Що таке кросовер?

Наша сеть партнеров Banwar

Кросовери, або розділові частотні фільтри, вперше з'являються в поле зору тих, хто стикається з світом car audio, як частина комплекту компонентної акустики. Нескладну функцію цих невеликих коробочок без особливих зусиль зможе пояснити навіть учень продавця в магазині - поділяють сигнал в многополосних динаміках так, щоб басовік отримував низькі частоти, среднечастотник - середні, а «пищалка» - верхні. Але так чи так все просто на практиці, якщо кросовери займають в каталогах виробників автомобільної аудіоапаратури не менш сторінок, ніж підсилювачі, а побудувати в автомобілі музичну систему рівня hi-fi без таких «коробочок» можна навіть і не намагатися.

винні динаміки
Дійсно, з кросоверами далеко не всі так просто, як могло здатися майбутньому менеджеру з продажу. Якщо основні компоненти акустичної системи - динаміки - будь-який фахівець (або навіть не зовсім фахівець) зможе підібрати, виходячи з власних уподобань (через що часом схрещуються абсолютно різні за ідеологією марки), то вибір розділових фільтрів часто виявляється каменем спотикання навіть для досвідчених інсталяторів .

Кожен, хто хоч трохи «в темі», чітко знає, що найзначніший джерело спотворень звуку - це динаміки. Ідеальним виходом з цього становища був би динамік, здатний один відтворювати весь звуковий діапазон. На жаль, зробити повноцінний широкосмуговий випромінювач нікому поки не вдалося. В результаті найвдаліших спроб з'явилися динаміки, які здатні працювати в більшій частині діапазону, але не більше ніж задовільно.

А потрібно, щоб динамік працював бездоганно, і не в частині діапазону, а в усьому, інакше всі зусилля будуть позбавлені практичного сенсу. У боротьбі за ідеальну якість звуку загальний діапазон частот доводиться ділити на частини і ставити на чолі кожної з них оптимізований для кожної смуги частот динамік - сабвуфер, мидбас, среднечастотник або твіттер. Розподілом, власне, і завідують кросовери. А справедливість (читай «якість») їх «паювання» залежить від інтелекту самих кросоверів, серед яких іноді зустрічаються дуже розумні екземпляри, а іноді так собі.

Вам пасивний або активніше?
Способів розподілу сигналу в автозвуку (як, втім, і в домашньому аудіо) існує всього два. Можна робити це на виході підсилювача, що доручено широко поширеним пасивним кроссоверам. З точки зору схемотехніки це значно більше примітивні пристрої, ніж активні розділові фільтри. У пасивних кроссоверах виділення потрібної смуги довірено різним індуктивності, ємкості і резисторам, тобто такий начинці, яка не потребує додаткового живлення. Іншими словами, пасивні кросовери використовують електричну енергію лінії, в яку включені.

Їх основними перевагами вважають невелику вартість і гнучкість при побудові аудіосистеми в автомобілі. Використовуючи пасивні кросовери, можна створити відмінну акустичну систему на базі одного-єдиного підсилювача. Саме тому їх нерідко використовують майстри вищого пілотажу car audio (і професійні інсталятори, і спортсмени) - при наявності певних навичок у складальників система з декількох пасивних фільтрів може видавати на динаміки майже ідеальний сигнал, який, здавалося б, неможливо отримати без застосування дорогих електронних агрегатів .

Недоліки, природно, теж є. По-перше, в пасивному кросовер практично неможливо змінювати будь-які налаштування крім ослаблення сигналу на «пищалка». По-друге, це «транспортні втрати», або ослаблення звукового сигналу (що має апетитне англійська назва damping), що виникають при проходженні сигналу через котушку індуктивності і через опір кабелю. Це означає, що чесно відданий підсилювачем сигнал потрапляє на динаміки не тільки відфільтрованим, але і урізаним, причому в окремих випадках урізаним досить відчутно.

Також не без підстави вважається, що близько розташовані до силових ліній пасивні кросовери можуть підхоплювати індуктивні перешкоди, тому виробники рекомендують ховати пасивну розділову апаратуру від підступів очманілого струму. При виборі пасивних кросоверів перше, на що варто звернути увагу, так це на їх здатність витримувати пікові навантаження, створювані підсилювачем, так як перевантаження вони переносять досить погано.

