Активный кроссовер. Активные кроссоверы в аудиосистемах: преимущества, принцип работы и применение

Что такое активный кроссовер в аудиосистеме. Как работают активные кроссоверы. Какие преимущества дает использование активных кроссоверов в акустике. Чем активные кроссоверы отличаются от пассивных. Для каких целей применяются активные кроссоверы в аудиотехнике.

Что такое активный кроссовер и его роль в аудиосистемах

Активный кроссовер — это электронное устройство, которое разделяет входящий аудиосигнал на несколько частотных диапазонов перед усилением. В отличие от пассивных кроссоверов, активные работают на линейном уровне сигнала до усиления мощности.

Основные функции активного кроссовера:

• Разделение частотного спектра на несколько полос (обычно 2-4)
• Направление низких частот на НЧ-динамики, средних на СЧ, высоких на ВЧ-излучатели
• Защита динамиков от перегрузки неподходящими частотами
• Оптимизация работы каждого динамика в своем частотном диапазоне

Активные кроссоверы позволяют создать более качественное и точное звучание акустической системы за счет оптимального распределения частот между излучателями.

Принцип работы активного кроссовера

Как работает активный кроссовер в аудиосистеме? Рассмотрим основные этапы:

1. На вход кроссовера поступает полный частотный диапазон аудиосигнала
2. С помощью фильтров высоких и низких частот сигнал разделяется на несколько полос
3. Каждая частотная полоса обрабатывается отдельно (фильтрация, эквализация)
4. Обработанные сигналы направляются на отдельные усилители мощности
5. Усиленные сигналы подаются на соответствующие динамики (НЧ, СЧ, ВЧ)

Благодаря раздельному усилению каждой полосы удается получить более чистый и детальный звук без искажений.

Преимущества активных кроссоверов перед пассивными

В чем заключаются основные преимущества использования активных кроссоверов по сравнению с пассивными схемами? Рассмотрим ключевые моменты:

• Более точное разделение частот за счет крутых спадов фильтров (до 24-48 дБ/октаву)
• Отсутствие потерь мощности на компонентах пассивного кроссовера
• Возможность гибкой настройки частот раздела и крутизны спада
• Лучший контроль усилителя над движением диффузора динамика
• Снижение интермодуляционных и фазовых искажений
• Возможность применения DSP-обработки сигнала

Все это позволяет получить более чистый, детальный и динамичный звук при использовании активного усиления с кроссовером.

Типы и конструкции активных кроссоверов

Активные кроссоверы могут иметь различную конструкцию и функциональность. Основные типы устройств:

• Аналоговые — на операционных усилителях и пассивных компонентах
• Цифровые — на DSP-процессорах с АЦП/ЦАП преобразованием
• Гибридные — сочетают аналоговые и цифровые схемы

По функциональности различают:

• 2-полосные кроссоверы (НЧ + ВЧ)
• 3-полосные (НЧ + СЧ + ВЧ)
• 4-полосные и более
• Моно, стерео и многоканальные модели

Выбор конкретного типа зависит от конфигурации акустической системы и требований к качеству звучания.

Применение активных кроссоверов в различных аудиосистемах

Где используются активные кроссоверы в современной аудиотехнике? Основные области применения:

• Студийные мониторные системы
• Концертное и туровое звукоусиление
• Высококачественные домашние Hi-Fi и High-End системы
• Автомобильные аудиосистемы премиум-класса
• Профессиональные DJ-системы
• Кинотеатральные и инсталляционные комплексы

Активные кроссоверы позволяют создать более точное и контролируемое звучание в любой акустической системе, где требуется высокое качество воспроизведения.

Настройка активного кроссовера для оптимального звучания

Правильная настройка активного кроссовера критически важна для получения качественного звука. На что следует обратить внимание?

• Выбор оптимальных частот раздела между полосами
• Настройка крутизны спада фильтров (обычно 12-24 дБ/октаву)
• Согласование уровней сигнала между каналами
• Коррекция фазовых сдвигов между полосами
• Настройка лимитеров для защиты динамиков
• Эквализация для выравнивания АЧХ системы

Для точной настройки рекомендуется использовать измерительное оборудование и программное обеспечение для анализа звука.

