Os crossovers acústicos são dispositivos eletrônicos que recebem um sinal de entrada e produzem duas ou três saídas que consistem em bandas separadas de alta, média e baixa frequência. Diferentes faixas alimentam diferentes alto-falantes ou "drivers" em um sistema de som: woofers e subwoofers. Sem um crossover, ocorre uma quebra aleatória do som. Nestes, um filtro passa- alto bloqueia os graves, mas envia notas de alta frequência para o tweeter, enquanto um filtro passa-baixo bloqueia os agudos e passa as notas de baixa frequência para o subwoofer.
Sistema de som componente
As "redes" cruzadas de alto-falantes coaxiais de vários alcances geralmente são incorporadas aos alto-falantes e consistem em pequenos componentes elétricos, como bobinas ou capacitores. Crossovers para sistemas de três vias usando tweeters, drivers de médio porte e subwoofers incluem, além de filtros de alta e baixa,"bandwidths" reproduzem frequências entre dois pontos usando frequências altas e baixas na mesma rede. Para isso, pode haver um driver de médio alcance apenas de 100 Hz a 2500 Hz.
Existem dois tipos principais de crossovers acústicos: ativo e passivo. Os passivos não precisam de energia para filtrar o sinal. Os ativos exigem uma conexão de energia e terra, mas oferecem muito mais flexibilidade e controle preciso sobre a música do usuário.
Sistema de áudio ativo
Um sistema de som é chamado de "ativo" quando cada driver, tweeter, woofer tem seu próprio canal de amplificação. Isso aumenta muito a potência disponível, a faixa dinâmica e o controle da resposta tonal do sistema em todo o espectro de áudio. Um crossover ativo acústico se conecta entre o receptor e o amplificador e corta frequências indesejadas para que ele possa focar apenas nas frequências que o usuário deseja ouvir.
Eles geralmente têm controles de volume em cada canal, então você pode manter todas as "vozes" de diferentes drivers em equilíbrio. Alguns crossovers incluem outros recursos de processamento de áudio, como equalização, para personalizar ainda mais o sistema. A única desvantagem potencial desse tipo de crossover é que ele requer conexões de +12V, terra e plug-in. Isso apresenta um problema maior para instalar e configurar do que um dispositivo passivo.
Dispositivos acústicos passivos
O crossover passivo acústico não está conectado a uma fonte de alimentação. Existem dois tipos de crossovers passivos: crossovers de componentes, que são conectados entre o amplificador e os alto-falantes, e os internos, que estão localizados entre o receptor e o amplificador.
Componente. As transições passivas dos componentes no caminho do sinal vêm depois do amplificador. São pequenas redes de capacitores e bobinas que geralmente são instaladas próximas a alto-falantes. Os alto-falantes componentes vêm com crossovers definidos para um desempenho ideal. Eles são fáceis de instalar e configurar. O sinal de alcance total sai do amplificador e vai para um crossover passivo que o divide em dois e envia as notas altas para o tweeter e os médios e baixos para o woofer. A maioria dos crossovers de componentes passivos tem configurações adicionais que permitem desligar o tweeter se o som parecer muito alto para o woofer.
Além dos crossovers passivos que operam em sinais de alto-falante e são conectados entre o amplificador e os componentes do alto-falante, também existem crossovers acústicos de carro embutidos instalados na frente do amplificador. Eles se parecem com pequenos cilindros com plugues RCA em cada extremidade e simplesmente plugados nas entradas. Os crossovers integrados não desperdiçam energia como as altas frequências fazem para um subwoofer. Instalar um crossover integrado é uma maneira ótima e barata de melhorar o som do centro, especialmente em um sistema de alto-falantes componente.
Princípios de uso de áudio automotivo
Para entender o que é um crossover e se a necessidade de som realmente precisa de um ou mais crossovers, é importante primeiro entender alguns princípios muito simples para usar um crossover de carro. A ideia principal é que a música é composta de frequências sonoras que governam toda a gama de audição humana, mas fontes individuais são melhores em criar frequências específicas do que outras.
