Что такое кроссовер?

03.03.2012 Такой не простой авто-звук  12 Комментариев Еще статьи в этом разделе

Кроссоверы, или разделительные частотные фильтры, впервые появляются в поле зрения тех, кто сталкивается с миром car audio, как часть комплекта компонентной акустики. Несложную функцию этих небольших коробочек без особых усилий сможет объяснить даже ученик продавца в магазине – разделяют сигнал в многополосных динамиках так, чтобы басовик получал низкие частоты, среднечастотник – средние, а «пищалка» – верхние. Но так ли все просто на практике, если кроссоверы занимают в каталогах производителей автомобильной аудиоаппаратуры не меньше страниц, чем усилители, а построить в автомобиле музыкальную систему уровня hi-fi без таких «коробочек» можно даже и не пытаться.

 Виноваты динамики
Действительно, с кроссоверами далеко не все так просто, как могло показаться будущему менеджеру по продажам. Если основные компоненты акустической системы – динамики – любой специалист (или даже не совсем специалист) сможет подобрать, исходя из собственных предпочтений (из-за чего порой скрещиваются абсолютно разные по идеологии марки), то выбор разделительных фильтров часто оказывается камнем преткновения даже для опытных инсталляторов. 

Каждый, кто хоть немного «в теме», четко знает, что самый значительный источник искажений звука – это динамики. Идеальным выходом из этого положения был бы динамик, способный один воспроизводить весь звуковой диапазон. К сожалению, сделать полноценный широкополосный излучатель никому пока не удалось. В результате самых удачных попыток появились динамики, которые способны работать в большей части диапазона, но не более чем удовлетворительно.

А нужно, чтобы динамик работал безукоризненно, и не в части диапазона, а во всем, иначе все усилия будут лишены практического смысла. В борьбе за идеальное качество звука общий диапазон частот приходится делить на части и ставить во главе каждой из них оптимизированный для каждой полосы частот динамик – сабвуфер, мидбас, среднечастотник или твиттер. Делением, собственно, и заведуют кроссоверы. А справедливость (читай «качество») их «дележки» зависит от интеллекта самих кроссоверов, среди которых иногда встречаются шибко умные экземпляры, а иногда так себе.

Вам пассивный или поактивнее?
Способов деления сигнала в автозвуке (как, впрочем, и в домашнем аудио) существует всего два. Можно делать это на выходе усилителя, что поручено широко распространенным пассивным кроссоверам. С точки зрения схемотехники это значительно более примитивные устройства, чем активные разделительные фильтры. В пассивных кроссоверах выделение нужной полосы доверено различным индуктивностям, емкостям и резисторам, то есть такой начинке, которая не нуждается в дополнительном питании. Другими словами, пассивные кроссоверы используют электрическую энергию линии, в которую включены. 

Их основными преимуществами считают небольшую стоимость и гибкость при построении аудиосистемы в автомобиле. Используя пассивные кроссоверы, можно создать отличную акустическую систему на базе одного-единственного усилителя. Именно поэтому их нередко используют мастера высшего пилотажа car audio (и профессиональные инсталляторы, и спортсмены) – при наличии определенных навыков у сборщиков система из нескольких пассивных фильтров может выдавать на динамики почти идеальный сигнал, который, казалось бы, невозможно получить без применения дорогих электронных агрегатов.

Недостатки, естественно, тоже есть. Во-первых, в пассивном кроссовере практически невозможно изменять какие-либо настройки кроме ослабления сигнала на «пищалке». Во-вторых, это «транспортные потери», или ослабление звукового сигнала (имеющее аппетитное английское название damping), возникающие при прохождении сигнала через катушку индуктивности и из-за сопротивления кабеля. Это означает, что честно отданный усилителем сигнал попадает на динамики не только отфильтрованным, но и урезанным, причем в отдельных случаях урезанным весьма ощутимо. 