Перспективы развития технологий активных кроссоверов

Каковы основные тенденции в развитии активных кроссоверов? Можно выделить следующие направления:

• Применение более мощных DSP-процессоров
• Интеграция с системами цифровой коррекции акустики помещений
• Использование алгоритмов машинного обучения для автонастройки
• Внедрение беспроводных технологий управления
• Миниатюризация компонентов
• Снижение энергопотребления

Развитие технологий позволит создавать еще более совершенные системы активного усиления для получения максимально качественного звучания.

CX3400 Активный кроссовер — Behringer Super-X Pro

• CX3400 Активный кроссовер — Behringer Super-X Pro

CX3400 Активный кроссовер — Behringer Super-X Pro

---

Страна производитель: Китай

• Описание
• Характеристики
• Отзывов (0)
• Примечание

СХ3400- это активный кроссовер , разделяющий сигналы в стереорежиме на две или три частотные полосы, а в монорежиме — на четыре полосы. Каждая полоса наделена фильтром Линквица-Райли 4-го порядка (24 дБ/октава) и индивидуальным лимитером. Дополнительная функция задержки сигнала до 2 мс обеспечивает выравнивание фазы между динамиками громкоговорителей. На каждом выходе предусмотрен переключатель полярности, позволяющий быстро инвертировать фазы динамиков и рупоров системы.

Фильтры Линквитца-Райли 4-го порядка (24 дБ/октава) с переключаемыми характеристиками для точного частотного разделения

1. Абсолютно ровная суммарная амплитудная характеристика со стабильной фазой
2. Независимый лимитер и переключатель фазы на каждом выходе
3. Регулируемая задержка сигнала до 2 мс для настройки фазы между динамиками громкоговорителей
4. Переключаемые НЧ фильтры (25 Гц) на каждом входе для защиты НЧ динамиков
5. Функция «Low Sum», направляющая низкие частоты в отдельный моновыход на сабвуфер
6. Переключаемая функция эквализации для высокочастотных рупоров с постоянной направленностью
7. Экранированный тороидальный трансформатор в блоке питания, минимизирующий шумовую интерференцию

Технические характеристики:

• Аудио входы: сервобалансные XLR и 1/4″ TRS
• Сопротивление: 80 kOhm (балансный)
• Номинальный рабочий уровень: -10 dBV/ +4 dBu (переключаемый)
• Макс. входной уровень: +20 dBu (балансный и небалансный)
• Аудио выходы: сервобалансные XLR и 1/4″ TRS
• Сопротивление: 40 Ohm (балансный или небалансный)
• Макс. выходной уровень: +26 dBu(балансный), +20 (небалансный)
• Полоса пропускания частот: 5 Hz — 100 kHz (+/- 3 dB)
• Соотношение сигнал/шум: >104 dBu (при выключенных фильтрах)
• Коэффициент нелинейных искажений: 0.02% (+4dBu / 1kHz)

Дополнительные характеристики:

Страна производитель

Нет отзывов о данном товаре.

Написать отзыв

Ваше имя:

Достоинства:

Недостатки:

Ваш отзыв:

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка:

12345

Внешний вид оборудования и его технические характеристики, могут быть изменены без дополнительного уведомления.

Цвет, комплектация и внешний вид товара может отличаться от изображенного на сайте. Интернет-сайт profzvuk.com носит исключительно информационный характер, и не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Цена указанная на сайте на товар приведена в качестве справочной информации, и может быть изменена в любое время без предупреждения.

Что такое кроссовер — для чего нужны фильтры частот в акустике

Что такое кроссовер — наиболее значимыми элементами в составе высококачественной автомобильной акустики считается именно кроссовер и усилитель мощности звука. Также одним из самых важных факторов для создания идеальной звуковой картины в салоне автомобиля — это правильный выбор и квалифицированная установка в машине этих устройств, в противном случае получить качественный звук будет очень трудно.

Содержание

1. Что такое кроссовер и для чего он нужен в аудиоколонках
2. Усилитель мощности
3. По каким критериям нужно выбирать автоусилитель?
4. Специфика установки

В основном плата устройства, состоящая из различных фильтров для разделения входящего звукового сигнала на частоты, размещается в небольшом корпусе. По высокой частоте при настройке как правило берут единицу от 80 до 100 Гц, а по низкой частоте и полосовой RC-фильтр настраивают от 2 до 6 кГц. Бывают такие приборы двух вариантов — активного и пассивного действия.

