Crossovers e frequências de crossover podem ser uma linguagem intimidadora para o leigo estéreo. Mas se você deseja obter o melhor som do seu sistema, os crossovers são inevitáveis.
Os cruzamentos ajudam a separar o fluxo de frequência total que flui para o sistema nas faixas de frequência apropriadas para cada um dos alto-falantes. Sem crossovers, seus tweeters tentarão enviar o grande sinal de graves, o que eles não podem, e seu subwoofer tentará twittar o high-end, para o qual não foi projetado.
Se você deseja um som superior, aprender a definir a frequência de crossover para os alto-falantes é uma necessidade absoluta.
O que é um cruzamento (frequência)?
Embora um pouco deste artigo possa ficar técnico, o nome com certeza não. Um crossover é um dispositivo elétrico ou eletrônico que filtra o sinal eletrônico dirigido aos alto-falantes. Como resultado, cada tipo de alto-falante reproduz apenas a faixa de sons para a qual foi projetado. Faz o cruzamento do caminho do sinal de um tweeter para um woofer, ou de um woofer para um subwoofer.
Uma frequência de crossover é o nível de frequência em Hertz que é definido como um corte. Tudo abaixo dessa frequência vai para um alto-falante de baixo custo, e tudo acima vai para um alto-falante de alto nível.
Por exemplo, a
frequência de cruzamento padrão recomendada para um subwoofer é 80Hz. Em um sentido muito básico, isso significa que quaisquer frequências inferiores a 80Hz serão reproduzidas pelo subwoofer. Qualquer coisa mais alta não será reproduzida pelo subwoofer.
Para que servem os cruzamentos?
Quando um alto-falante é atingido por uma frequência muito baixa para suportar, o pobre ainda tentará. Isso faz com que ele distorça e soe turvo, e geralmente terrível. Por outro lado, um grande alto-falante de baixo custo, como um woofer ou subwoofer, é projetado para lidar com as frequências de médios e graves mais baixos.
Se você enviar sinais de alta frequência para um subwoofer, eles interferem nos sons graves que devem ser produzidos. Fazendo parecer obscuro e grosseiro. Você não tocaria a flauta dentro de uma tuba ou sopraria uma tuba em um bocal de flauta e esperaria que soasse bem. Sistemas de alto-falantes sem crossovers são os mesmos.
Como funcionam os cruzamentos?
Os crossovers, sejam elétricos ou eletrônicos, funcionam com um princípio de filtragem. Eles não dividem o sinal eletrônico que passa pelos seus fios e enviam um pouco aqui e um pouco ali. Em vez disso, eles trabalham para bloquear ou pelo menos reduzir bastante partes do sinal que correm para diferentes pontos.
Vamos usar um filtro passa-alta de 3,5 kHz como exemplo
O número de 3,5 kHz refere-se a uma frequência de crossover bastante padrão definida para proteger os tweeters dos danos e distorções que as frequências mais baixas podem causar. Se você instalar um crossover definido em 3,5kHz, ele filtrará as frequências inferiores a esse nível para que apenas as frequências mais altas cheguem ao seu tweeter.
Ele faz isso eliminando a força do sinal nas frequências mais baixas. Esses filtros usam -3dB como padrão no ponto de frequência de corte. A partir daí, eles aumentarão o número de decibéis que são removidos de acordo com a inclinação do crossover, que explicarei mais adiante, até que sejam essencialmente inaudíveis e tenham pouco ou nenhum efeito no alto-falante.
Como também veremos mais adiante, eles não fazem isso perfeitamente, e diferentes crossovers têm diferentes níveis de eficácia.
Definindo suas frequências de cruzamento
Como o título deste artigo é “Como definir a frequência de cruzamento para alto-falantes”, é hora de chegar a esta parte.
A maioria dos sistemas estéreo tem três tipos de cones de alto-falante – tweeters, woofers e subwoofers. Eles representam os agudos, médios e graves do seu perfil de som. Mas tenho certeza que você já sabe disso.
No entanto,
o que você precisa fazer ao definir frequências de cruzamento é selecionar dois pontos ou dois pontos de corte de frequência, se desejar. Isso então separa o sinal eletrônico em três faixas distintas.
Os cortes mais comuns para cruzamentos
Filtro passa-baixa:80Hz (até 100Hz)
Filtro passa-alta:*3.500Hz (até 3.000Hz)
*Esse número de passagem alta deve parecer familiar para você. Anteriormente eu usei 3,5 kHz como exemplo. Bem, o “k” em kHz significa “quilo”, que significa mil, e é usado em todas as medidas métricas (quilômetro, quilograma e até quilobyte). Portanto, 3,5 kHz é o mesmo que 3.500 Hz.
