Akustické výhybky jsou elektronická zařízení, která přijímají jeden vstupní signál a vytvářejí dva nebo tři výstupy sestávající z oddělených pásem vysokých, středních a nízkých frekvencí. Různé rozsahy napájejí různé reproduktory nebo „ovladače“ve zvukovém systému: woofery a subwoofery. Bez crossoveru dochází k náhodnému rozpadu zvuku. V nich filtr horní propusti blokuje basy, ale posílá vysokofrekvenční tóny do výškového reproduktoru, zatímco filtr dolní propusti blokuje výšky a propouští nízkofrekvenční tóny do subwooferu.
Komponentní zvukový systém
Křížové „sítě“koaxiálních vícerozsahových automobilových reproduktorů jsou obvykle zabudovány do reproduktorů a sestávají z malých elektrických součástek, jako jsou cívky nebo kondenzátory. Výhybky pro třípásmové systémy využívající výškové reproduktory, středotónové měniče a subwoofery zahrnují kromě horní a dolní propusti,"šířky pásma" reprodukují frekvence mezi dvěma body pomocí vysokých i nízkých frekvencí ve stejné síti. Za tímto účelem může být k dispozici pouze měnič středního rozsahu od 100 Hz do 2500 Hz.
Existují dva hlavní typy akustických výhybek: aktivní a pasivní. Pasivní nepotřebují napájení k filtrování signálu. Aktivní vyžadují připojení napájení a uzemnění, ale poskytují vám mnohem větší flexibilitu a přesnou kontrolu nad uživatelskou hudbou.
Aktivní audiosystém
Zvukový systém se nazývá „aktivní“, když každý ovladač, výškový reproduktor, woofer má svůj vlastní zesilovací kanál. To výrazně zvyšuje dostupný výkon, dynamický rozsah a ovládání tónové odezvy systému v celém zvukovém spektru. Akustická aktivní výhybka se připojí mezi přijímač a zesilovač a odřízne nežádoucí frekvence, takže se může soustředit pouze na frekvence, které chce uživatel slyšet.
Obvykle mají ovládání hlasitosti na každém kanálu, takže můžete udržet všechny „hlasy“z různých ovladačů v rovnováze. Některé výhybky obsahují další funkce pro zpracování zvuku, jako je ekvalizace pro další přizpůsobení systému. Jedinou potenciální nevýhodou tohoto typu výhybky je, že vyžaduje +12V, uzemnění a zásuvná připojení. To představuje větší problém při instalaci a konfiguraci než u pasivního zařízení.
Pasivní akustická zařízení
Akustická pasivní výhybka není připojena ke zdroji napájení. Existují dva typy pasivních výhybek: komponentní výhybky, které jsou zapojeny mezi zesilovač a reproduktory, a vestavěné výhybky, které jsou umístěny mezi přijímačem a zesilovačem.
Součást. Pasivní přechody součástek v signálové cestě přicházejí za zesilovačem. Jedná se o malé sítě kondenzátorů a cívek, které jsou obvykle instalovány v blízkosti reproduktorů. Komponentní reproduktory se dodávají s výhybkami nastavenými pro optimální výkon. Snadno se instalují a konfigurují. Signál v plném rozsahu opouští zesilovač a jde do pasivní výhybky, která jej rozdělí na dvě části a posílá vysoké tóny do výškového reproduktoru a středy a basy do basového reproduktoru. Většina pasivních komponentních výhybek má další nastavení, která vám umožní vypnout výškový reproduktor, pokud se zvuk zdá být pro basový reproduktor příliš hlasitý.
Kromě pasivních výhybek, které fungují na reproduktorových signálech a jsou zapojeny mezi zesilovač a reproduktorové komponenty, jsou před zesilovačem instalovány také vestavěné akustické výhybky do auta. Vypadají jako malé válečky s RCA konektory na každém konci a jednoduše se zasunou do vstupů. Vestavěné výhybky neplýtvají energií jako vysoké frekvence u subwooferu. Instalace vestavěné výhybky je skvělý a nenákladný způsob, jak zlepšit zvuk centrální části, zejména v systému komponentních reproduktorů.
