Los cruces acústicos son dispositivos electrónicos que toman una señal de entrada y producen dos o tres salidas que consisten en bandas de frecuencia alta, media y baja separadas. Diferentes rangos alimentan diferentes altavoces o "controladores" en un sistema de sonido: woofers y subwoofers. Sin un cruce, se produce una ruptura aleatoria del sonido. En estos, un filtro de paso alto bloquea los graves pero envía las notas de alta frecuencia al tweeter, mientras que un filtro de paso bajo bloquea los agudos y pasa las notas de baja frecuencia al subwoofer.
Sistema de sonido por componentes
Las "redes" cruzadas de altavoces coaxiales de varios rangos para automóviles suelen estar integradas en los altavoces y constan de pequeños componentes eléctricos, como bobinas o condensadores. Los cruces para sistemas de tres vías que usan tweeters, controladores de rango medio y subwoofers incluyen, además de filtros de paso alto y bajo,Los "anchos de banda" reproducen frecuencias entre dos puntos utilizando frecuencias altas y bajas en la misma red. Para esto, puede haber un controlador de rango medio solo de 100 Hz a 2500 Hz.
Hay dos tipos principales de cruces acústicos: activos y pasivos. Los pasivos no necesitan energía para filtrar la señal. Los activos requieren una conexión a tierra y alimentación, pero le brindan mucha más flexibilidad y un control preciso sobre la música del usuario.
Sistema de audio activo
Un sistema de sonido se dice "activo" cuando cada controlador, tweeter, woofer tiene su propio canal de amplificación. Esto aumenta considerablemente la potencia disponible, el rango dinámico y el control de la respuesta tonal del sistema en todo el espectro de audio. Un crossover acústico activo se conecta entre el receptor y el amplificador y corta las frecuencias no deseadas para que solo pueda enfocarse en las frecuencias que el usuario quiere escuchar.
Por lo general, tienen controles de volumen en cada canal, por lo que puede mantener en equilibrio todas las "voces" de diferentes controladores. Algunos crossovers incluyen otras funciones de procesamiento de audio, como la ecualización, para personalizar aún más el sistema. La única desventaja potencial de este tipo de cruce es que requiere conexiones de +12 V, tierra y enchufe. Esto presenta un problema mayor para instalar y configurar que un dispositivo pasivo.
Dispositivos acústicos pasivos
El crossover pasivo acústico no está conectado a una fuente de alimentación. Hay dos tipos de crossovers pasivos: crossovers de componentes, que se conectan entre el amplificador y los altavoces, y los integrados, que se ubican entre el receptor y el amplificador.
Componente. Las transiciones pasivas de los componentes en la ruta de la señal vienen después del amplificador. Se trata de pequeñas redes de condensadores y bobinas que suelen instalarse cerca de los altavoces. Los parlantes de componentes vienen con cruces configurados para un rendimiento óptimo. Son fáciles de instalar y configurar. La señal de rango completo sale del amplificador y va a un cruce pasivo que la divide en dos y envía las notas altas al tweeter y las medias y bajas al woofer. La mayoría de los cruces de componentes pasivos tienen configuraciones adicionales que le permiten apagar el tweeter si el sonido parece demasiado alto para el woofer.
Además de los cruces pasivos que funcionan con las señales de los altavoces y se conectan entre el amplificador y los componentes de los altavoces, también hay cruces acústicos integrados para automóviles instalados frente al amplificador. Parecen pequeños cilindros con enchufes RCA en cada extremo y simplemente se conectan a las entradas. Los crossovers incorporados no desperdician energía como lo hacen las frecuencias altas con un subwoofer. La instalación de un divisor de frecuencias incorporado es una forma excelente y económica de mejorar el sonido del centro, especialmente en un sistema de altavoces de componentes.