Как понять, что такое кроссовер — отличаются они друг от друга тем, что активный модуль выполнен на электронных элементах, таких как операционные усилители, микроконтроллеры и другие, для которых необходимо напряжение питания. Устройство для разделения частот пассивного действия собраны на компонентах не требующие источника питания. Помимо этого имеется некоторая особенность в инсталляции, например: активный кроссовер устанавливается только во входной в цепи усилителя, а пассивные располагаются где угодно, как перед усилителем так и после него, то есть впереди динамического излучателя.

Стоит отметить немаловажное достоинство кроссоверов пассивного действия, такое как его способность разграничивать звуковые сигналы для трех полосного громкоговорителя, при задействовании только двух каналов усилителя мощности. Отрицательным моментом считается невозможность настройки устройства без доработки схемы. Все наоборот у кроссоверов активного применения, его органы управления и настройки расположены на внешней стороне корпуса, поэтому такое конструктивное решение предоставляет максимум удобств при эксплуатации устройства.

Недостатком активного прибора разделения частот является его относительно высокая цена, необходимость наличия усилителя мощности на каждый канал, а также существующая возможность появления искажений, исходящих от активных компонентов. При выборе такого компонента нужно определенно знать, что такое кроссовер. Выбор кроссовера осуществляется исходя из параметров акустической системы и количества имеющихся у неё полос. Что касается именно выбора при покупке и выборе места установки, а также тонкой его настройке, то в этом случае целесообразнее будет пригласить опытного специалиста, что бы не было проблем в дальнейшем.

Усилитель мощности

Бывают случаи, когда после приобретения даже дорогой автомагнитолы усилитель в ней оказывается не достаточно качественный. А почему так бывает? Одной из важных причин является маленький объем места предназначенного для размещения магнитолы и как следствие, невозможность реализовать в системе усилитель с большей мощностью. Поэтому автовладельцы, желающие получить качественную звуковую картину, устанавливают дополнительный усилитель мощности.

Устанавливаемые в автомобиль усилители бывают как с одним каналом усиления (моноблок), так и двухканальными (стерео), трёхканальные (стерео + еще канал для сабвуфера), существуют еще четырехканальные, предназначенные для усиления звука во фронте и тылу акустической системы. Есть еще усилители на пять и шесть каналов.

По каким критериям нужно выбирать автоусилитель?

Понятие, что такое кроссовер — первое, на что нужно обращать внимание при покупке аппарата — это номинальная мощность, которая должна быть примерно на 15% меньше мощности громкоговорителей. В случае игнорирования этой зависимости, акустика просто может в скором времени «сгореть». Другим важным параметром является общее сопротивление нагрузки, с которой может эффективно работать устройство.

Комплекс из нескольких усилителей создает условия их включения по мостовой схеме, при которой общая выходная мощность возрастает пропорционально подключенным усилителям. В основном такая схема включения применяется для использования в своем составе сабвуфера. Промышленность выпускает большое количество усилительной техники с уже интегрированными кроссоверами, однако применение внешних устройств существенно облегчает настройку и обслуживание автомобильной акустики.

Специфика установки

Сравнительно маленькие габариты автоусилителя допускают его установку в разнообразных местах салона. Одним из таких вариантов можно назвать нижнюю часть задней полки, там можно закрепить с помощью саморезов либо в пространстве крыла. При самостоятельной сборке сабвуфера или его изготовление по заказу создается прекрасная возможность сразу вмонтировать внутрь корпуса и усилитель. Но при этом нужно учитывать, что он довольно сильно греется при работе, а следовательно необходимо обеспечить усилителю достаточное охлаждение.

Для того, чтобы установить акустический комплекс в свою машину при этом не неся очень больших затрат, то разумнее всего нужно будет брать коаксиальные либо широкополосные динамики, установив их в штатных местах машины, а для усиления звука использовать усилитель встроенный в автомагнитолу. В дальнейшем по необходимости установленную аудиосистему можно модернизировать, добавив к ней активный сабвуфер выполненный в собственном корпусе.