Principy používání autorádia
Abyste pochopili, co je to výhybka a zda potřeba zvuku skutečně potřebuje jednu nebo více výhybek, je důležité nejprve pochopit několik velmi jednoduchých principů používání výhybky do auta. Hlavní myšlenkou je, že hudba se skládá ze zvukových frekvencí, které řídí celý rozsah lidského sluchu, ale jednotlivé zdroje jsou ve vytváření konkrétních frekvencí lepší než jiné.
Výškové reproduktory jsou navrženy tak, aby reprodukovaly vysoké frekvence, basové reproduktory jsou navrženy pro reprodukci nízkých frekvencí atd. Hlavním účelem je rozdělit hudbu na jednotlivé frekvence a poslat ji do konkrétních reproduktorů pro dosažení vyšší věrnosti zvuku. Tím, že se ujistíte, že do vašich klasických reproduktorů dosáhnou pouze správné frekvence, můžete účinněji snížit zkreslení a zlepšit kvalitu zvuku vašeho autorádia.
Instalace pasivních akustických výhybek je relativně snadný úkol, protože poskytuje výhybkové vedení mezi zesilovačem a reproduktory. Můžete například připojit pasivní výhybku k výstupu zesilovače, poté připojit výstup výškového reproduktoru k výškovému reproduktoru a výstup subwooferu k subwooferu.
Instalace aktivní výhybky do auta bude obecně složitějším postupem. Hlavním problémem je, že aktivní výhybky vyžadují napájení, takže pro každé zařízení budete muset vést napájecí a zemnící vodiče. Pokud je již nainstalovánzesilovač, bude jednodušší nainstalovat aktivní výhybku. Ve skutečnosti jeho uzemnění na stejném místě, kde je uzemněn zesilovač, pomůže předejít nepříjemnému šumu v zemní smyčce.
Křížová klasifikace
Akustické výhybky lze klasifikovat podle počtu pásem, do kterých je zvukové spektrum rozděleno. Obousměrný rozděluje zvukové spektrum na dvě části a posílá informace různým typům ovladačů. Třícestný rozděluje zvukové spektrum na tři části a tak dále. Crossover lze také popsat bodem, kde začíná strmý řez. Obvykle se vztahuje k frekvenci, se kterou začíná sestup. V duplexu budou mít oba měniče 6 dB v bodě výhybky.
Pojmy často používané k popisu sklonu výhybky zahrnují 6 dB/oktávu, 12 dB/oktávu, 18 dB/oktávu nebo 24 dB/oktávu. Sklon crossoveru, na který se tyto termíny vztahují. Pro změnu o jednu oktávu bude mít výhybka 6 dB/oktávu výstup, který je 6 dB pod počátečním bodem; 12 dB/oktávu bude mít výstup 12 dB. Další soubor termínů, které se často používají k popisu sklonu křížení, jsou 1. řád, 2. řád, 3. řád a 4. řád.
Tyto termíny jsou odvozeny od počtu komponentů potřebných k vytvoření popsaného sklonu. Výhybka 1. řádu používá 1 složku a dá přibližně 6 dB/oktávu. Výhybka 2. řádu používá 2 komponenty a dá vám asi 12 dB/oktávu atd.
Součásti středového reproduktoru
Pokud je obtížné najít hodnotu, která není větší než 10 % požadovaného zvuku, upravte. Tadyněkolik tipů pro práci s různými součástmi:
- Kondenzátory: zkombinujte dva kondenzátory a připojte je paralelně. Při jejich použití tímto způsobem lze jednoduše sečíst dvě hodnoty dohromady a získat kombinovanou ekvivalentní kapacitu.
- Rezistory: zapojte dva odpory do série, abyste získali kombinovaný odpor ekvivalentní celkové hodnotě. Jmenovitý výkon na obou musí být vysoký, aby byly splněny systémové požadavky.
- Induktory: Pokud nepotřebujete používat více induktorů, můžete si koupit nadrozměrnou cívku a poté cívky odvíjet, dokud nedosáhnete požadované hodnoty. Nevýhodou této metody je, že musíte použít specifický typ měřiče indukčnosti.
Definovat frekvenční rozsah
Nastavení výhybky systému reproduktorů je správné nastavení frekvence. Chcete-li určit povolený rozsah, který se používá pro nastavení, musíte znát údaje pro reproduktory i subwoofer. Zakoupený balíček reproduktorů vždy obsahuje manuál pro nastavení, které potřebujete použít.