Principios del uso del audio del automóvil
Para comprender qué es un crossover y si la necesidad de sonido realmente necesita uno o más crossovers, es importante comprender primero algunos principios muy simples para usar un crossover de automóvil. La idea principal es que la música se compone de frecuencias de sonido que gobiernan toda la gama del oído humano, pero las fuentes individuales son mejores que otras para crear frecuencias específicas.
Los tweeters están diseñados para reproducir frecuencias altas, los woofers están diseñados para reproducir frecuencias bajas, etc. El objetivo principal es separar la música en sus frecuencias componentes y enviarla a altavoces específicos para lograr una mayor fidelidad de audio. Al asegurarse de que solo las frecuencias correctas lleguen a sus altavoces clásicos, puede reducir la distorsión de manera más efectiva y mejorar la calidad del sonido del sistema de audio de su automóvil.
La instalación de cruces acústicos pasivos es una tarea relativamente fácil, ya que proporciona un cableado de cruce entre el amplificador y los altavoces. Por ejemplo, puede conectar un crossover pasivo a la salida de un amplificador, luego conectar la salida del tweeter a un tweeter y la salida del subwoofer a un subwoofer.
La instalación de un crossover de audio de automóvil activo generalmente será un procedimiento más complicado. El principal problema es que los cruces activos requieren energía, por lo que deberá conectar cables de alimentación y tierra para cada dispositivo. Si ya está instaladoamplificador, será más fácil instalar un crossover activo. De hecho, conectarlo a tierra en el mismo lugar donde se conecta a tierra el amplificador ayudará a evitar ruidos molestos en el bucle de tierra.
Clasificación cruzada
Los cruces acústicos se pueden clasificar por el número de bandas en las que se divide el espectro de audio. Bidireccional divide el espectro de audio en dos partes y envía información a diferentes tipos de controladores. Tres vías divide el espectro de audio en tres partes, y así sucesivamente. Un cruce también se puede describir por el punto donde comienza el corte empinado. Por lo general, se refiere a la frecuencia a la que comienza el descenso. En dúplex, ambos controladores tendrán 6 dB en el punto de cruce.
Los términos que se utilizan a menudo para describir la pendiente de cruce incluyen 6 dB/octava, 12 dB/octava, 18 dB/octava o 24 dB/octava. La pendiente del cruce al que se refieren estos términos. Para un cambio de octava, un cruce de 6 dB/octava tendrá una salida que está 6 dB por debajo del punto de inicio; 12 dB/octava tendrá una salida de 12 dB. Otro conjunto de términos que se utilizan a menudo para describir la pendiente de cruce son 1er orden, 2do orden, 3er orden y 4to orden.
Estos términos se derivan del número de componentes necesarios para crear la pendiente descrita. Un crossover de primer orden usa 1 componente y dará aproximadamente 6 dB/octava. Un crossover de segundo orden usa 2 componentes y le dará unos 12 dB/octava, etc.
Componentes del altavoz central
Si es difícil encontrar un valor que no supere el 10% del sonido deseado, ajuste. Aquíalgunos consejos para trabajar con diferentes componentes:
- Condensadores: combina dos condensadores, conéctalos en paralelo. Utilizándolos de esta manera, uno puede simplemente sumar los dos valores para obtener la capacidad equivalente combinada.
- Resistencias: conecte dos resistencias en serie para proporcionar una resistencia combinada equivalente al valor total. La clasificación de potencia en ambos debe ser alta para cumplir con los requisitos del sistema.
- Inductores: si no necesita usar múltiples inductores, puede comprar uno de gran tamaño y luego desenrollar las bobinas hasta alcanzar el valor deseado. La desventaja de este método es que debe usar un tipo específico de medidor de inductancia.
Definir rango de frecuencia
Ajustar el cruce del sistema de altavoces es el ajuste de frecuencia correcto. Para determinar el rango permitido que se utiliza para la configuración, debe conocer los datos de los altavoces y el subwoofer. El paquete de altavoces comprado siempre contiene un manual para la configuración que necesita usar.
