Rabu, 04 April 2012

Tip Merancang Crossover Pasif

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.
◄ Newer Post Older Post ►