Come Impostare la Frequenza di Crossover per i Diffusori?
I crossover e le frequenze di crossover possono essere un linguaggio intimidatorio per il profano dello stereo. Ma se state cercando di ottenere il miglior suono possibile dal vostro sistema, i crossover sono inevitabili.
I crossover aiutano a separare il flusso di frequenza completo che arriva al vostro sistema nelle gamme di frequenza appropriate per ciascuno dei vostri diffusori. Senza crossover, i vostri tweeter cercheranno di spingere fuori il grande segnale dei bassi, il che non possono fare, e il vostro subwoofer cercherà di emettere gli alti, per cui non è progettato.
Se volete un suono superiore, imparare come impostare la frequenza di crossover per i diffusori è un must assoluto.
Cos'è un Crossover (Frequenza)?
Anche se una parte di questo articolo potrebbe diventare tecnica, il nome di certo non lo è. Un crossover è un dispositivo elettrico o elettronico che filtra il segnale elettronico diretto ai vostri diffusori. Di conseguenza, ogni tipo di diffusore riproduce solo la gamma di suoni per cui è stato progettato. Fa incrociare il percorso del segnale da un tweeter a un woofer, o da un woofer a un subwoofer.
Una frequenza di crossover è il livello di frequenza in Hertz impostato come taglio. Tutto ciò che è sotto questa frequenza va a un diffusore per le basse, tutto ciò che è sopra va a un diffusore per le alte.
Ad esempio, la frequenza di crossover standard raccomandata per un subwoofer è 80Hz. In un senso molto basilare, questo significa che qualsiasi frequenza inferiore a 80Hz sarà riprodotta dal subwoofer. Qualsiasi cosa superiore non sarà riprodotta dal subwoofer.
A Cosa Servono i Crossover?
Quando un diffusore viene colpito da una frequenza troppo bassa per gestirla, la povera cosa ci proverà comunque. Questo la fa distorcere e suonare fangosa, e generalmente terribile. All'altro estremo, un grande diffusore per basse come un woofer o subwoofer è progettato per gestire le frequenze del medio-basso e dei bassi.
Se inviate segnali ad alta frequenza a un subwoofer, interferiscono con i suoni bassi che dovrebbe produrre. Rendendolo poco chiaro e orribile. Non suonereste il flauto dentro una tuba o soffiereste in una tuba attraverso un bocchino da flauto aspettandovi che suoni bene. I sistemi di diffusori senza crossover sono la stessa cosa.
Come Funzionano i Crossover?
I crossover, siano elettrici o elettronici, funzionano su un principio di filtraggio. Non dividono il segnale elettronico che passa nei vostri cavi e ne mandano un po' qui e un po' là. Invece, lavorano per bloccare o almeno ridurre notevolmente parti del segnale che vanno a punti diversi.
Usiamo un filtro high-pass a 3,5 kHz come esempio
Il numero 3,5 kHz si riferisce a una frequenza di crossover abbastanza standard impostata per proteggere i tweeter dai danni e dalla distorsione che le frequenze più basse possono causare. Se installate un crossover impostato a 3,5 kHz, filtrerà le frequenze inferiori a quel livello in modo che solo le frequenze più alte raggiungano il vostro tweeter.
Lo fa abbassando la forza del segnale nelle frequenze più basse. Questi filtri usano -3dB come standard al punto di frequenza di taglio. Da lì, aumenteranno il numero di decibel rimossi secondo la pendenza del crossover, che spiegherò più tardi, finché non sono essenzialmente inudibili e hanno poco o nessun effetto sul diffusore.
Come vedremo anche più tardi, non lo fanno perfettamente, e diversi crossover hanno diversi livelli di efficacia.
Impostare le Vostre Frequenze di Crossover
Poiché il titolo di questo articolo è "Come Impostare la Frequenza di Crossover per i Diffusori", è ora che arrivi a questa parte.
La maggior parte dei sistemi stereo ha tre tipi di coni per diffusori – tweeter, woofer e subwoofer. Questi rappresentano gli alti, i medi e i bassi del vostro profilo sonoro. Ma sono sicuro che lo sapete già.
Tuttavia, quello che dovete fare quando impostate le frequenze di crossover è selezionare due punti, o due tagli di frequenza se preferite. Questo separa poi il segnale elettronico in tre gamme distinte.
I Tagli Più Comuni per i Crossover
Filtro low-pass: 80Hz (fino a 100Hz)
Filtro high-pass: *3.500Hz (giù fino a 3.000Hz)
*Quel numero high pass dovrebbe sembrarvi familiare. Prima ho usato 3,5 kHz come esempio. Beh, la "k" in kHz sta per "kilo", che significa mille, ed è usata in tutte le misure metriche (chilometro, chilogrammo, persino kilobyte). Quindi, 3,5 kHz è lo stesso di 3.500 Hz.