De lo contrario, se aplican las siguientes reglas. La frecuencia más alta que el subwoofer puede manejar debe usarse para la configuración de cruce. La frecuencia más baja que el altavoz puede manejar debe establecerse en cruce.
Por ejemplo, para un rango de frecuencia de subwoofer de 20-130 Hz y un rango de frecuencia de altavoz central de 70-20 000 Hz, el rango permitidoLa configuración de cruce para el altavoz principal será de 70-130 Hz. Esto significa que puede aplicar una configuración de 70, 80, 90, etc., hasta 130 Hz para el altavoz principal. Si se utiliza por encima o por debajo del tamaño especificado, las frecuencias fuera de los límites no se reproducirán ni en el subwoofer ni en el altavoz correspondiente.
Principales bloques de construcción
En un sistema de audio para automóvil, se utilizan condensadores externos grandes para evitar que las luces se apaguen cuando se tocan notas graves fuertes. Lo logran dando al amplificador una rápida explosión de potencia. Los condensadores cruzados de los altavoces tienen una alta "resistencia", comúnmente denominada reactiva para señales de baja frecuencia.
Hay tres especificaciones principales para condensadores:
- La tensión máxima a la que no está sujeto a ruptura dialéctica. Esta ruptura ocurre cuando el campo eléctrico entre las dos placas del capacitor se vuelve suficiente para polarizar la dialéctica, convirtiéndola así en conductora. Cuando esto sucede, el capacitor se calentará y podría explotar.
- La capacitancia de los capacitores generalmente se mide en microfaradios - mF o uF o (letra griega mu) F. Un microfaradio es 1/1,000,000 o 1 × 10 -6 Farad. Y también se usan picofaradios, que es 1/1,000,000 o 1 × 10-6 microfaradio (1 × 10-12 Farad).
- Tolerancia. Esta es una variación aceptable del valor. Por ejemplo, un capacitor de 47mF con un rango de -20%/+80% seríatienen una capacidad de 37,6 a 84,6 mF. Los sistemas de audio suelen conectar un condensador en serie con cada altavoz de " alta frecuencia" para actuar como un filtro de paso alto.
Calcular la impedancia del sistema
Si todos los altavoces están conectados en paralelo y tienen la misma impedancia, el cálculo del cruce acústico es fácil de realizar. Simplemente divida la impedancia por el número de altavoces en paralelo.
Ejemplo 1: Cuatro altavoces de 8 ohmios, conexión en paralelo: 8 / 4=2 ohmios. Ejemplo 2: dos altavoces de 4 ohmios, circuito en paralelo: 4 / 2=2 ohmios.
Para calcular altavoces conectados en paralelo pero con diferentes impedancias, se aplica la siguiente fórmula:
R total=1/(1/r1+1/r2+…..).
De hecho, el cálculo exacto del sistema de audio es un proceso empírico muy complejo. Para hacerlo más fácil, hay muchas calculadoras en línea para el cruce de altavoces en Internet, como una calculadora separada para 2, 3 y 4 altavoces conectados en paralelo, así como calculadoras que se pueden usar para configuraciones en serie/paralelo más complejas. Para hacer esto, debe ingresar la impedancia de cada altavoz en los cuadrados blancos de la calculadora correspondiente. Se determinará la impedancia total de los altavoces conectados en paralelo. Y también se calcula un porcentaje para cada hablante.
La pantalla mostrará cómo se distribuye la potencia de salida del amplificador entre los altavoces. Cuando se usa junto con diferentes impedanciasse tendrá en cuenta el poder compartido.
Si hubiera un controlador que pudiera reproducir con facilidad y precisión todo el espectro de audio, no habría necesidad de usar un filtro de cruce. La razón principal es que generalmente se requieren varios controladores para cubrir todo el espectro de sonido. No es posible hacer un controlador capaz de producir frecuencias altas y bajas al mismo tiempo. Los diferentes tipos de controladores están diseñados para funcionar bien en diferentes rangos. El uso de un crossover ayuda a coordinar el trabajo de diferentes conductores.