Надто інтенсивний сигнал, що надходить від підсилювача, може істотно змінювати частоту зрізу пасивних фільтрів, тобто на динаміки в цьому випадку приходить необхідна їм частота плюс трохи сусідній, що у випадку з мідбас може і не вплинути на якість звуку (якщо ви не на змаганнях) , а ось пищалки наражаються на істотну загрозу «згоріти на роботі».

В основному пасивні кросовери застосовуються для обробки сигналу твитеров і середньо частотних динаміків. Для низькочастотних динаміків і сабвуферів ці кросовери використовувати можна, проте в цьому випадку різко зростає вимога в якості конденсаторів і котушок індуктивності, що призводить до їх подорожчання і збільшення в розмірах.

Другий спосіб розділити сигнал - зробити це не після підсилювача, а перед ним. Для цієї, без сумніву більш відповідальною, завдання використовуються активні кросовери. Такі пристрої являють собою безліч активних фільтрів, якими можна управляти і легко змінювати частоту зрізу будь-якого каналу. У більшості випадків вони розташовані відразу за програвачем, настільки близько, наскільки дозволяє концепція конкретної інсталяції.

У порівнянні з пасивними кросоверами, переваг у активних більше, а явний недолік всього один - коштують вони значно дорожче. Перше і основне перевага активних кросоверів полягає в можливості налаштувати їх параметри відповідно до особливостей конкретних динаміків. Крім налаштування частот фільтрів, сучасні активні кросовери мають цілою колекцією додаткових регулювань, здатних належним чином підготувати сигнал перед тим, як він потрапить в підсилювач.

Головне, що слід сказати про активні кросовери: вони не настільки універсальні, щоб можна було обійтися без пасивних фільтрів, але при виборі між регульованими кроссоверами і пристроями з фіксованими настройками в восьми випадках з десяти правильніше віддати перевагу перші. Це одне з небагатьох неписаних правил світу car audio.

Тепер про другорядні недоліки. Їх не багато. У тому випадку, якщо активний кросовер має роздільні виходи для кожної смуги частот, виникає необхідність використовувати окремі підсилювачі для кожної смуги. З огляду на, що середня вартість активного кроссовера дорівнює трьомстам валютним одиницям, а непоганий двоканальний підсилювач потягне ще на двісті, задоволення оснастити свою аудіосистему активним дільником частот може істотно збільшити статтю витрат.

По-друге, оскільки активний кросовер за визначенням використовує активні компоненти, він вносить в систему додатковий шум, тоді як при використанні пасивного кросовера цього не відбувається. Наявність активного кроссовера в автомобільній аудіосистеми говорить про серйозний підхід до якості звуку. І якщо раніше вважалося, що кросовери - привілей дорогих інсталяцій, то сьогодні їх можна зустріти навіть в аудиосистемах середнього рівня.

Наука і техніка
Пасивні і активні фільтри поділяють на три види. Перший - високочастотні ( «high pass») кросовери, які пропускають сигнали з частотою вище певної без зміни, сигнали нижчих частот проходять через нього з ослабленням. Низькочастотні ( «low pass») кросовери, навпаки, пропускають низькі частоти і пригнічують високі. Третій тип кросоверів - смуговий ( «band pass»). Це фільтри, пропускають сигнали в певному діапазоні частот і ослабляють сигнал за його межами. Як правило, бендпаси використовуються для середньо частотних динаміків.

Крім частоти зрізу, принципова характеристика кросовера - його порядок. Ні, не в сенсі того, наскільки акуратно покладені в корпус компоненти фільтра - в цьому відношенні кросовери - тваринки виключно охайні. Порядком називають співвідношення якості фільтрації і ослаблення кросовером отриманого сигналу. Кросовери першого і другого порядків мають фільтрами простіше і, відповідно, схильністю до несанкціонованих маніпуляцій з сигналом в момент їх перевантаження.

