧ динамик не сможет играть 5000 Гц, так зачем его заставлять напрягаться?! Пусть он спокойно играет свои 50-2000 Гц, а остальной диапазон подбирает хороший высокочастотник. Это пример!
Так же и ВЧ-динамик (пищалка). Если подавать на ней сигнал с усилителя в “необрезанном виде”, то пытаясь воспроизвести удар барабана – она просто перегреется, задымится, катушка наверняка изменит своё местоположение и деформируется, тем самым – заклинит динамик. Можно на мусорку.
Почему так? В низкочастотном сигнале могут содержаться волны очень большой амплитуды, а диффузор маленького динамика просто не сможет двигаться с такими раскачками как НЧ-динамик. Он рассчитан на более высокие частоты, в которых амплитуда сигнала в разы меньше.
Что бы каждый динамик мог спокойно, качественно, без искажений воспроизводить свою работу – для этого и строят правильные кроссоверы, подбирая хорошие компоненты. Но даже в дорогой акустике не всегда имеются хорошие и дорогие кроссоверы. Там немного другая история. В недорогих колонках используются недорогие, а значит не всегда хорошо играющие динамики. Там кроссоверы нужны.
Бывает даже так, что сам по себе динамик-то и не плох, но когда он попадает в корпус, то внутри может создаваться стоячая волна, с которой бороться не просто, но можно это попробовать сделать кроссовером – “срезать пик этой волны”. Это не совсем правильно, так как срезаться будет и рабочий диапазон, но можно подправить.
Вообще, если динамик сам по себе отлично справляется со всем своим спектром, который в него вложили разработчики, то ему и кроссовер хороший не особо и нужен, но желательно кроссовер всё же ставить.
Кроссовер нужен, что бы динамик “не залезал” на полосу своего соседнего динамика. Это понятно, когда знаешь, что НЧ-СЧ динамик (можно назвать его – почти широкополосным) может играть до 4500Гц, а пищалка будет от 3000Гц. Так вот кроссовер не даст им искажать те частоты, которые им не свойственно воспроизводить. Отсюда – звук будет чище, искажений от самих динамиков будет гораздо меньше.
Какие кроссоверы бывают?
Кроссоверы подразделяются на – цифровые и аналоговые. Немного пробежимся – “кто есть кто”.
Цифровые кроссоверы.
Они обычно изготавливаются как отдельный компонент системы. Но такие кроссоверы чаще используются в профессиональном звуке, и в автомобильном в особенности. Это выглядит как цифровой процессор со встроенными кроссоверами, которым пользуются для настройки оборудования, для проведения каких-либо музыкальных мероприятий в помещении.
Примером может быть некое оборудование группы, которая ездит с туром по городам и выступает в разных помещениях. Там звукорежиссер использует цифровые процессоры с активными кроссоверами, что бы помещение стало адекватно воспринимать звуки от акустических систем. Ведь не каждое концертное помещение может похвастаться отличной акустикой для любых исполнителей и оборудования.
В авто, часто используют процессоры для настройки звука. Задержки, фаза, кроссоверы – всё можно сделать в одном устройстве.
Аналоговые кроссоверы.
Эти кроссоверы подразделяются на два разных устройства: активные и пассивные, хотя назначение работы с звуковым спектром одинаков у обоих.
Активные кроссоверы – это устройства, которые требуют внешнего источника питания для своей работы. И выглядят эти кроссоверы как отдельное устройство в своём корпусе с подведением к нему питания. Бывают и встроенные кроссоверы в процессор или усилитель (но редко).
В этих устройствах, кроме настройки фазности и задержки можно регулировать и частоты раздела для каждого динамика. И к тому же, имеется возможность настраивать (подправлять) АЧХ для любого диапазона, для любой частоты. Но это не всеми приветствуется, а точнее даже считается “злом” в звуке. Многие считают, что цифровой звук по любому вносит искажения в сигнал и получить требуемое качество меломанам уже не получится, я промолчу про аудиофилов.
А пассивные фильтры – можно и не описывать, они так сильно распространены в нашей жизни, что особо не нуждаются в представлениях. Внешне, пассивные выглядят как набор радиодеталей, закрепленных на плате по специальной схеме и могут иметь корпус (это кроссоверы для авто) и могут располагаться на внутренней стенке корпуса акустической системы (домашние колонки).
Активные фильтры удобны, что их можно настраивать. Изменилось помещение или была произведена замена динамика на другой – активный кроссовер легко справится с задачей. И можно легко подвинуть нужный диапазон частот для динамика или увеличить-уменьшить его крутизну среза. Но эти устройства стоят денег и не маленьких.
Пассивный фильтр (кроссовер) он настраивается только подбором определенных компонентов. И всегда он рассчитывается только под определенную акустику и под определенный динамик. Иначе акустика не будет звучать как надо.
