کراس اوورهای صوتی دستگاه‌های الکترونیکی هستند که یک سیگنال ورودی دریافت می‌کنند و دو یا سه خروجی متشکل از باندهای فرکانس بالا، متوسط و پایین مجزا تولید می‌کنند. محدوده های مختلف اسپیکرها یا "درایورهای" مختلف را در یک سیستم صوتی تغذیه می کنند: ووفرها و ساب ووفرها. بدون متقاطع، یک شکست تصادفی صدا رخ می دهد. در اینها، یک فیلتر بالا گذر پایین را مسدود می کند اما نت های فرکانس بالا را به توییتر می فرستد، در حالی که یک فیلتر پایین گذر نت های فرکانس پایین را مسدود می کند و نت های فرکانس پایین را به ساب ووفر ارسال می کند.
سیستم صوتی کامپوننت
"شبکه های" متقاطع بلندگوهای چند برد کواکسیال خودرو معمولاً در بلندگوها تعبیه شده اند و از اجزای الکتریکی کوچکی مانند سیم پیچ ها یا خازن ها تشکیل می شوند. کراس اوورهای سیستم های سه طرفه با استفاده از تویترها، درایورهای میان رده و ساب ووفرها، علاوه بر فیلترهای بالا و پایین گذر، شامل"پهنای باند" فرکانس های بین دو نقطه را با استفاده از فرکانس های بالا و پایین در یک شبکه بازتولید می کند. برای این، ممکن است یک درایور میان رده فقط از 100 هرتز تا 2500 هرتز وجود داشته باشد.
دو نوع اصلی کراس اوور صوتی وجود دارد: فعال و غیرفعال. غیرفعال ها برای فیلتر کردن سیگنال نیازی به برق ندارند. موارد فعال نیاز به اتصال برق و زمین دارند، اما به شما انعطاف‌پذیری و کنترل دقیق‌تری بر موسیقی کاربر می‌دهند.
سیستم صوتی فعال
سیستم صوتی زمانی "فعال" نامیده می شود که هر درایور، توییتر، ووفر کانال تقویت خود را داشته باشد. این به شدت قدرت موجود، محدوده دینامیکی و کنترل پاسخ تونال سیستم را در کل طیف صوتی افزایش می دهد. یک متقاطع فعال آکوستیک بین گیرنده و تقویت‌کننده متصل می‌شود و فرکانس‌های ناخواسته را قطع می‌کند، بنابراین فقط می‌تواند روی فرکانس‌هایی تمرکز کند که کاربر می‌خواهد بشنود.
معمولاً در هر کانال کنترل صدا دارند، بنابراین می توانید تمام "صداهای" درایورهای مختلف را در تعادل نگه دارید. برخی از متقاطع ها شامل سایر ویژگی های پردازش صدا مانند تساوی برای سفارشی سازی بیشتر سیستم هستند. تنها نقطه ضعف احتمالی این نوع کراس اوور این است که به +12 ولت، زمین و اتصالات پلاگین نیاز دارد. این یک مشکل بزرگ‌تر برای نصب و پیکربندی نسبت به یک دستگاه غیرفعال است.
دستگاه های صوتی غیرفعال
متقاطع غیرفعال آکوستیک به منبع برق متصل نیست. دو نوع متقاطع غیرفعال وجود دارد: کراس اوورهای کامپوننت که بین تقویت کننده و بلندگو متصل می شوند و انواع داخلی که بین گیرنده و آمپلی فایر قرار دارند.
کامپوننت. انتقال غیرفعال اجزا در مسیر سیگنال بعد از تقویت کننده می آید. اینها شبکه های کوچکی از خازن ها و سیم پیچ ها هستند که معمولاً در نزدیکی بلندگوها نصب می شوند. بلندگوهای کامپوننت دارای کراس اوورهایی برای عملکرد بهینه هستند. نصب و پیکربندی آنها آسان است. سیگنال کامل از آمپلی فایر خارج می شود و به یک متقاطع غیرفعال می رود که آن را به دو قسمت می کند و نت های بالا را به توییتر و میدها و پایین ها را به ووفر می فرستد. اکثر کراس اوورهای غیرفعال کامپوننت دارای تنظیمات اضافی هستند که به شما امکان می دهد اگر صدا برای ووفر خیلی بلند به نظر می رسد، تویتر را خاموش کنید.
