Как настраивать кроссовер на магнитоле правильно
Предназначение
Кроссовер представляет собой специальный блок, раскладывающий частотный диапазон на интервалы. Полученные звуковые потоки направляются к установленным в автомобиле громкоговорителям, обеспечивая требуемую звуковую картину. Обрезка частот позволяет улучшить звучание динамиков и предохраняет оборудование от повреждений. Встроенный в автомагнитолу фильтр срезает диапазоны высоких или низких частот, улучшая звучание воспроизводимой песни и музыки.
Устройство и принцип работы
Кроссовер собирается на основе малогабаритной печатной платы, на которой предусмотрены точки для подключения входящего кабеля. Изделие оборудуется несколькими парами выходов, позволяющих подсоединить динамики для воспроизведения низкого, среднего и высокого частотного диапазонов. Число выходов зависит от количества используемых фильтров. В конструкцию оборудования входят катушки индуктивности и конденсаторы, обеспечивающие разделение частотных интервалов.
Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »
Всего существует 4 разновидности кроссоверов:
Отличия между активными и пассивными кроссоверами
Пассивные устройства относятся к категории распространенного оборудования; в конструкции изделий не предусмотрена подача дополнительного питания. Отказ от цепей питания упрощает процедуру установки и подключения. Пассивные элементы располагаются после усилителя и распределяют полученный сигнал между громкоговорителями. Кроссоверы применяются для обработки средних и высоких звуковых частот. При использовании деталей в цепи низкочастотного динамика наблюдаются перегрузки, искажающие звучание музыкальных инструментов.
Активные элементы обеспечивают улучшенное фильтрование звукового потока. За счет использования полупроводниковых элементов размер устройства снижен, и оно размещается в акустической системе между первичным усилителем автомагнитолы и основным усилительным блоком. Из-за разделения частот требуется использовать несколько усилителей, каждый из которых подсоединяется к отдельным динамикам. Благодаря высокой чувствительности элементов снижается вероятность перекрытия частотных диапазонов между громкоговорителями.
Приветствуем всех на канале « Pioneer. Рождённый звучать»! Сегодня мы с вами познакомимся с настройками звука головных устройств и разберём, с помощью каких инструментов можно сделать звучание еще более качественным и приятным именно вам.
Восприятие звука
Звучание аудиосистемы – дело сугубо личное, субъективизм в чистом виде, который зависит от множества факторов. Людям в возрасте чаще всего не хватает высоких частот. Некоторым слушателям нравится объемное звучание, хочется, чтобы было больше баса, другим подавай выраженные средние частоты, яркий вокал – люди разные, вкусы разные, и это совершенно нормально. Производители головных устройств не могли не учесть особенности человеческого слуха при проектировании современных ресиверов, почти в каждом так или иначе можно настроить звук.
Но не биологией единой. Чаще всего персонализация аудиосистемы зависит от предпочитаемых слушателем жанров. Наряду с этим из-за особенностей распространения звуковой волны в автомобилях и частотного разделения «задач» для каждого динамика пользователю просто необходима возможность «подгонки» аудиосистемы под автомобиль. Основные популярные настройки – несколько убавить верхние частоты, так как твитеры обычно висят с среднечастотниками на одном канале. Последнее делается при явной «перегрузке» динамика либо чтобы избавиться от паразитных вибраций плохо подготовленной двери. Несмотря на относительную простоту этих настроек, у многих они могут вызвать затруднения. Если вы из их числа – не расстраивайтесь, в специальных студиях вам помогут с настройкой.
Ну, а если хотите поэкспериментировать сами, мы вам в этом поможем. Настраивать «головы» Pioneer можно как с самого устройства, так и через специальные приложения для гаджетов на Google Android и Apple IOS . Современная жизнь без смартфона уже невозможна, поэтому неудивительно, что большинству удобнее взаимодействовать с магнитолой через экран смартфона, получая некое окно в ресивер. В этом помогут такие приложения, как Pioneer Smart Sync , Pioneer ARC (приложение для настройки базовых 1 DIN ресиверов, а также магнитол серии High Power – MVH-280FD / DEH-4800FD) и Sound Tune (специальное приложение для настройки процессора DEQ-S1000A или DEQ-S1000A2). Настраивать со своего смартфона намного удобнее, тем более что в линейке ГУ Pioneer присутствуют устройства без экрана. Теперь подробнее про сами настройки.