Преимущества активного кроссовера

Небесный союз

Теперь вы можете подумать: «Хорошо, а в чем именно преимущества?» Начнем с усиления после разделения: «С внешними усилителями разработчики не знают, какой усилитель и динамик будут работать вместе», — говорит Роланд. «Тем не менее, с активными кроссоверами мы можем выбрать усилители, которые идеально подходят для наших динамиков, обеспечивая их целостную совместную работу. Потому что мы знаем обе части».

 

 

 

 

 

 

И это еще не все, о чем уже говорил Роланд: «Вы не теряете и не изменяете никакую информацию, что происходит даже при использовании лучших аналоговых компонентов».

Да, больше контроля над процессом в цифровом активном кроссовере; допуски компонентов не являются проблемой: «У нас гораздо больше контроля над процессом и передачей. Нет никаких допусков компонентов, о которых нужно беспокоиться. В цифровых кроссоверах компоненты — это числа в DSP», — сказал Ян Абильдгаард Педерсен, главный технический директор Dynaudio, в выпуске «Спросите эксперта» о DSP.

Это означает, что мы можем предотвратить потерю информации на пути прохождения сигнала от источника до приводного устройства. И это важно, если ваша цель — воспроизвести музыку максимально близко к оригиналу.

 

 

Множество возможностей

Наконец, цифровые активные кроссоверы предоставляют множество возможностей, как объясняет Ян: «DSP может делать то, что традиционные технологии просто не могут. Мы не можем изменить входную мощность на разных частотах в аналоговых кроссоверах без изменения фазы динамика, которая будет разной на разных частотах».

Но при чем тут фаза? Что ж, если бы вы записали мужской и женский голоса, поющие одновременно, и воспроизвели их через динамик с фазовыми проблемами, то один из голосов будет задержан из-за их разных частот.

У вас нет этого ограничения с DSP: «Мы можем сделать то, что называется линейно-фазовым фильтром, который вводит постоянную временную задержку на всех частотах в DSP. Это задержало бы все частоты на 20 мс и было бы незаметно. Но задержка между частотами. Вы бы это заметили, — заканчивает Ян.

Выбор подходящей системы

Это гораздо больше преимуществ, чем просто удобство. Нет никаких сомнений в том, что активные кроссоверы представляют собой множество рациональных аргументов в пользу того, почему вы должны качаться в их сторону в следующий раз, когда будете искать новые колонки: особенно если вы хотите сохранить максимально чистый сигнал.

Однако, как и все в жизни, у колонок с активными кроссоверами есть и недостатки. Самый ярко выраженный: все решения приняты за вас. Вы не можете обновить или настроить его усиление, как в обычной пассивной системе.

Как говорит Роланд: «Модернизация и настройка оборудования — это часть хобби, страсть многих меломанов. Так что, если вам нравится звук усилителя класса А или лампового усилителя, возможно, вы пока захотите остановиться на пассивах». В конце концов, все дело в выборе системы, которая позволит вам наслаждаться музыкой наилучшим образом.

 

 

В громкоговорителях серии Focus XD и Xeo используются передовые активные кроссоверы и цифровая обработка сигналов.

Что такое активный кроссовер и зачем он мне нужен? – SublimeAcoustic

Все акустические системы используют электронную схему, называемую кроссовером, для разделения звука на частотные диапазоны; он посылает низкочастотные звуки на низкочастотный динамик, а высокочастотные звуки — на твитер. Это важно, потому что каждый из громкоговорителей создан для воспроизведения определенных частотных диапазонов, и они звучат не очень хорошо или даже могут быть повреждены, если работают за пределами их надлежащего диапазона. Громкоговорители могут на самом деле искажать звук в пределах своего естественного диапазона частот, если они также представлены частотами за пределами своего естественного диапазона. Другими словами, если вы посылаете низкие частоты на свой твитер, воспроизводимый им высокочастотный звук будет искажен присутствием низкочастотного сигнала.

В большинстве корпусов динамиков, которые вы видите, используются пассивные кроссоверы , которые состоят из больших катушек индуктивности и конденсаторов, которые фильтруют низкие частоты от высоких. Но пассивные кроссоверы имеют ряд весьма существенных недостатков. Одна большая проблема с пассивными кроссоверами заключается в том, что у них не очень резкий спад. Это означает, что часть энергии низких частот по-прежнему будет достигать высокочастотного динамика, а часть энергии высоких частот все еще достигает низкочастотного динамика.