Algumas informações importantes
A audição humana pode detectar sons em frequências tão baixas quanto 20Hz e tão altas quanto 20.000Hz. Claro, isso depende da pessoa, sua idade e sua capacidade auditiva específica. Qualquer coisa abaixo de 20Hz está no domínio do infra-som de elefante, e qualquer coisa acima de 20.000Hz está entrando na faixa de assobios de cães.
Então, veja
como as frequências cruzadas quebram um sinal de áudio . Com o seu passa-baixo definido em 80Hz e o passa-alto definido em 3.500kHz, os alto-falantes têm as seguintes faixas:
- Subwoofer:20-80Hz
- Woofer:80-3.500Hz
- Tweeter:3.500-20.000 Hz
Qualquer coisa mais baixa ou mais alta no sinal tecnicamente ainda será direcionada para o subwoofer e o tweeter, respectivamente, mas você não ouvirá nada. Seu cão ou elefante de estimação pode, no entanto.
Diferentes tipos de cruzamentos
Agora que sabemos quais são as frequências de crossover e os valores padrão para os quais elas normalmente são definidas, é hora de falar sobre como pegar e instalar crossovers em seu sistema.
Geralmente, há
três tipos de cruzamentos que são usados em sistemas estéreo domésticos e de carro. Estes incluem crossovers ativos, crossovers de componentes passivos e crossovers em linha. Quero explicá-los em detalhes porque entender as diferenças entre eles ajudará você a escolher o que é melhor para o seu sistema.
Crossovers ativos
Assim como o nome sugere, os crossovers ativos precisam ser alimentados ativamente, normalmente através de alimentação de 12V DC. Seja através de uma conexão elétrica ou baterias e também precisam ser aterrados (ou “aterrados” no Reino Unido). Isso torna sua instalação mais difícil. Embora isso possa ser inconveniente, os pontos positivos dos crossovers ativos geralmente superam os negativos de longe.
Os crossovers ativos precisam de energia para funcionar porque são dispositivos eletrônicos que filtram os sinais elétricos através do uso de capacitores e resistores variáveis. Eles são conectados ao seu sistema entre o receptor e o amplificador para que possam lidar apenas com sinais de baixa potência.
Ao filtrar esses sinais antes da amplificação, você não precisa desperdiçar energia aumentando os sinais e bloqueando-os.
Como funcionam os cruzamentos ativos
Os crossovers ativos normalmente usam entradas RCA. Eles dividem seu sinal em dois pares de saídas RCA esquerda e direita, que então vão para o seu amplificador e para os alto-falantes individuais.
Um crossover ativo incluirá um filtro passa-baixo para manter o som dos graves puro e limpo do seu subwoofer e um filtro passa-alto para garantir que os médios causadores de distorção não cheguem aos seus tweeters.
Eles também podem incluir um filtro passa-banda, que corta tanto os graves quanto os agudos e isola as frequências que irão para o seu conjunto de alto-falantes principal (especialmente em sistemas de som automotivo).
Personalizando o som
A maioria dos crossovers ativos oferece controles de volume em cada um dos canais que passam por eles. Alguns até permitem que você defina a equalização, permitindo que você ajuste sua paisagem sonora geral. E, claro, eles permitem que você defina suas frequências de crossover para os pontos exatos que soam melhor em seu sistema.
Mesmo sendo mais caros, por todas essas razões, ainda recomendo crossovers ativos para a maioria dos aparelhos de som, desde que alimentá-los seja uma opção. Aqui estão algumas excelentes opções de crossover.
Soundstorm SX310 3-Way Crossover
Um crossover ativo acessível com dois filtros produzindo três canais de saída. Este dispositivo também inclui controles de nível, controle de mudança de fase, inclinação de crossover selecionável e um reforço de graves que tira o máximo proveito do seu subwoofer.
PRV Audio EX4.6 Pro 4-Way Crossover
Este é um crossover de gama média com filtragem de 4 vias melhor para sistemas estéreo de carro. Você pode definir suas frequências de crossover para direcionar os canais alto, médio-alto, médio-baixo e baixo para maior precisão. Ele também inclui um aumento de graves estrondoso no canal do subwoofer para fazer seu veículo estremecer e tremer, se é isso que você gosta?
Cruzamento de 3 vias Clarion MCD 360
Na mesma faixa do PRV Audio, este crossover oferece três canais de saída. Ele também possui controle de nível para seu subwoofer e reforço de graves de até +16 decibéis.
Crossovers de componentes passivos
Os cruzamentos passivos, por outro lado, talvez sejam mais convenientes. Isso ocorre porque eles não precisam ser alimentados e são componentes elétricos simples. Eles usam indutores e capacitores para filtrar frequências indesejadas e são uma tecnologia bastante básica.
Isto é o que você encontrará embutido em estantes de 2 e 3 vias e alto-falantes de chão. Os crossovers de componentes passivos são instalados além do seu amplificador nas linhas de alto-falante.