Кроссовер
В статьях на нашем канале уже упоминалось, что диапазоны частот у автомобильных динамиков разные: сабвуфер играет в среднем от 30 до 80 Гц, низкоиграющий среднечастотник – от 100 Гц до 4.5-5 кГц, а твитеры – от 6 кГц без ограничений сверху. По умолчанию с головного устройства на межблочные выходит полная полоса частот, никакими фильтрами не ограниченная. Разделить частоты между выходами RCA поможет цифровой кроссовер.
Благодаря встроенному в ресивер звуковому процессору (DSP – digital signal processor) мы получаем доступ к такой функции, как развитый кроссовер. Именно он фильтрует отдельные частоты для каждой пары RCA выходов. В головных устройствах встречаются два варианта частотных фильтров: ФНЧ и ФВЧ, или, в английском варианте – LPF и HPF. Фильтр нижних частот (ФНЧ) – пропускает всё, что ниже частоты среза, наряду с ним фильтр верхних частот (ФВЧ) – пропускает всё, что выше частоты среза. Под крутизной спада обычно подразумевают порядок фильтра: 1-ый -6 дБ/окт, 2-ой -12 дБ/окт, 3-ий -18 дБ/окт, 4-ый -24 дБ/окт и т.д. Несмотря на то, что кроссовер цифровой, всё равно нельзя резко отсечь полосу на нужной частоте, фильтры режут полосу с небольшим спадом. Чем спад круче – тем выше порядок фильтра. Процессором оснащены 1 DIN ресиверы MVH-S520BT / DEH-S520BT и мультимедийные системы серии Z.
Пользователь может в любой момент изменить частоту среза прямо с магнитолы или экрана своего телефона, используя фирменное приложение Pioneer Smart Sync или другое.
Временные задержки
Еще одна прекрасная настройка – временные задержки, позволяющие компенсировать расстояния от динамиков до ушей слушателя с целью уменьшить локализацию источника звука. Грубо говоря, при правильном применении этой настройки слушатель не должен понимать, какой именно динамик играет в данный момент. Создаётся ощущение, которое можно испытать в правильно подготовленном концертном зале, где музыка звучит буквально отовсюду, а не откуда-то конкретно.
Настройка очень легкая, есть предустановленные параметры, от пользователя требуется указать, где расположен руль в его машине (левый или правый) и расстояние от ушей пользователя до каждого динамика. Дальше система сделает всё автоматически, можно «поиграть» с параметрами вручную, если вас не устроит полученный автоматически результат. Ещё одна очень классная функция, доступная благодаря применениям мощных алгоритмов ЦОС. Данная настройка в ГУ Pioneer доступна в большинстве моделей, начиная со среднего ценового сегмента.
Даже в головных устройствах без поканального подключения акустики можно настроить временные задержки, например, мультимедиа MVH-A210BT или бездисковый ресивер 1 DIN MVH-S420BT.
Эквалайзер
Эквалайзер нужен прежде всего для корректировки амплитуды сигнала на выбранной частоте. Бывает, что вы слушаете любимую композицию, но где-то на верхах какая-то частота начинает серьезно выпирать, хотя ваша аудиосистема настроена корректно. Это связано с отсутствием общего стандарта, обязывающего звукозаписывающие студии сводить свои продукты к единому эталонному значению. В этой ситуации вам поможет цифровой эквалайзер. Важно понимать, что эквалайзер требуется настраивать именно вниз, дабы не создавать пик амплитуды сигнала, известный как клип или квадрат, когда верхушка синусоиды срезается, сопровождаясь большим наброском мощности. Это может даже вывести динамик из строя.
В 1DIN ресиверах Pioneer начального уровня, например, MVH-S120UB , вы получаете 5-полосный эквалайзер. В моделях продвинутого уровня полос эквалайзера уже 13. В приложении Pioneer Smart Sync расширяется число полос эквалайзера аж до 31-ой, например, в MVH-S520BT, DEH-S320BT и SPH-10BT, про последнюю, кстати, вы скоро узнаете.