Порядок кроссовера
Пассивные фильтры подразделяются по “порядку”. Первый порядок, второй, третий и четвертый, который редко кто использует, не говоря уже о 5-м порядке, и более. Увеличение “порядка” кроссовера – это увеличение крутизны среза этого фильтра. Иначе сказать – в фильтре четвертого порядка спад и нарастание будет очень крутым по сравнению со вторым порядком. Про это много здесь говорить не будем.
На картинке из интернета понятно изображена зависимость “порядка” и крутизны среза. Но обычному слушателю это ни о чем не говорит. И всё же. Порядок выше третьего обычно ни кто не использует, если не стоит какая-то особенная специальная задача и динамики очень капризные – готовы играть только свои частоты. Но порядок выше третьего позволяет добиваться лучших результатов с не очень хорошими динамиками.
Чем порядок фильтра выше, тем в нем больше использовано комплектующих деталей и его очень непросто настраивать. Нужно много опыта, хорошее оборудование и комплектующие высокого класса и точности.
Есть не очень сложные программы, в которых можно смоделировать фильтры и их порядок. Большинство людей используют – VituixCAD, уже вторая версия, безоплатная. Там будет видно наглядно – использовать 10 мкф или 6, индуктивность 0,3 мГ или 0,9. Видно как будет, смотреться уровень среза и при какой полосе фильтра. Но принимать эти полученные картинки за истину и идеально построенные фильтры – не стоит. Многие спорят о том, что правильно смоделированные кроссоверы, с красивыми графиками, не играют как надо с динамиками в реальности. Потому – осторожно и много раз проверять.
Типа эксперимент
Если есть возможность у акустики – подключиться к НЧ-динамику отдельно, а к СЧ и ВЧ – другим проводом (это вариант акустики с би-ампингом), то можно улучшить качество звука всей системы, подключив акустику через активные фильтры. Так, к НЧ будет подходить сигнал от своего, отдельного усилителя, который получает сигнал от активного кроссовера. А другие динамики будут работать с другим усилителем, который подключен к соответствующему выходу активного кроссовера.
Нет активного фильтра? Можно использовать в эксперименте внешний пассивный фильтр, специально рассчитанный для этих динамиков в этом корпусе акустики, подключив этот фильтр к хорошему усилителю обычным способом. Но нужно будет вынуть тот фильтр, который стоит в акустике и перепаять провода. Получится так, что от усилителя будет идти провод (стерео) к фильтру, а от этого фильтра будет идти по паре проводов к НЧ-динамику и к ВЧ-СЧ-динамикам. Но не забываем, что “пищалка” всё равно должна иметь свой разделительный конденсатор, что бы не играть всю полосу СЧ-динамика, а только свою.
Но можно и три пары проводов использовать! Если ваш пассивный кроссовер (фильтр) – трехполосный, то это будет практически идеальным вариантом. Но учесть надо и сечение и длину проводов, которыми всё это будет соединено. А нужно ли это вам? Если ради эксперимента – соглашусь. Ведь в таком случае, можно прямо на столе менять в фильтре любой компонент и слушать изменения в звуке акустики. Так можно добиться наилучшего звучания. Но опять же – всё это можно оспаривать.
Резюме
Из всего выше сказанного, подведем итог.
Что такое кроссовер? Если по-русски сказать, то кроссовер – это разделительный фильтр, которое создает нужный частотный диапазон для определённой динамической головки, в свою очередь которые сконструированы так, чтобы работать в определенном спектре частот.
Для чего нужно разделять на полосы? Что бы каждый динамик играл качественно, без искажений, делал свою работу хорошо. Для этого делают кроссоверы, подбирая хорошие компоненты.
Какие бывают кроссоверы? Цифровые и аналоговые (активные и пассивные).
Что такое – порядок кроссоверов? Под “порядком кроссовера” следует понимать – разную крутизну спада и нарастания уровня сигнала на определенной частоте.
На этом пока всё. Не принимайте все сказанное – как науку, просто примите к сведению.
Есть ещё интересные темы, которые хочется обсудить, спорные моменты, музыкальные треки, на которые хотелось обратить ваше внимание. Не отходите далеко, а лучше подписывайтесь на наши новости.
Будем рады вашему вниманию и комментариям. Вам не трудно – проголосуйте за эту статью. Буду примерно знать ваше мнение о сказанном.
Всего знать – не дано никому, потому многие учатся до конца своих дней, если им это интересно. Так и мы, стараемся познать и поделиться своими размышлениями.
Хотите поделиться своим опытом, знаниями – напишите и мы обязательно примем меры к изучению информации. Вы сможете выразить своё мнение или вы захотите стать автором статей прямо на нашем сайте! Не забываем про Авторские права.
Хотите поделиться мнением о прочтенном на этой страничке – очень будем рады! Оставьте свой отзыв или напишите пожелания в форме ниже.
Возможно, некоторые фото или тексты, для данной статьи, взяты из открытых источников интернета, для примера и ознакомления. Если не указано иное, то не претендуем на авторство оных. Так же, использовано немного своих, можете пользоваться. В случае, если нарушены чьи-то права – сообщите об этом в комментариях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.