Alcune info importanti
L'udito umano può rilevare suoni a frequenze fino a 20Hz e fino a 20.000Hz. Ovviamente, questo dipende dalla persona, dalla loro età e dalla loro specifica capacità uditiva. Qualsiasi cosa più bassa di 20Hz è nel regno degli infrasuoni degli elefanti, e qualsiasi cosa più alta di 20.000Hz sta entrando nella gamma dei fischietti per cani.
Quindi, ecco come le frequenze di crossover spezzano un segnale audio. Con il vostro low-pass impostato a 80Hz e high-pass impostato a 3.500 kHz, i diffusori prendono le seguenti gamme:
- Subwoofer: 20-80Hz
- Woofer: 80-3.500Hz
- Tweeter: 3.500-20.000Hz
Qualsiasi cosa più bassa o più alta nel segnale tecnicamente sarà comunque diretta al subwoofer e al tweeter, rispettivamente, ma non sentirete nulla. Il vostro cane o elefante domestico potrebbe, però.
Diversi Tipi di Crossover
Ora che sappiamo cosa sono le frequenze di crossover e i valori standard a cui sono normalmente impostate, è ora di parlare di come scegliere e installare i crossover nel vostro sistema.
Ci sono comunemente tre tipi di crossover usati sia nei sistemi stereo domestici che in quelli per auto. Questi includono crossover attivi, crossover a componenti passivi, e crossover in-line. Voglio spiegarli in dettaglio perché capire le differenze tra loro vi aiuterà a scegliere ciò che è meglio per il vostro sistema.
Crossover Attivi
Come suggerisce il nome, i crossover attivi devono essere attivamente alimentati, normalmente tramite alimentazione 12V DC. Sia attraverso una connessione elettrica o batterie e devono anche essere messi a terra (o "earthed" nel Regno Unito). Questo rende la loro installazione più difficile. Anche se questo potrebbe essere scomodo, i lati positivi dei crossover attivi generalmente superano di gran lunga i negativi.
I crossover attivi hanno bisogno di potenza per funzionare perché sono dispositivi elettronici che filtrano segnali elettrici attraverso l'uso di condensatori e resistenze variabili. Sono cablati nel vostro sistema tra il ricevitore e l'amplificatore in modo che gestiscano solo segnali a bassa potenza.
Filtrando questi segnali prima dell'amplificazione, non dovete sprecare potenza amplificando segnali per poi bloccarli.
Come funzionano i crossover attivi
I crossover attivi usano tipicamente ingressi RCA. Dividono il vostro segnale in due coppie di uscite RCA sinistra e destra, che poi vanno nel vostro amplificatore e ai singoli diffusori.
Un crossover attivo includerà un filtro low-pass per mantenere il suono dei bassi puro e pulito dal vostro subwoofer, e un filtro high-pass per assicurare che i medi che causano distorsione non raggiungano i vostri tweeter.
Possono anche includere un filtro band-pass, che taglia sia le basse che le alte e isola le frequenze che andranno al vostro set di diffusori principale (specialmente nei sistemi stereo per auto).
Personalizzare il suono
La maggior parte dei crossover attivi vi dà controlli di volume su ciascuno dei canali che passano attraverso di loro. Alcuni vi permettono persino di impostare l'equalizzazione, permettendovi di modificare il vostro soundscape complessivo. E, ovviamente, vi permettono di impostare le vostre frequenze di crossover ai punti esatti che suonano meglio nel vostro sistema.
Anche se sono più costosi, per tutte queste ragioni, raccomando ancora i crossover attivi per la maggior parte degli stereo finché l'alimentarli è un'opzione. Ecco alcune eccellenti opzioni di crossover.
Soundstorm SX310 Crossover a 3 Vie
Un crossover attivo economico con due filtri che producono tre canali di uscita. Questo dispositivo include anche controlli di livello, controllo di spostamento di fase, pendenza di crossover selezionabile, e un bass boost che ottiene il massimo dal vostro subwoofer.
PRV Audio EX4.6 Pro Crossover a 4 Vie
Questo è un crossover di fascia media con filtraggio a 4 vie ideale per sistemi stereo per auto. Potete impostare le vostre frequenze di crossover per mirare a canali alti, medio-alti, medio-bassi e bassi per una precisione aggiuntiva. Include anche un bass boost fragoroso sul canale subwoofer per far tremare e scuotere il vostro veicolo se questo è il vostro genere?
Clarion MCD 360 Crossover a 3 Vie
Nella stessa fascia del PRV Audio, questo crossover dà tre canali di uscita. Presenta anche controllo di livello per il vostro subwoofer e bass boost fino a ben +16 decibel.
Crossover a Componenti Passivi
I crossover passivi, d'altra parte, sono forse più comodi. Questo perché non hanno bisogno di essere alimentati e sono semplici componenti elettrici. Usano induttori e condensatori per filtrare le frequenze indesiderate e sono una tecnologia piuttosto basilare.
Questo è ciò che troverete integrato in diffusori da scaffale e da pavimento a 2 vie e 3 vie. I crossover a componenti passivi sono installati oltre il vostro amplificatore nelle linee dei diffusori.