Если говорить о мультимедийных системах, то в базовой серии G (например, DMH-G121, AVH-G210BT) эквалайзер уже 7-полосный.
Прежде чем подробно писать про кроссоверы, хотелось бы вкратце пройтись по теме целевых АЧХ. Некоторые пренебрегают этим, яростно утверждая, что настраивать систему по АЧХометру — сродни поклонению бесу, потому что слушать же музыку надо, а не АЧХ. Но многие другие при этом молча контролируют настройку по прибору и в ус не дуют:)
Почему же настройка по АЧХ — зло? Да очень просто. Потому что дилетанты, взяв в руки АЧХометр, не размениваясь на нюансы, пытаются тупо вывести АЧХ в горизонт. А потом удивляются, что система звучит безжизненно. Чуть более провдинутые товарищи преследют другой пронцип: АЧХ не должна иметь резких выбросов и провалов и причёсывают только их.
Что же такое Целевая АЧХ? Это такая штука, к которой мы стремимся, выводя тональный баланс системы сначала фильтрами, а потом эквалайзером. Т.е., настраивая систему, мы должны заранее понимать, к какой АЧХ мы стремимся.
Чтобы не сильно размусоливать эту тему, я вам дам несколько вариантов целевой АЧХ. Каждый из них даёт живой, драйвовый звук (если остальной тракт достаточно прозрачен). Каждый из них можно модифицировать под себя (чуть ниже расскажу как). Выбирать надо тот, который проще всего без эквализации достичь в вашей системе.
Если интересно, могу написать отдельный пост, в котором разберу какая частота на что влияет.
Что касается модификации. Если брать за основу линию средних частот (на каждом графике — красная), то, в зависимости от ваших вкусовых предпочтений, можно менять уровень всех подъёмов. Хочется более комфортных ВЧ — убираем их уровень. Хочется более мощного баса — поднимаем его уровень. В зависимости от предпочтений по громкости: если любите слушать очень громко, то старайтесь делать АЧХ более приближенной к горизонтали. Если наоборот, тихо, то можно смело задирать все горбы.
С целевыми кривульками более-менее разобрались, теперь перейдём к кроссоверам. Наша основная и самая важная задача — подобрать для динамиков такие срезы, чтобы, стыкуясь с соседними полосами, они "автоматически" давали нам целевую АЧХ.
Есть ещё пара правил:
1) Перехлёст полос, когда обе полосы имеют в месте пересечения горизонтальные графики, недопустим — там возникнет горб + будут проблемы с фазировкой.
Суммарная АЧХ не будет плавной, т.к. Во всем диапазоне перехлёста будет разный поворот фаз
2) Чем больше соседние дипазоны пересекаются наклонными участками, тем более собранным ухо воспринимает стык полос (и меньше геморроя с фазировкой)
Суммарная АЧХ обоих вариантов будет одинаковая. Но на слух левый вариант будет восприниматься собранне, сфокусированне и живее.
Что касается типа фильтров (Линквиц-Райли/Баттерворт/Бессель): основное их отличие — добротность, которая влияет на "скорость" перехода от горизонтальной линии пропускаемой полосы к наклонной линии "границы" среза.
Красный — Линквиц-Рейли, зелёный — Бессель, синий Баттерворт
Порядок фильтров влияет не только на уровень наклона "границы" среза, но и на то, насколько "переходная" кривая забирается внутрь пропускаемого диапазона.
чёрная точка — уровень -3дБ, по которому мы определяем частоту среза фильтра. Красный график начинает падать уже от 200Гц, зелёный — от 400, и только синий — от 500Гц. Хотя частота среза у всех одинаковая — 600Гц.
Именно поэтому я стараюсь на басу использовать более крутые порядки срезов: зачастую саб не вывозит 70Гц, а мидбас даёт их слишком ровно. И если мидбас порезавть на 63Гц вторым порядком, то 70Гц будут слишком ослаблены.