علاوه بر کراس اوورهای غیرفعال که بر روی سیگنال های بلندگو کار می کنند و بین اجزای تقویت کننده و بلندگو متصل می شوند، کراس اوورهای آکوستیک خودرو نیز در جلوی آمپلی فایر نصب شده اند. آنها شبیه استوانه های کوچک با شاخه های RCA در هر طرف هستند و به سادگی به ورودی ها وصل می شوند. کراس اوورهای داخلی مانند فرکانس های بالا برای ساب ووفر انرژی را هدر نمی دهند. نصب یک کراس اوور داخلی یک راه عالی و ارزان برای بهبود صدای مرکز است، به خصوص در سیستم بلندگوی کامپوننت.
اصول استفاده از صدای خودرو
برای درک اینکه کراس اوور چیست و آیا واقعا نیاز به صدا به یک یا چند کراس اوور نیاز دارد، ابتدا باید چند اصل بسیار ساده برای استفاده از کراس اوور خودرو را درک کنید. ایده اصلی این است که موسیقی از فرکانس‌های صوتی تشکیل شده است که بر کل گستره شنوایی انسان حاکم است، اما منابع فردی در ایجاد فرکانس‌های خاص بهتر از سایرین هستند.
تویترها برای بازتولید فرکانس‌های بالا، ووفرها برای بازتولید فرکانس‌های پایین و غیره طراحی شده‌اند. هدف اصلی این است که موسیقی را به فرکانس‌های اجزای آن جدا کرده و به بلندگوهای خاصی ارسال کنید تا به صوت بالاتری دست پیدا کنید. با اطمینان از اینکه فقط فرکانس‌های مناسب به بلندگوهای کلاسیک شما می‌رسند، می‌توانید به طور مؤثرتری اعوجاج را کاهش دهید و کیفیت صدای سیستم صوتی خودروی خود را بهبود بخشید.
نصب کراس اوورهای صوتی غیرفعال یک کار نسبتاً آسان است زیرا سیم کشی متقاطع بین تقویت کننده و بلندگوها را فراهم می کند. برای مثال، می‌توانید یک متقاطع غیرفعال را به یک خروجی تقویت‌کننده وصل کنید، سپس خروجی توییتر را به یک توییتر و خروجی ساب ووفر را به یک ساب ووفر وصل کنید.
نصب کراس اوور صوتی ماشین فعال معمولاً یک روش پیچیده تر خواهد بود. مشکل اصلی این است که کراس اوورهای فعال نیاز به برق دارند، بنابراین برای هر دستگاه باید سیم برق و زمین را اجرا کنید. اگر قبلا نصب شده باشدتقویت کننده، نصب یک کراس اوور فعال آسان تر خواهد بود. در واقع، اتصال آن به زمین در همان مکانی که تقویت کننده به زمین متصل است، به جلوگیری از صدای مزاحم در حلقه زمین کمک می کند.
طبقه بندی متقاطع
کراس اوورهای صوتی را می توان بر اساس تعداد باندهایی که طیف صوتی به آنها تقسیم می شود طبقه بندی کرد. دو طرفه طیف صوتی را به دو قسمت تقسیم می کند و اطلاعات را به انواع مختلف درایورها ارسال می کند. سه طرفه طیف صوتی را به سه قسمت تقسیم می کند و غیره. یک متقاطع را می توان با نقطه ای که برش شیب دار شروع می شود نیز توصیف کرد. معمولاً به فرکانس شروع فرود اشاره دارد. در حالت دوبلکس، هر دو درایور 6 دسی بل در نقطه متقاطع خواهند داشت.