Tweeters são projetados para reproduzir altas frequências, woofers são projetados para reproduzir baixas frequências, etc. O objetivo principal é separar a música em suas frequências componentes e enviá-la para alto-falantes específicos para obter maior fidelidade de áudio. Ao garantir que apenas as frequências corretas cheguem aos alto-falantes clássicos, você pode reduzir a distorção com mais eficiência e melhorar a qualidade do som do sistema de áudio do carro.
Instalar crossovers acústicos passivos é uma tarefa relativamente fácil, pois fornece fiação de crossover entre o amplificador e os alto-falantes. Por exemplo, você pode conectar um crossover passivo a uma saída de amplificador e, em seguida, conectar a saída do tweeter a um tweeter e a saída do subwoofer a um subwoofer.
A instalação de um crossover de áudio de carro ativo geralmente será um procedimento mais complicado. O principal problema é que os crossovers ativos exigem energia, portanto, você precisará executar fios de energia e terra para cada dispositivo. Se já estiver instaladoamplificador, será mais fácil instalar um crossover ativo. Na verdade, aterrar no mesmo local em que o amplificador está aterrado ajudará a evitar ruídos irritantes no loop de terra.
Classificação Cruzada
Os crossovers acústicos podem ser classificados pelo número de bandas em que o espectro de áudio é dividido. Two-way divide o espectro de áudio em duas partes e envia informações para diferentes tipos de drivers. Three-way divide o espectro de áudio em três partes e assim por diante. Um cruzamento também pode ser descrito pelo ponto onde o corte íngreme começa. Geralmente se refere à frequência em que a descida começa. Em duplex, ambos os drivers terão 6 dB no ponto de cruzamento.
Os termos frequentemente usados para descrever a inclinação do cruzamento incluem 6 dB/oitava, 12 dB/oitava, 18 dB/oitava ou 24 dB/oitava. A inclinação do cruzamento a que esses termos se referem. Para uma mudança de oitava, um crossover de 6 dB/oitava terá uma saída 6 dB abaixo do ponto inicial; 12 dB/oitava terá uma saída de 12 dB. Outro conjunto de termos que são frequentemente usados para descrever a inclinação de cruzamento são 1ª ordem, 2ª ordem, 3ª ordem e 4ª ordem.
Estes termos são derivados do número de componentes necessários para criar a inclinação descrita. Um crossover de 1ª ordem usa 1 componente e dará aproximadamente 6 dB/oitava. Um crossover de 2ª ordem usa 2 componentes e lhe dará cerca de 12 dB/oitava, etc.
Componentes do alto-falante central
Se for difícil encontrar um valor que não ultrapasse 10% do som desejado, ajuste. Aquialgumas dicas para trabalhar com diferentes componentes:
- Capacitores: combine dois capacitores, conecte-os em paralelo. Usando-os desta forma, pode-se simplesmente somar os dois valores para obter a capacidade equivalente combinada.
- Resistores: conecte dois resistores em série para fornecer uma resistência combinada equivalente ao valor total. A potência nominal em ambos deve ser alta para atender aos requisitos do sistema.
- Indutores: Se você não precisa usar vários indutores, você pode comprar um grande e depois desenrolar as bobinas até atingir o valor desejado. A desvantagem deste método é que você deve usar um tipo específico de medidor de indutância.
Definir faixa de frequência
Ajustar o crossover do sistema de alto-falantes é o ajuste de frequência correto. Para determinar a faixa permitida usada para configurações, você precisa conhecer os dados dos alto-falantes e do subwoofer. O pacote de alto-falante adquirido sempre contém um manual para as configurações que você precisa usar.