А теперь самый главный момент, который ВАЖНО осознать! Динамик имеет собственную АЧХ, которая имеет отражение и на ФЧХ. И когда мы настраиваем кроссовер, мы должны учитывать собственную АЧХ динамиков, чтобы получить адекватную фазу и правильные стыки полос. Выбирая правильный нечетный порядок фильтра мы можем получить чётный порядок конечного спада АЧХ. Выбирая в одной полосе Юаттерворт, а в другой полосе Линквиц-рейли мы можем состыковать ровный динамик (баттерворт) и динамик с горбом возле стыка (линквиц рейли + горб = у реального сигнала характеристика баттерворта). Используя собственный спад динамиков мы можем применять далеко от реальной частоты стыка очень крутые фильтры, которые вообще не будут влиять на полезный сигнал от этого динамика.
По большому счёту, данной информации уже достаточно, чтобы понять, как выбирать частоты и порядки срезов на практике. Но я, пожалуй, разберу настройку кроссовера на примере одной конкретной машины.
Возможности каждого современного динамика весьма ограничены — в первую очередь это касается спектра воспроизводимых звуковых частот. Он может эффективно работать лишь в ограниченном частотном диапазоне, ширина которого относительно мала. Ограничения обусловлены двумя основными факторами: величиной частотного резонанса подвижной системы динамика (задаёт предел верхней границы) и механическими особенностями диффузора, к которым относятся его масса и жёсткость (предел нижней границы). Звуки, частота которых выходит за пределы частотных возможностей динамика, воспроизводятся с искажением или же со значительно сниженной интенсивностью. Напомним, что ухо человека способно воспринимать звуки в частотном диапазоне 20-20 000 Гц. Это весьма немало и точно гораздо шире возможностей любого динамика. Но есть решение: использование нескольких динамиков. Как и всё гениальное, это решение просто и эффективно. Но необходимо правильно разделить аудиочастоты на несколько диапазонов, и чтобы каждый подавался на «свой» динамик, включённый в состав акустической системы (АС). Именно эту задачу и решают кроссоверы.
Что такое акустический кроссовер?
Кроссовером называют встроенное или внешнее устройство, разделяющее аудиосигнал на несколько частотных диапазонов. Технически он выполняет роль своеобразного фильтра, отсекающего «лишние» частоты и оставляющего лишь поддерживаемые динамиком. Ведь конструкция последнего рассчитана только на воспроизведение определённого диапазона частот, и выходящие за частотные пределы звуки воспроизводится с искажения или даже могут привести к повреждению динамика. К примеру, твитер воспроизводит высокочастотные звуки, поэтому подача на него низкочастотного сигнала, тем более высокомощного, может стать причиной его выхода из строя.
Соответственно, существует простое правило: на низкочастотные динамики подаются аудиосигналы только низких частот, на высокочастотные — высоких частот, а на среднечастотные (мидвуферы) — звуки в среднем частотном диапазоне. Простота — залог надёжности.
Но важно правильно поделить один аудиосигнал на несколько диапазонов частот для дальнейшей отправки «нужных» частот на отдельные динамики. Это и есть главная задача кроссовера. Технически он является комбинацией электрических фильтров, выполняющих обрезку «ненужных» частот. Его главная характеристика – значение частоты среза. То есть значение, являющейся границей обрезки частот. Рассмотрим это подробнее:
- двухполосный кроссовер, имеющий частоту среза 1000 Гц, оснащается high-pass фильтром, транслирующим частоты от 1000 Гц и low-pass фильтром, пропускная способность которого настроена на частоты ниже 1000 Гц;
- трёхполосный кроссовер дополнительно оснащается среднечастотным фильтром (band-pass), транслирующим сигналы лишь в среднем частотном диапазоне.
График частоты среза наглядно показывает, где именно пересекаются точки разделённых устройством диапазонов частот.
Порядок чувствительности кроссоверов
Этим определением называется ещё одна немаловажная характеристика устройства, определяющая соотношение интенсивности выходного аудиосигнала из кроссовера (значение выражается в Дб (dB)) к частоте входящего аудиосигнала при его неизменном звуковом давлении. Значение чувствительности (крутизны) среза выражается в виде соотношения dB/octave и в любом случае сохраняет кратность 6. Другими словами:
- первый порядок означает чувствительность на уровне 6 dB/octave;
- второй — 12 dB/octave;
- третий — 18 dB/octave;
- четвёртый — 24 dB/octave.