 Также не без основания считается, что близко расположенные к силовым линиям пассивные кроссоверы могут подхватывать индуктивные помехи, поэтому производители рекомендуют прятать пассивную разделительную аппаратуру от происков шального тока. При выборе пассивных кроссоверов первое, на что стоит обратить внимание, так это на их способность выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые усилителем, так как перегрузки они переносят довольно плохо.

Чересчур интенсивный сигнал, поступающий от усилителя, может существенно изменять частоту среза пассивных фильтров, то есть на динамики в этом случае приходит необходимая им частота плюс немного соседней, что в случае с мидбасами может и не повлиять на качество звука (если вы не на соревнованиях), а вот пищалки подвергаются существенному риску «сгореть на работе».

В основном пассивные кроссоверы применяются для обработки сигнала твитеров и среднечастотных динамиков. Для низкочастотных динамиков и сабвуферов эти кроссоверы использовать можно, однако в этом случае резко возрастает требование в качеству конденсаторов и катушек индуктивности, что приводит к их удорожанию и увеличению в размерах. 

Второй способ разделить сигнал – сделать это не после усилителя, а перед ним. Для этой, несомненно более ответственной, задачи используются активные кроссоверы. Такие устройства представляют собой множество активных фильтров, которыми можно управлять и легко изменять частоту среза любого канала. В большинстве случаев они расположены сразу за проигрывателем, настолько близко, насколько позволяет концепция конкретной инсталляции.

По сравнению с пассивными кроссоверами, преимуществ у активных больше, а явный недостаток всего один – стоят они значительно дороже. Первое и основное преимущество активных кроссоверов заключается в возможности настроить их параметры в соответствии с особенностями конкретных динамиков. Кроме настройки частот фильтров, современные активные кроссоверы обладают целой коллекцией дополнительных регулировок, способных должным образом подготовить сигнал перед тем, как он попадет в усилитель.

Главное, что следует сказать об активных кроссоверах: они не настолько универсальны, чтобы можно было обойтись без пассивных фильтров, но при выборе между регулируемыми кроссоверами и устройствами с фиксированными настройками в восьми случаях из десяти правильнее предпочесть первые. Это одно из немногих неписаных правил мира car audio.

Теперь о второстепенных недостатках. Их немного. В том случае, если активный кроссовер имеет раздельные выходы для каждой полосы частот, возникает необходимость использовать отдельные усилители для каждой полосы. Учитывая, что средняя стоимость активного кроссовера равна тремстам валютным единицам, а неплохой двухканальный усилитель потянет еще на двести, удовольствие оснастить свою аудиосистему активным делителем частот может существенно увеличить статью расхода.

Во-вторых, поскольку активный кроссовер по определению использует активные компоненты, он вносит в систему дополнительный шум, тогда как при использовании пассивного кроссовера этого не происходит. Наличие активного кроссовера в автомобильной аудиосистеме говорит о серьезном подходе к качеству звука. И если раньше считалось, что кроссоверы – привилегия дорогих инсталляций, то сегодня их можно встретить даже в аудиосистемах среднего уровня.

  Наука и техника
Пассивные и активные фильтры разделяют на три вида. Первый – высокочастотные («high pass») кроссоверы, которые пропускают сигналы с частотой выше определенной без изменения, сигналы более низких частот проходят через него с ослаблением. Низкочастотные («low pass») кроссоверы, наоборот, пропускают низкие частоты и подавляют высокие. Третий тип кроссоверов – полосовой («band pass»). Это фильтры, пропускающие сигналы в определенном диапазоне частот и ослабляющие сигнал за его пределами. Как правило, бэндпасы используются для среднечастотных динамиков.

Кроме частоты среза, принципиальная характеристика кроссовера – его порядок. Нет, не в смысле того, насколько аккуратно уложены в корпус компоненты фильтра – в этом отношении кроссоверы – зверюшки исключительно чистоплотные. Порядком называют соотношение качества фильтрации и ослабления кроссовером полученного сигнала. Кроссоверы первого и второго порядков обладают фильтрами попроще и, соответственно, склонностью к несанкционированным манипуляциям с сигналом в момент их перегрузки.