اصطلاحاتی که اغلب برای توصیف شیب متقاطع استفاده می شود عبارتند از 6 دسی بل/اکتاو، 12 دسی بل/اکتاو، 18 دسی بل/اکتاو، یا 24 دسی بل/اکتاو. شیب کراس اوور که این اصطلاحات به آن اشاره دارد. برای یک تغییر اکتاو، یک متقاطع 6 دسی بل/اکتاو خروجی 6 دسی بل زیر نقطه شروع خواهد داشت. 12 دسی بل/اکتاو خروجی 12 دسی بل خواهد داشت. مجموعه دیگری از اصطلاحاتی که اغلب برای توصیف شیب متقاطع استفاده می شود عبارتند از: مرتبه 1، مرتبه دوم، مرتبه سوم و مرتبه 4.
این عبارات از تعداد اجزای مورد نیاز برای ایجاد شیب توصیف شده مشتق شده اند. یک متقاطع مرتبه اول از 1 جزء استفاده می کند و تقریباً 6 دسی بل / اکتاو می دهد. یک کراس اوور مرتبه دوم از 2 جزء استفاده می کند و حدود 12 دسی بل/اکتاو و غیره را به شما می دهد.
اجزای بلندگوی مرکزی
اگر یافتن مقداری که بیش از 10% صدای مورد نظر نباشد دشوار است، تنظیم کنید. اینجاچند نکته برای کار با اجزای مختلف:
- خازن: دو خازن را ترکیب کنید، آنها را به صورت موازی وصل کنید. با استفاده از آنها به این روش، می توان به سادگی دو مقدار را با هم اضافه کرد تا ظرفیت معادل ترکیبی به دست آید.
- مقاومت ها: دو مقاومت را به صورت سری به هم وصل کنید تا مقاومت ترکیبی معادل مقدار کل ایجاد کنید. برای برآورده کردن نیازهای سیستم، رتبه‌بندی قدرت در هر دو باید بالا باشد.
- سلف: اگر نیازی به استفاده از سلف های متعدد ندارید، می توانید یک سلف بزرگ بخرید و سپس سیم پیچ ها را باز کنید تا به مقدار دلخواه برسید. عیب این روش این است که باید از نوع خاصی از اندوکتانس متر استفاده کنید.
تعریف محدوده فرکانس
تنظیم کراس اوور سیستم بلندگو، تنظیم صحیح فرکانس است. برای تعیین محدوده مجاز که برای تنظیمات استفاده می شود، باید داده های بلندگو و ساب ووفر را بدانید. بسته بلندگوی خریداری شده همیشه حاوی راهنمای تنظیماتی است که باید استفاده کنید.
در غیر این صورت، قوانین زیر اعمال می شود. بالاترین فرکانسی که ساب ووفر می تواند تحمل کند باید برای تنظیمات متقاطع استفاده شود. کمترین فرکانسی که بلندگو می تواند تحمل کند باید روی متقاطع تنظیم شود.
برای مثال، برای محدوده فرکانس ساب ووفر 20-130 هرتز و محدوده فرکانس بلندگوی مرکزی 70-20000 هرتز، محدوده مجازتنظیم متقاطع برای بلندگوی اصلی 70-130 هرتز خواهد بود. این بدان معناست که شما می توانید تنظیم 70، 80، 90 و غیره را تا 130 هرتز برای بلندگوی اصلی اعمال کنید. اگر بیشتر یا کمتر از اندازه مشخص شده استفاده شود، فرکانس‌های خارج از محدودیت‌ها توسط ساب ووفر یا بلندگوی مربوطه بازتولید نمی‌شوند.
ساختمان اصلی
در سیستم صوتی خودرو، از خازن های بیرونی بزرگ برای جلوگیری از محو شدن چراغ ها هنگام پخش نت های باس بلند استفاده می شود. آنها با دادن یک انفجار سریع به تقویت کننده به این امر دست می یابند. خازن‌های متقاطع بلندگو دارای "مقاومت" بالایی هستند که معمولاً برای سیگنال‌های فرکانس پایین واکنش‌پذیر نامیده می‌شود.