Місця їх проживання - головні пристрої вартістю до 200 доларів або недорогі комплекти «рознесених» динаміків без претензії на приналежність до серйозного бренду. Винятків скільки завгодно, але загальна статистика саме така. Кросовери третього порядку можна зустріти в багатьох підсилювачах потужності, де вони є сусідами з еквалайзерами і, якщо пощастить, з цифровими процесорами, розмова про які ще попереду. Четвертий порядок кросоверів говорить про їх елітності. У більшості випадків такі кросовери винесені в окремий корпус.

Про те, наскільки ефективно дільник четвертого порядку «відрізає» зайві частоти, серед установників апаратури не так давно ходили справжні легенди. Ці фільтри ніколи не «облажався», поділившись середньої частотою з твитером, і не здивують власника несподіваним сигналом, що подається ними на підсилювач. У кросоверів четвертого порядку все строго і чітко, як в кращих банках Швейцарії.

Найважливіше в налаштуванні кросовера - це правильний вибір частоти зрізу. Якщо ми маємо трьохполосний активний кросовер, то, значить, перед нами стоїть завдання у визначенні двох точок ділення. Перша точка визначає частоту зрізу для сабвуфера і початок среднечастотного діапазону для мідвуфера.

Друга точка визначає частоту закінчення середнього діапазону і відправну частоту високочастотного діапазону для твітера. Якщо помилитися з цими точками, якості звуку не буде ніякого, а твітери, наковтавшись низьких частот, зіграють в сміттєвий ящик. Саме тому підбір частотних фільтрів куди більш відповідальний процес, ніж покупка і установка динаміків.

Вид вимираючий і вид з'являється
У середовищі аудиофилов останнім часом все стійкіше ходить адаптований варіант крилатого вислову. «Інші часи, інші децибели» - кажуть вчорашні ревні прихильники аналогової апаратури, вирушаючи купувати програвачі MP3 і цифрові процесори. Кросовери, по суті виконують лише частину функцій цифрових процесорів, як і раніше користуються стійким попитом, проте перспективи розвитку індустрії аналогових фільтрів досить туманні.

Недавнє загальна думка, що, мовляв, процесор звукового сигналу просто кумедна іграшка, хоча і може мати деякий застосування, а cюрраунд-процесори і пристрої відновлення баса не більше ніж «бубнелкі» і «свистілки», абсолютно непотрібні в належним чином підібраною системі, сьогодні повністю забуте. Звукові процесори переможним маршем крокують по країні car audio. Дійсно, список опцій не найдорожчого цифрового пристрою кидає в тремтіння аудиофилов.

Крім цифрових регуляторів рівня сигналу, процесори мають ряд еквалайзерів (НЕ параметричних, а цифрових, зрозуміло), блоками затримки сигналу і блоками маршрутизації, які наділяють кожен з каналів необхідними для якісного відтворення конкретної мелодії властивостями. Активна цифрова фільтрація присутня тут, вже як щось само собою зрозуміле.

Самий істотний недолік цифрових фільтрів полягає в тому, що частенько їх процесори виявляються заваленими роботою «за сумісництвом»: виділенням певної частоти, затримкою або навіть посиленням сигналу. В таких умовах якість фільтрації помітно знижується, тому більшість професійних систем включає в себе і сигнальний процесор, і аналоговий кросовер.

Перший відповідає за різні ефекти і філігранні настройки звукової картини, а другий по-старому робить те, що робив завжди, тобто якісно ділить надійшов з процесора сигнал і передає його динаміків.

Деякі професійні інсталятори вважають, що лише висока вартість цифрової аудіоапаратури уповільнює процес вимирання аналогових фільтрів. Інші вважають, що як би далеко не зайшов прогрес, в автомобільній аудіосистеми завжди знайдеться місце для такого пристрою, як хороший аналоговий кросовер третього або четвертого порядку. Обидва думки можна вважати вірними, не забуваючи при цьому, що існує безліч доріг, що ведуть до якісного звуку, і кросовер - необхідний елемент будь-якої з них. А якщо так, то чи важливо, буде в кросовері процесор чи ні? Головне, щоб він сам був.

Джерело - http://www.kolesa.ru