Esempi di Crossover Passivi
Con un crossover a componenti a 2 vie come l'Audiopipe CRX-203s, il vostro segnale viene diviso in un alto per i vostri tweeter e un basso per i vostri woofer. Inoltre, con un crossover a 3 vie come il CRX-303s, ottenete tre gamme di uscita per il vostro subwoofer, woofer e tweeter. La frequenza di crossover è generalmente preimpostata, quindi questo toglie un po' di controllo dalle vostre mani.
L'altro grande lato negativo dei crossover a componenti passivi è che sono cablati dopo l'amplificatore. Significa che dovete usare potenza per amplificare i vostri segnali solo per poi filtrare gran parte di quel segnale.
Questo spreca potenza come calore e riduce anche il potenziale di potenza complessivo del vostro sistema. D'altra parte, questi crossover sono economici, incredibilmente facili da installare, e non hanno bisogno di potenza per funzionare.
Crossover In-Line
La terza opzione per i crossover sono i crossover in-line. Il nome deriva dal posizionamento nel vostro sistema. Queste unità crossover sono posizionate tra il vostro ricevitore e il vostro amplificatore nello stesso modo in cui lo sono i componenti attivi.
A causa del posizionamento prima del vostro amplificatore, lavorano con segnali a bassa potenza. Questo aiuta a risolvere il problema dello spreco di potenza in calore che si trova con i crossover a componenti.
Tuttavia, la principale differenza tra crossover in-line e attivi è che quelli in-line sono molto basilari, e le loro frequenze di crossover sono preimpostate. Questo vi dà meno controllo sul vostro profilo sonoro, ma li rende economici e facili da installare.
Utilizzo dei crossover in-line
Generalmente, i crossover in-line sono RCA in e out e si collegano dal vostro ricevitore direttamente nel vostro amplificatore. Guardate semplicemente la frequenza di crossover preimpostata che volete. E poi selezionate high-pass (significando che tutto ciò che è più basso verrà filtrato) o low-pass (significando che tutto ciò che è più alto viene filtrato).
Esempi includono i Crossover Low Pass FMOD 70 Hz di Harrison Laboratory, che isolano solo il segnale sotto i 70Hz, o i loro Crossover High Pass FMOD 100 Hz, che lasciano passare solo segnali sopra i 100Hz.
Questi sono dispositivi semplici e economici con spina RCA usati ampiamente nei sistemi stereo per auto. Inoltre, vengono forniti con driver multipli di dimensioni diverse.
Una Parola sulla Pendenza del Crossover
Un'altra cosa che non ho menzionato ancora è la pendenza del crossover. Pensate a un diagramma che mostra il volume (asse y) sulla frequenza (asse x). Vorreste vedere una bella linea piatta da un lato di una frequenza di crossover e una caduta piuttosto netta fino a zero dall'altro lato.
Questa è la pendenza del crossover, e ciò che misura è quanto un crossover è efficace nel filtrare le frequenze indesiderate. Quindi, vi aspettereste che una pendenza molto netta sia la migliore, e in generale avete ragione. Ma potete cavarvela con una pendenza meno ripida sui filtri high-pass che sui low-pass.
La pendenza è misurata da quanti decibel il suono scende su un'ottava. Generalmente, troverete crossover con pendenze di -6dB, -12dB e -18dB. Andando dai tweeter ai vostri woofer, -6dB è generalmente ok, anche se -12dB è piuttosto standard. Per i subwoofer, -12 o -18dB produrranno i suoni di bassi più puliti, puri e preverranno l'intorbidimento.
Ulteriori Letture
Se volete approfondire il design e la pianificazione di un grande sistema audio, raccomando Loudspeaker Design Cookbook di Vance Dickason. Entra in tutto ciò che dovete sapere su come impostare la frequenza di crossover per i diffusori. Dalla selezione dei diffusori al posizionamento all'installazione del crossover e selezione della frequenza e molto altro.
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Come Impostare la Frequenza di Crossover per i Diffusori – Conclusione
Abbiamo visto cosa fanno i crossover e i diversi tipi che potete incorporare nel vostro sistema stereo per auto o casa. Ho anche discusso cosa sono le frequenze di crossover e quali sono le frequenze più standard da scegliere.
Tuttavia, ora che sapete cosa fa l'impostazione della frequenza di crossover, potete sperimentare con il vostro sistema. Questo vi permetterà di trovare i punti migliori per i vostri diffusori usando crossover attivi, passivi o in-line.
Limitando il segnale alle giuste frequenze, potete ottenere il massimo da ogni diffusore nel vostro sistema stereo. I vostri tweeter brilleranno, i vostri woofer suoneranno pieni e chiari, e il vostro subwoofer avrà il tono di bassi più puro e forte possibile. Tutto sarà perfettamente accordato e performante al suo meglio, grazie ai crossover e a un po' di pazienza.
Buona fortuna, e buon ascolto.