Места их обитания – головные устройства стоимостью до 200 долларов или недорогие комплекты «разнесенных» динамиков без претензии на принадлежность к серьезному брэнду. Исключений сколько угодно, но общая статистика именно такова. Кроссоверы третьего порядка можно встретить во многих усилителях мощности, где они соседствуют с эквалайзерами и, если повезет, с цифровыми процессорами, разговор о которых еще впереди. Четвертый порядок кроссоверов говорит об их элитности. В большинстве случаев такие кроссоверы вынесены в отдельный корпус.

О том, насколько эффективно делитель четвертого порядка «отрезает» лишние частоты, среди установщиков аппаратуры не так давно ходили настоящие легенды. Эти фильтры никогда не «облажаются», поделившись средней частотой с твитером, и не удивят владельца неожиданным сигналом, подаваемым ими на усилитель. У кроссоверов четвертого порядка все строго и четко, как в лучших банках Швейцарии.

Самое важное в настройке кроссовера – это правильный выбор частоты среза. Если мы имеем трехполосный активный кроссовер, то, значит, перед нами стоит задача в определении двух точек деления. Первая точка определяет частоту среза для сабвуфера и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера.

Вторая точка определяет частоту окончания среднего диапазона и отправную частоту высокочастотного диапазона для твитера. Если ошибиться с этими точками, качества звука не будет никакого, а твитеры, наглотавшись низких частот, сыграют в мусорный ящик. Именно поэтому подбор частотных фильтров куда более ответственный процесс, чем покупка и установка динамиков.

  Вид вымирающий и вид появляющийся
В среде аудиофилов в последнее время все устойчивее ходит адаптированный вариант крылатого выражения. «Другие времена, другие децибелы» – говорят вчерашние ревностные сторонники аналоговой аппаратуры, отправляясь покупать проигрыватели MP3 и цифровые процессоры. Кроссоверы, по сути выполняющие лишь часть функций цифровых процессоров, по-прежнему пользуются устойчивым спросом, однако перспективы развития индустрии аналоговых фильтров довольно туманны.

Недавнее общее мнение, что, мол, процессор звукового сигнала просто забавная игрушка, хотя и может иметь некоторое применение, а cюрраунд-процессоры и устройства восстановления баса не более чем «бубнелки» и «свистелки», абсолютно не нужные в должным образом подобранной системе, сегодня полностью забыто. Звуковые процессоры победным маршем шествуют по стране car audio. Действительно, список опций не самого дорогого цифрового устройства бросает в трепет аудиофилов.

Помимо цифровых регуляторов уровня сигнала, процессоры обладают рядом эквалайзеров (не параметрических, а цифровых, разумеется), блоками задержки сигнала и блоками маршрутизации, которые наделяют каждый из каналов необходимыми для качественного воспроизведения конкретной мелодии свойствами. Активная цифровая фильтрация присутствует здесь, уже как нечто само собой разумеющееся. 

Самый существенный недостаток цифровых фильтров заключается в том, что частенько их процессоры оказываются заваленными работой «по совместительству»: выделением определенной частоты, задержкой или даже усилением сигнала. В таких условиях качество фильтрации заметно снижается, поэтому большинство профессиональных систем включает в себя и сигнальный процессор, и аналоговый кроссовер.

Первый отвечает за разные эффекты и филигранные настройки звуковой картины, а второй по старинке делает то, что делал всегда, то есть качественно делит поступивший с процессора сигнал и передает его динамикам. 

Некоторые профессиональные инсталляторы считают, что лишь высокая стоимость цифровой аудиоаппаратуры замедляет процесс вымирания аналоговых фильтров. Другие полагают, что как бы далеко ни зашел прогресс, в автомобильной аудиосистеме всегда найдется место для такого устройства, как хороший аналоговый кроссовер третьего или четвертого порядка. Оба мнения можно считать верными, не забывая при этом, что существует множество дорог, ведущих к качественному звуку, и кроссовер – необходимый элемент любой из них. А если так, то важно ли, будет в кроссовере процессор или нет? Главное, чтобы он сам был.