Exemplos de cruzamentos passivos
Com um crossover de componente de 2 vias como o Audiopipe CRX-203s, seu sinal é dividido em um high-end para seus tweeters e um low-end para seus woofers. Além disso, com um crossover de 3 vias como o CRX-303s, você obtém três faixas de saída para seu subwoofer, woofers e tweeters. A frequência de crossover geralmente é predefinida, de modo que tira um pouco do controle de suas mãos.
A outra grande desvantagem dos crossovers de componentes passivos é que eles são conectados após o amplificador. O que significa que você precisa usar energia para aumentar seus sinais apenas para filtrar muito desse sinal.
Isso desperdiça energia como calor e também reduz o potencial geral de energia do seu sistema. Por outro lado, esses crossovers são baratos, incrivelmente fáceis de instalar e não precisam de energia para funcionar.
Crossovers em linha
A terceira opção para cruzamentos são os cruzamentos em linha. O nome vem do posicionamento em seu sistema. Essas unidades de crossover são colocadas entre o receptor e o amplificador da mesma forma que os componentes ativos.
Por causa do posicionamento antes do seu amplificador, eles funcionam com sinais de baixa potência. Isso ajuda a resolver o problema de desperdiçar energia para aquecer, como você encontra nos cruzamentos de componentes.
No entanto, a principal
diferença entre cruzamentos em linha e ativos é que os in-line são muito básicos e suas frequências de crossover são predefinidas. Isso lhe dá menos controle sobre seu perfil de som, mas os torna baratos e fáceis de instalar.
Usando cruzamentos em linha
Geralmente, os crossovers em linha são de entrada e saída RCA e se conectam do seu receptor diretamente ao seu amplificador. Basta olhar para a frequência de crossover predefinida que deseja. E, em seguida, selecione high-pass (o que significa que tudo mais baixo será filtrado) ou low-pass (o que significa que tudo mais alto será filtrado).
Os exemplos incluem os Crossovers passa-baixo de 70 Hz FMOD do Harrison Laboratory, que isolam apenas o sinal abaixo de 70 Hz, ou os Crossovers passa-alto FMOD de 100 Hz, que permitem apenas a passagem de sinais acima de 100 Hz.
Estes são dispositivos plug-in RCA simples e acessíveis usados extensivamente em sistemas de som automotivo. Além disso, eles vêm com vários drivers de tamanhos diferentes.
Uma palavra sobre a inclinação do cruzamento
Mais uma coisa que eu ainda não mencionei é a inclinação do cruzamento. Pense em um diagrama mostrando o volume (eixo y) sobre a frequência (eixo x). Você gostaria de ver uma linha de nível agradável em um lado de uma frequência de cruzamento e uma queda bastante acentuada para zero no outro lado.
Esta é a inclinação do crossover, e o que ela mede é a eficácia de um crossover na filtragem de frequências indesejadas. Então, você pode esperar que uma inclinação muito acentuada seja a melhor e, em geral, você está certo. Mas você pode se safar com uma inclinação mais rasa nos filtros passa-alta do que nos filtros passa-baixa.
A inclinação é medida por quantos decibéis o som cai em uma oitava. Geralmente, você encontrará crossovers com inclinações de -6dB, -12dB e -18dB. Indo de tweeters para seus woofers, -6dB geralmente é bom, embora -12dB seja bastante padrão. Para subwoofers, -12 ou -18 dB produzirá os sons graves mais limpos e puros e evitará a distorção.
Leitura adicional
Se você quiser se aprofundar no design e no planejamento de um ótimo sistema de som, recomendo o Loudspeaker Design Cookbook de Vance Dickason. Ele explica tudo o que você precisa saber sobre como definir a frequência de cruzamento para alto-falantes. Da seleção de alto-falantes ao posicionamento até a
instalação cruzada e seleção de frequência E muito mais.
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Como definir a frequência de cruzamento para alto-falantes – Conclusão
Vimos o que os crossovers fazem e os diferentes tipos que você pode incorporar ao seu carro ou sistema estéreo doméstico. Também discuti quais são as frequências de crossover e quais são as frequências mais padrão para escolher.
No entanto, agora que você sabe o que a frequência de cruzamento de configuração faz, você pode experimentar com seu sistema. Isso permitirá que você encontre os melhores pontos para seus alto-falantes usando crossovers ativos, passivos ou em linha.
Ao limitar o sinal às frequências corretas, você pode tirar o máximo proveito de cada alto-falante do seu sistema estéreo. Seus tweeters brilharão, seus woofers soarão completos e claros e seu subwoofer terá o tom de graves mais puro e forte possível. Tudo estará perfeitamente ajustado e com o melhor desempenho, graças aos cruzamentos e um pouco de paciência.
Boa sorte e boa audição.