Jinak platí následující pravidla. Pro nastavení výhybky by měla být použita nejvyšší frekvence, kterou subwoofer zvládne. Nejnižší frekvence, kterou reproduktor zvládne, by měla být nastavena na výhybku.
Například pro frekvenční rozsah subwooferu 20–130 Hz a frekvenční rozsah středového reproduktoru 70–20 000 Hz je povolený rozsahNastavení výhybky pro hlavní reproduktor bude 70-130 Hz. To znamená, že můžete použít nastavení 70, 80, 90 atd., až do 130 Hz pro hlavní reproduktor. Při použití nad nebo pod specifikovanou velikostí nebudou frekvence mimo limity reprodukovány ani subwooferem, ani odpovídajícím reproduktorem.
Hlavní stavební kameny
V automobilovém audiosystému se používají velké vnější kondenzátory, které zabraňují vyblednutí světel při přehrávání hlasitých basů. Dosahují toho tím, že zesilovači dodají rychlý výbuch energie. Výhybkové kondenzátory reproduktorů mají vysoký "odpor" běžně označovaný jako reaktivní pro nízkofrekvenční signály.
Existují tři hlavní specifikace pro kondenzátory:
- Maximální napětí, při kterém nepodléhá dialektickému zhroucení. K tomuto zhroucení dochází, když se elektrické pole mezi dvěma deskami kondenzátoru stane dostatečným k polarizaci dialektiky, čímž se změní na vodič. Když k tomu dojde, kondenzátor se zahřeje a může explodovat.
- Kapacita kondenzátorů se obvykle měří v mikrofaradech - mF nebo uF nebo (řecké písmeno mu) F. Mikrofarad je 1/1 000 000 nebo 1 × 10 -6 Farad. A také se používají pikofarady, což je 1/1 000 000 nebo 1 × 10-6 mikrofarad (1 × 10-12 Farad).
- Tolerance. Toto je přijatelná variace hodnoty. Například 47mF kondenzátor s rozsahem -20%/+80% by bylmají kapacitu od 37,6 do 84,6 mF. Audio systémy obvykle zapojují kondenzátor do série s každým „vysokofrekvenčním“reproduktorem, aby fungoval jako horní propust.
Vypočítat impedanci systému
Pokud jsou všechny reproduktory zapojeny paralelně a mají stejnou impedanci, je výpočet akustické výhybky snadný. Jednoduše vydělte impedanci počtem reproduktorů paralelně.
Příklad 1: Čtyři 8 ohmové reproduktory, paralelní zapojení: 8 / 4=2 ohmy. Příklad 2: Dva 4ohmové reproduktory, paralelní obvod: 4/2=2 ohmy.
Pro výpočet paralelně připojených reproduktorů, které mají různé impedance, platí následující vzorec:
R celkem=1/(1/r1+1/r2+…..).
Ve skutečnosti je přesný výpočet audio systému velmi složitý empirický proces. Aby to bylo snazší, existuje na internetu mnoho online kalkulaček pro výhybku reproduktorů, jako je samostatná kalkulačka pro 2, 3 a 4 reproduktory zapojené paralelně, stejně jako kalkulačky, které lze použít pro složitější sériové/paralelní konfigurace. Chcete-li to provést, musíte zadat impedanci každého reproduktoru do bílých čtverečků příslušné kalkulačky. Bude určena celková impedance pro paralelně zapojené reproduktory. A také se vypočítá procento pro každého mluvčího.
Na displeji se zobrazí, jak je výstupní výkon zesilovače distribuován mezi reproduktory. Při použití společně s různou impedancísdílení energie bude vzato v úvahu.
Pokud by existoval jeden ovladač, který by dokázal snadno a přesně reprodukovat celé spektrum zvuku, nebylo by potřeba používat výhybku. Hlavním důvodem je, že k pokrytí celého spektra zvuku je obvykle zapotřebí více ovladačů. Není možné vyrobit budič schopný produkovat současně vysoké i nízké frekvence. Různé typy ovladačů jsou navrženy tak, aby dobře fungovaly v různých rozsazích. Použití crossoveru pomáhá koordinovat práci různých řidičů.