Еще одним серьезным недостатком пассивных кроссоверов является эффективность; они тратят впустую огромное количество мощности, которую обеспечивает ваш усилитель. Высокочастотные звуки не попадают в низкочастотный динамик (а низкие частоты не попадают в твитер), по сути, просто закорачивая их; поэтому мощность теряется в виде тепла, рассеиваемого компонентами кроссовера. В некоторых случаях до 50% мощности усилителя теряется на тепло.

Но, безусловно, самая большая проблема с пассивными кроссоверами заключается в том, что они значительно ухудшают качество проходящих через них сигналов, внося следующие искажения:

• Интермодуляционное искажение (IMD) : Интермодуляционное искажение — это тип искажения, возникающий, когда перед пассивным кроссовером ставится задача одновременного воспроизведения двух или более частот. Интермодуляция между каждой частотой будет производить дополнительные частоты на гармониках и на суммах исходных частот, которые не являются частью исходного сигнала. Наиболее ярко это проявляется при одновременном воспроизведении очень низких и очень высоких частот. Этот тип искажения приводит к мутности создаваемого звука, что затрудняет различение отдельных инструментов на звуковой сцене. Системы с активным двухканальным или трехканальным усилением гораздо менее подвержены интермодуляционным искажениям, поскольку каналы низкочастотного и высокочастотного динамика управляются отдельными усилителями.
• Потеря демпфирования : Колпачки и катушки индуктивности, помещенные в цепь между усилителем и катушкой динамика, вызывают потерю демпфирования, что означает, что усилитель более изолирован от драйвера и имеет более слабый контроль над движением диффузоров громкоговорителя. В результате получается более грязный, менее точный звук. В системе с двойным усилением усилители подключаются непосредственно к катушкам динамиков без конденсаторов или катушек индуктивности, чтобы помешать усилителю точно позиционировать диффузоры, что дает вам значительно более высокое разрешение и яркость звука.
• Искажение обратной ЭДС : Обратная ЭДС, или обратная электродвижущая сила, представляет собой напряжение, создаваемое обмоткой динамика, когда импульс конуса заставляет обмотку продолжать движение относительно магнита динамика. Это напряжение, особенно от вуфера, течет обратно через кроссовер к усилителю и в канал твитера. Массивные хаотические взаимодействия, которые могут вызывать эти напряжения, слишком сложны, чтобы даже начать их вычислять. Но они сильно искажают звук. Системы с активным двухканальным усилением никоим образом не подвержены искажению обратной ЭДС.
• Фазирование каналов : Как только пассивный кроссовер разделяет аудиосигнал, сигналы НЧ и ВЧ могут быть не в фазе друг относительно друга (что означает, что один опережает или отстает от другого) из-за несоблюдения допусков компонентов или связанных с температурой изменений в этих больших дискретных компоненты. Это вызывает искажения на частоте кроссовера и вокруг нее, потому что на этих частотах и ​​твитер, и низкочастотный динамик будут возбуждаться, но каждый из них будет находиться в разных фазах. В различные моменты времени НЧ-динамик и твитер будут либо бороться друг с другом, либо усиливать друг друга. Это приводит к искажению звуковой четкости.

Все это значительно искажает итоговый звук. Аудиоинженеры на протяжении десятилетий тщетно пытались придумать еще более сложные схемы пассивных фильтров, чтобы попытаться решить или замаскировать эти присущие им проблемы.

Схемы активного кроссовера , подобные тем, которые используются в Sublime Acoustic K231 , с другой стороны, построены из операционных усилителей высочайшего качества, а функции фильтрации применены к линии -уровня входные сигналы предусилителя вместо выходов высоковольтного усилителя. Эти активные фильтры спроектированы так, чтобы быть на много порядков чище и точнее, чем пассивные. Активные фильтры имеют гораздо более резкий спад, 24 дБ/октаву, что позволяет каждому из громкоговорителей идеально сфокусироваться на воспроизведении только тех частот, для которых они предназначены.