Источник — http://www.kolesa.ru

Поделитесь ссылкой с друзьями

 

А еще Вы можете помочь работе сайта или отблагодарить нас за полезную информацию

12 комментариев к статье: Что такое кроссовер?

  • Саша написал:

    У меня пропал звук с левого низкочастотника,средне-,и высоко-частотники работают.Можно ли сказать,что сгорел кроссовер?Или тогда не работала бы вся сторона.Просто контора,которая мне делала систему развалилась,и не хочеться попадать на деньги.Вложил 4 тысячим долларов-продолжать….так лутше застрелиться.Спрашиваю,во избежании обмана у других установщиков.

    • admin admin написал:

      В кроссовере много элементов, как правило это катушки, конденсаторы, резисторы, ничего дорогого и очень уж сложного… Скорее всего отпаялся или окислился какой либо из элементов на плате кроссовера. Думаю ничего серьезного не случилось. Просто снять крышку с кросса и внимательно рассмотреть…

  • Саят написал:

    Шум треск в колонках при работающем двигателе у меня. Если я после усилителя подключу пассивный кроссовер, пропадут ли эти звуки?

    • admin admin написал:

      Нет, не пропадут ни в коем случае… Они предназначены для совсем других целей. А шум и треск в колонках Вашего автомобиля, скорее всего вызван неисправностью в в блоке питания магнитолы или неисправностью в электрооборудовании автомобиля. Эти шумы ни что иное, как проникающие в звуковой тракт пульсации источника питания. А так же возможны неисправности линейных каскадов дополнительного усилителя, если Вы его используете…

  • Cogat написал:

    почему греются сильно кондеры на кроссовере когда добовляеш звук?

    • admin admin написал:

      Ну во-первых, не видя подключение, трудно что-то подсказать. Во-вторых, любой элемент в электрической схеме РАБОТАЕТ, а иначе он был бы не нужен. А раз он работает, то греться должен, нравится вам это или нет. Никакого криминала в этом не вижу.

  • Alexey171 написал:

    Вчера после 5 лет работы, перестали работать разнесенные колонки DLS. Т.е. пищалки работают с обоих сторон, а 16 см. динамики молчат. Магнитола JVC KD-G737. Магнитола работает, динамики НЧ отдельно проверял работают. Могут ли оба кроссовера сгореть одновременно или есть другая возможная неисправность?

    • admin admin написал:

      Да нет, скорее всего именно в кроссоверах проблема. И скорее всего отказывали они по очереди, просто Вы это заметили только тогда, когда мид бас пропал совсем.

  • Alexey171 написал:

    Цитирую Administrator:Да нет, скорее всего именно в кроссоверах проблема. И скорее всего отказывали они по очереди, просто Вы это заметили только тогда, когда мид бас пропал совсем.Спасибо за ответ! Вряд ли я это бы не заметил, т.к у меня только фронтальные колонки, задних нет. Попробую как потеплее будет разобрать кроссоверы, они в передних дверях под обшивкой.

  • Alexey171 написал:

    Вы были правы! Может кому пригодится, с обоих сторон, скорее всего от вибрации, в НЧ фильтрах отлетели катушки. Припаял, укрепил катушки изолентой, поставил все на место, заработало.

  • Alexemik1983 написал:

    Чем ставить дорогую акустику подумали бы лучше о голодающих

    • сдс написал:

      А вы часом сайт не перепутали, вы загадили все соцсети этим и теперь и на сайте где люди делятся опытом и обсуждают АВТО ЗВУК гадить будете… пс как и на что тратить свои деньги личное дело каждого… делайте а не пишите везде что и кому как делать

Панель отправки комментариев


Авторизоваться через социальные сети - это способ быстро оставить комментарий. Выберите вариант...