Как установить частоту кроссовера для динамиков?
Кроссоверы и частоты кроссовера могут быть пугающим языком для любителя стерео. Но если вы хотите добиться наилучшего звучания своей системы, кроссоверы неизбежны.
Кроссоверы помогают разделить полный частотный поток, поступающий в вашу систему, на соответствующие частотные диапазоны для каждого из ваших громкоговорителей. Без кроссоверов ваши твитеры будут пытаться передать мощный басовый сигнал, чего они не могут, а ваш сабвуфер попытается передать высокие частоты, для которых он не предназначен.
Если вам нужен превосходный звук, абсолютно необходимо научиться настраивать частоту кроссовера для динамиков.
Что такое кроссовер (частота)?
В то время как часть этой статьи может быть технической, имя, конечно, нет. Кроссовер — это электрическое или электронное устройство, которое отфильтровывает электронный сигнал, направляемый на ваши динамики. В результате каждый тип динамиков воспроизводит только тот диапазон звуков, для которого он был разработан. Он пересекает путь прохождения сигнала от твитера к низкочастотному динамику или от низкочастотного динамика к сабвуферу.
Частота кроссовера — это уровень частоты в герцах, который устанавливается в качестве среза. Все, что ниже этой частоты, передается на низкочастотный динамик, а все, что выше, — на высокочастотный.
Например, стандартная рекомендуемая частота кроссовера для сабвуфера составляет 80 Гц. В самом простом смысле это означает, что любые частоты ниже 80 Гц будут воспроизводиться сабвуфером. Все, что выше, не будет воспроизводиться сабвуфером.
Для чего нужны кроссоверы?
Когда на динамик попадает частота, которая слишком низкая для него, бедняга все равно будет пытаться. Из-за этого он искажается, звучит мутно и вообще ужасно. С другой стороны, большой низкочастотный динамик, такой как низкочастотный динамик или сабвуфер, предназначен для работы с частотами нижнего среднего диапазона и баса.
Если вы посылаете высокочастотные сигналы на сабвуфер, они мешают басовым звукам, которые он должен воспроизводить. Звучит непонятно и грубо. Вы не станете играть на флейте внутри тубы или дуть из тубы в мундштук флейты, ожидая, что это будет звучать хорошо. Акустические системы без кроссоверов одинаковы.
Как работают кроссоверы?
Кроссоверы, будь то электрические или электронные, работают по принципу фильтрации. Они не разделяют электронный сигнал, проходящий по вашим проводам, и посылают его немного сюда, а немного туда. Вместо этого они блокируют или, по крайней мере, значительно уменьшают части сигнала, идущие к разным точкам.
В качестве примера возьмем фильтр верхних частот 3,5 кГц
Число 3,5 кГц относится к довольно стандартной частоте кроссовера, установленной для защиты твитеров от повреждений и искажений, которые могут вызвать более низкие частоты. Если вы установите кроссовер на 3,5 кГц, он будет отфильтровывать частоты ниже этого уровня, так что только более высокие частоты будут достигать вашего твитера.
Это достигается за счет понижения уровня сигнала на более низких частотах. Эти фильтры используют стандарт -3 дБ в точке частоты среза. Оттуда они будут увеличивать количество удаляемых децибел в соответствии с крутизной кроссовера, которую я объясню позже, до тех пор, пока они не станут практически неслышимыми и практически не будут влиять на динамик.
Как мы также увидим позже, они не делают это идеально, и разные кроссоверы имеют разный уровень эффективности.
Настройка частот кроссовера
Поскольку название этой статьи «Как установить частоту кроссовера для динамиков», самое время перейти к этой части.
Большинство стереосистем имеют три типа конусов динамиков:твитеры, низкочастотные динамики и сабвуферы. Они представляют высокие, средние и низкие частоты вашего звукового профиля. Но я уверен, что вы уже это знаете.
Однако что нужно делать при настройке частот кроссовера состоит в том, чтобы выбрать две точки или две частоты среза, если хотите. Затем электронный сигнал разделяется на три отдельных диапазона.
Самые распространенные сокращения для кроссоверов
Фильтр нижних частот:80 Гц (до 100 Гц)
Фильтр верхних частот:*3 500 Гц (снижение до 3 000 Гц)
*Это число высоких частот должно показаться вам знакомым. Раньше я использовал 3,5 кГц в качестве примера. Ну, «к» в кГц означает «кило», что означает тысячу, и используется во всех метрических измерениях (километр, килограмм, даже килобайт). Итак, 3,5 кГц — это то же самое, что 3500 Гц.
Некоторая важная информация
Человеческий слух может улавливать звуки на частотах от 20 Гц до 20 000 Гц. Конечно, это зависит от человека, его возраста и особенностей слуха. Все, что ниже 20 Гц, относится к области слоновьего инфразвука, а все, что выше 20 000 Гц, — к собачьему свистку.
Итак, вот как частоты кроссовера разбивают аудиосигнал. . При установке низких частот на 80 Гц и высоких частот на 3500 кГц динамики будут работать в следующих диапазонах:
- Сабвуфер:20–80 Гц.