سه مشخصات اصلی برای خازن ها وجود دارد:
- حداکثر ولتاژی که در آن در معرض شکست دیالکتیکی نیست. این شکست زمانی اتفاق می افتد که میدان الکتریکی بین دو صفحه خازن برای قطبی کردن دیالکتیک کافی باشد و در نتیجه آن را به یک رسانا تبدیل کند. وقتی این اتفاق می افتد، خازن داغ می شود و ممکن است منفجر شود.
- خازن خازن ها معمولاً با میکروفاراد اندازه گیری می شود - mF یا uF یا (حرف یونانی mu) F. یک میکروفاراد 1/1,000,000 یا 1 × 10 -6 فاراد است. و Picofarads نیز استفاده می شود که 1/1,000,000 یا 1 × 10-6 میکروفاراد است (1 × 10-12 فاراد)..
- تحمل. این یک تغییر قابل قبول از مقدار است. به عنوان مثال، یک خازن 47 mF با محدوده -20٪ / + 80٪ خواهد بود.دارای ظرفیت 37.6 تا 84.6 mF. سیستم‌های صوتی معمولاً یک خازن را به صورت سری به هر بلندگوی «فرکانس بالا» متصل می‌کنند تا به‌عنوان فیلتر بالا‌گذر عمل کند.
محاسبه امپدانس سیستم
اگر همه بلندگوها به صورت موازی وصل شده باشند و امپدانس یکسانی داشته باشند، محاسبه متقاطع آکوستیک آسان است. به سادگی امپدانس را بر تعداد بلندگوها به صورت موازی تقسیم کنید.
مثال 1: چهار بلندگوی 8 اهم، اتصال موازی: 8/4=2 اهم. مثال 2: دو بلندگوی 4 اهم، مدار موازی: 4 / 2=2 اهم.
برای محاسبه بلندگوهایی که به صورت موازی وصل شده اند اما دارای امپدانس های متفاوت هستند، فرمول زیر اعمال می شود:
R کل=1/(1/r1+1/r2+…..).
در واقع، محاسبه دقیق سیستم صوتی یک فرآیند تجربی بسیار پیچیده است. برای آسان‌تر کردن این کار، ماشین‌حساب‌های آنلاین زیادی برای متقاطع بلندگوها در اینترنت وجود دارد، مانند یک ماشین حساب جداگانه برای 2، 3 و 4 بلندگو که به صورت موازی متصل هستند، و همچنین ماشین‌حساب‌هایی که می‌توانند برای پیکربندی‌های سری/موازی پیچیده‌تر استفاده شوند. برای این کار باید امپدانس هر بلندگو را در مربع های سفید ماشین حساب مربوطه وارد کنید. امپدانس کل برای بلندگوهایی که به صورت موازی متصل شده اند تعیین می شود. و همچنین درصدی برای هر گوینده محاسبه می شود.
نمایشگر نحوه توزیع توان خروجی تقویت کننده بین بلندگوها را نشان می دهد. هنگامی که همراه با امپدانس های مختلف استفاده می شوداشتراک برق در نظر گرفته خواهد شد.
اگر یک درایور وجود داشت که بتواند به راحتی و با دقت تمام طیف صدا را بازتولید کند، دیگر نیازی به استفاده از کراس اوور نبود. دلیل اصلی این است که معمولاً چندین درایور برای پوشش طیف کامل صدا مورد نیاز است. نمی توان درایوری ساخت که بتواند همزمان فرکانس های بالا و پایین را تولید کند. انواع مختلف درایورها برای کارکرد خوب در محدوده های مختلف طراحی شده اند. استفاده از متقاطع به هماهنگ کردن کار درایورهای مختلف کمک می کند.