Caso contrário, aplicam-se as seguintes regras. A frequência mais alta que o subwoofer pode suportar deve ser usada para configurações de crossover. A frequência mais baixa que o alto-falante pode suportar deve ser definida como crossover.
Por exemplo, para uma faixa de frequência do subwoofer de 20-130Hz e uma faixa de frequência do alto-falante central de 70-20.000Hz, a faixa permitidaA configuração de crossover para o alto-falante principal será de 70-130 Hz. Isso significa que você pode aplicar uma configuração de 70, 80, 90, etc., até 130 Hz para o alto-falante principal. Se usado acima ou abaixo do tamanho especificado, as frequências fora dos limites não serão reproduzidas pelo subwoofer ou pelo alto-falante correspondente.
Principais blocos de construção
Em um sistema de som automotivo, grandes capacitores externos são usados para evitar que as luzes se apaguem quando notas graves altas são tocadas. Eles conseguem isso dando ao amplificador uma rápida explosão de energia. Os capacitores de crossover de alto-falante têm uma alta "resistência" comumente chamada de reativa para sinais de baixa frequência.
Existem três especificações principais para capacitores:
- A tensão máxima na qual não está sujeito a ruptura dialética. Essa ruptura ocorre quando o campo elétrico entre as duas placas do capacitor se torna suficiente para polarizar a dialética, transformando-a em condutor. Quando isso acontecer, o capacitor ficará quente e poderá explodir.
- A capacitância dos capacitores é geralmente medida em microfarads - mF ou uF ou (letra grega mu) F. Um microfarad é 1/1.000.000 ou 1 × 10 -6 Farad. E picofarads também são usados, que é 1/1.000.000 ou 1 × 10-6 microfarad (1 × 10-12 Farad).
- Tolerância. Esta é uma variação aceitável do valor. Por exemplo, um capacitor de 47mF com uma faixa de -20%/+80% seriatêm uma capacidade de 37,6 a 84,6 mF. Os sistemas de áudio normalmente conectam um capacitor em série com cada alto-falante de " alta frequência" para atuar como um filtro passa- altas.
Calcular impedância do sistema
Se todos os alto-falantes estiverem conectados em paralelo e tiverem a mesma impedância, o cálculo do crossover acústico será fácil de fazer. Basta dividir a impedância pelo número de alto-falantes em paralelo.
Exemplo 1: Quatro alto-falantes de 8 ohms, conexão paralela: 8/4=2 ohms. Exemplo 2: Dois alto-falantes de 4 ohms, circuito paralelo: 4/2=2 ohms.
Para calcular alto-falantes conectados em paralelo, mas com impedâncias diferentes, aplica-se a seguinte fórmula:
R total=1/(1/r1+1/r2+…..).
Na verdade, o cálculo exato do sistema de áudio é um processo empírico muito complexo. Para facilitar, existem muitas calculadoras online para cruzamento de alto-falantes na internet, como uma calculadora separada para 2, 3 e 4 alto-falantes conectados em paralelo, bem como calculadoras que podem ser usadas para configurações em série/paralelo mais complexas. Para fazer isso, você precisa inserir a impedância de cada alto-falante nos quadrados brancos da calculadora correspondente. A impedância total para alto-falantes conectados em paralelo será determinada. E também uma porcentagem é calculada para cada alto-falante.
O visor mostrará como a potência de saída do amplificador é distribuída entre os alto-falantes. Quando usado em conjunto com diferentes impedânciaso compartilhamento de energia será levado em consideração.
Se houvesse um driver que pudesse reproduzir com facilidade e precisão todo o espectro de áudio, não haveria necessidade de usar um crossover. A principal razão é que geralmente são necessários vários drivers para cobrir todo o espectro de som. Não é possível fazer um driver capaz de produzir altas e baixas frequências ao mesmo tempo. Diferentes tipos de drivers são projetados para funcionar bem em diferentes faixas. Usar um crossover ajuda a coordenar o trabalho de diferentes motoristas.