- НЧ-динамик:80–3 500 Гц.
- Твиттер:3500–20 000 Гц.
Все, что ниже или выше в сигнале, технически все равно будет направлено на сабвуфер и твитер соответственно, но вы ничего не услышите. Однако ваша собака или домашний слон могут.
Различные типы кроссоверов
Теперь, когда мы знаем, что такое частоты кроссовера и стандартные значения, на которые они обычно устанавливаются, пришло время поговорить о том, как выбрать и установить кроссоверы в вашей системе.
Обычно существует три типа кроссоверов. которые используются как в домашней стереосистеме, так и в автомобильной стереосистеме. К ним относятся активные кроссоверы, кроссоверы с пассивными компонентами и линейные кроссоверы. Я хочу объяснить их подробно, потому что понимание различий между ними поможет вам выбрать то, что лучше всего подходит для вашей системы.
Активные кроссоверы
Как следует из названия, активные кроссоверы должны получать активное питание, обычно от источника постоянного тока 12 В. Либо через электрическое соединение, либо от батарей, а также необходимо заземлить (или «заземлить» в Великобритании). Это усложняет их установку. Хотя это может быть неудобно, положительные стороны активного кроссовера, как правило, значительно перевешивают отрицательные.
Активным кроссоверам для работы требуется питание, потому что они представляют собой электронные устройства, фильтрующие электрические сигналы с помощью конденсаторов и переменных резисторов. Они подключены к вашей системе между ресивером и усилителем, поэтому они обрабатывают только маломощные сигналы.
Фильтруя эти сигналы перед усилением, вам не нужно тратить энергию на усиление сигналов, а затем их блокировку.
Как работают активные кроссоверы
Активные кроссоверы обычно используют входы RCA. Они разделяют ваш сигнал на две пары левого и правого выходов RCA, которые затем поступают на ваш усилитель и на отдельные динамики.
Активный кроссовер будет включать в себя фильтр нижних частот, чтобы сохранить чистый и чистый звук баса от вашего сабвуфера, и фильтр верхних частот, чтобы гарантировать, что вызывающие искажения средние частоты не достигают ваших твитеров.
Они также могут включать полосовой фильтр, который отсекает как низкие, так и высокие частоты, а также изолирует частоты, которые будут поступать на ваш основной набор динамиков (особенно в автомобильных стереосистемах).
Настройка звука
Большинство активных кроссоверов дают вам регуляторы громкости на каждом из каналов, проходящих через них. Некоторые даже позволяют вам установить эквалайзер, позволяя настроить общий звуковой ландшафт. И, конечно же, они позволяют вам устанавливать частоты кроссовера точно в тех точках, которые лучше всего звучат в вашей системе.
Несмотря на то, что они дороже, по всем этим причинам я все же рекомендую активные кроссоверы для большинства стереосистем, если есть возможность их питания. Вот несколько отличных вариантов кроссовера.
Soundstorm SX310 3-полосный кроссовер
Доступный по цене активный кроссовер с двумя фильтрами, дающими три выходных канала. Это устройство также включает в себя регуляторы уровня, управление фазовым сдвигом, выбираемую крутизну кроссовера и усиление басов, позволяющее максимально эффективно использовать возможности сабвуфера.
PRV Audio EX4.6 Pro 4-полосный кроссовер
Это среднечастотный кроссовер с 4-полосной фильтрацией, который лучше всего подходит для автомобильных стереосистем. Вы можете настроить частоты кроссовера на высокие, средние, средние и низкие каналы для большей точности. Он также включает усиление басов на канале сабвуфера, чтобы заставить ваш автомобиль дрожать и трястись, если вам это нравится?
Clarion MCD 360 3-полосный кроссовер
В том же диапазоне, что и PRV Audio, этот кроссовер дает три выходных канала. Он также имеет регулировку уровня для вашего сабвуфера и усиление басов до колоссальных +16 децибел.
Кроссоверы пассивных компонентов
С другой стороны, пассивные кроссоверы, пожалуй, более удобны. Это потому, что они не нуждаются в питании и представляют собой простые электрические компоненты. Они используют катушки индуктивности и конденсаторы для фильтрации нежелательных частот и представляют собой довольно простую технологию.
Это то, что вы найдете встроенным в 2-полосные и 3-полосные полочные и напольные колонки. Пассивные компонентные кроссоверы устанавливаются за вашим усилителем в линии динамиков.
Примеры пассивных кроссоверов
С двухполосным компонентным кроссовером, таким как Audiopipe CRX-203, ваш сигнал разделяется на высокие частоты для высокочастотных динамиков и низкие частоты для низкочастотных динамиков. Кроме того, с 3-полосным кроссовером, таким как CRX-303, вы получаете три выходных диапазона для сабвуфера, низкочастотных динамиков и твитеров. Частота кроссовера, как правило, предустановлена, так что вы частично берете на себя управление.
Другим существенным недостатком кроссоверов с пассивными компонентами является то, что они подключаются после усилителя. Это означает, что вам нужно использовать мощность для усиления ваших сигналов только для того, чтобы затем отфильтровать большую часть этого сигнала.
Это тратит энергию в виде тепла, а также снижает общий энергетический потенциал вашей системы. С другой стороны, эти кроссоверы дешевы, невероятно просты в установке и не требуют питания для работы.
Кроссоверы в линию
Третий вариант кроссоверов – это рядные кроссоверы. Название происходит от позиционирования в вашей системе. Эти кроссоверы размещаются между ресивером и усилителем так же, как и активные компоненты.
Из-за размещения перед вашим усилителем они работают с маломощными сигналами. Это помогает решить проблему перерасхода энергии на нагрев, как это бывает с компонентными кроссоверами.
Однако основное различие между линейными и активными кроссоверами заключается в том, что линейные очень просты, и их частоты кроссовера предустановлены. Это дает вам меньший контроль над звуковым профилем, но делает их дешевыми и простыми в установке.
Использование встроенных кроссоверов
Как правило, линейные кроссоверы имеют вход и выход RCA и подключаются от вашего ресивера непосредственно к вашему усилителю. Вы просто смотрите на предустановленную частоту кроссовера, которую хотите. Затем выберите фильтр верхних частот (что означает, что все, что ниже, будет отфильтровано) или нижних частот (что означает, что все, что выше, будет отфильтровано).
Примеры включают кроссоверы нижних частот FMOD 70 Гц от Harrison Laboratory, которые изолируют только сигнал ниже 70 Гц, или кроссоверы высоких частот FMOD 100 Гц, которые пропускают только сигналы частотой более 100 Гц.
Это простые и доступные разъемы RCA, широко используемые в автомобильных стереосистемах. Кроме того, они поставляются с несколькими драйверами разного размера.
Несколько слов о кроссовере
Еще одна вещь, о которой я еще не упомянул, это перекрестный уклон. Подумайте о диаграмме, показывающей зависимость объема (ось Y) от частоты (ось X). Вы хотели бы видеть красивую линию уровня на одной стороне частоты кроссовера и довольно резкое падение до нуля на другой стороне.
Это наклон кроссовера, и он измеряет, насколько эффективен кроссовер при фильтрации нежелательных частот. Таким образом, вы можете ожидать, что очень крутой наклон будет лучшим, и в целом вы правы. Но вы можете обойтись меньшим наклоном на фильтрах верхних частот, чем на фильтрах нижних частот.
Наклон измеряется тем, сколько децибелов звук падает на октаву. Как правило, вы найдете кроссоверы с наклоном -6 дБ, -12 дБ и -18 дБ. Переходя от твитеров к вуферам, -6 дБ в целом нормально, хотя -12 дБ довольно стандартно. Для сабвуферов -12 или -18 дБ будут давать самые чистые и чистые басы и предотвращать мутность.
Дополнительная литература
Если вы хотите глубже погрузиться в проектирование и планирование отличной звуковой системы, я рекомендую «Поваренную книгу по дизайну громкоговорителей» Вэнса Дикасона. Он рассказывает обо всем, что вам нужно знать о том, как установить частоту кроссовера для динамиков. От выбора динамиков до их размещения и установки кроссовера и выбора частоты. и многое другое.
Хотите улучшить свою звуковую систему?
Мы можем помочь с этим. Ознакомьтесь с нашими подробными обзорами лучших активных динамиков, лучших полочных динамиков до 200 долларов, лучших напольных динамиков, лучших напольных динамиков JBL, лучших сабвуферов для музыки и лучших настенных сабвуферов, которые вы можете купить в 2022 году. .
Вам также могут понравиться наши подробные обзоры лучших беспроводных динамиков для телевизора, лучших динамиков для домашнего кинотеатра высокого класса, лучшей системы домашнего кинотеатра 7.1, лучших компьютерных динамиков до 100 долларов, лучших потолочных динамиков, а также лучших потолочных динамиков. Для Dolby Atmos в настоящее время на рынке.
Как установить частоту кроссовера для динамиков — заключение
Мы видели, что делают кроссоверы, и какие типы кроссоверов вы можете использовать в своей автомобильной или домашней стереосистеме. Я также обсудил, что такое частоты кроссовера и какие частоты наиболее стандартны для выбора.
Однако теперь, когда вы знаете, что делает настройка частоты кроссовера, вы можете поэкспериментировать со своей системой. Это позволит вам найти лучшие точки для ваших динамиков, используя активные, пассивные или линейные кроссоверы.
Ограничивая сигнал правильными частотами, вы можете максимально эффективно использовать каждый динамик вашей стереосистемы. Ваши твитеры будут сиять, низкочастотники будут звучать полно и чисто, а сабвуфер будет воспроизводить самые чистые и сильные басы. Все будет идеально настроено и будет работать в лучшем виде благодаря кроссоверам и небольшому терпению.
Удачи и приятного прослушивания.