Что получается на практике? Приведём наглядный пример. Воспользовавшись low-pass фильтром третьего порядка, имеющего частоту среза 100 Гц, добьёмся срезки частот со значением более 100 Гц. Происходит это кратно 18 Дб и зависит от октавы:
- Выходной аудиосигнал частотой более 200 Гц теряет свою интенсивность относительно входного на 18 Дб.
- Выходящий аудиосигнал второй октавы (400 Гц) станет тише на 36 Дб.
- Ослабление выходного сигнала третьей октавы (800 Гц) произойдёт на величину 54 Дб и т. д.
Поскольку у low-pass фильтра первого порядка гораздо меньшая чувствительность, затухание аудиосигнала при обрезке частот будет кратно не 18 dB, а 6 dB (для первой октавы) и далее по нарастающей.
Получается, что с помощью установленных в кроссоверах фильтров происходит не резкая обрезка выходящих за диапазон частот, а их постепенное затухание, интенсивность которого зависит от порядка.
Стоит отметить, что практическое применение приборов четвёртого порядка крайне мало. Линквиц и Рили в своё время усовершенствовали его конструкцию, соединив в последовательной схеме два кроссовера второго порядка конструкции Баттерворта для высокочастотных динамиков и пару аналогичных моделей для сабвуферов. Полученная модель Линквица-Рили характеризуется отсутствием фазовых сдвигов, что даёт возможность проведения временной коррекции для эксплуатирующихся в разных физических плоскостях динамиков. А также они обладают наилучшими акустическими характеристиками.
Чем отличаются активные и пассивные кроссоверы
Для работы активного кроссовера требуется внешнее питание, пассивному оно не нужно. Но и это не все отличия.
Активным кроссоверам характерно следующее:
- Установка в схему до усилителя. То есть прибор монтируется между предусилителем (в его роли выступает проигрыватель или головное устройство) и аудиоусилителем, что усложняет схему — для каждого частотного диапазона (соответственно, и динамика) требуется отдельный усилитель. Поэтому такая схема используется только для реализации дорогостоящих высококачественных АС.
- Наличие большого числа активных фильтров. С помощью управления ими можно без труда задавать требуемую частоту среза для выбранного канала.
- Поддержка различных порядков чувствительности.
Но у активных кроссоверов есть один недостаток — высокая стоимость.
Кроссоверы пассивного типа устанавливаются в схему между усилителем звука и динамиками, что гораздо проще и дешевле в монтаже. И, несмотря на их более скромные акустические характеристики, грамотное применение устройств такого типа позволяет реализовать систему с качественным звучанием, сэкономив при этом финансы.
Пассивные кроссоверы показывает весьма неплохие результаты при чувствительности 18 dB/octave — если требуется большая чувствительность, то придётся ставить активные устройства. Они широко распространены при подключении твитеров и среднечастотных динамиков. Устанавливая их на басовые динамики, нужно быть уверенным в безупречном качестве катушек и конденсаторов — однако, стоимость пассивных устройств с высококачественными элементами приближается к цене активных кроссоверов.
Также при их установке следует уделить максимум внимания сопротивлению пиковым нагрузкам от усилителя. Ведь в целом перегрузки негативно отражаются на работе устройств, к тому же передаваемый усилителем аудиосигнал с пиковой интенсивностью может изменить частоту среза фильтров. А при перегрузке происходит ослабление фильтром звука (этот эффект называется демпингом).
Как настроить кроссовер
Процесс настройки устройства основывается на верном подборе частоты (либо частот) среза. Настраивая трёхполосную модель, нужно определить 2 частоты среза:
- Первая (low-pass) будет задавать диапазон для сабвуфера и нижний предел частоты для среднечастотного динамика.
- Вторая (high-pass) задаст верхнюю границу среднечастотного диапазона для среднечастотного динамика и определит диапазон частот для твитера.
Важно! Настраивая устройство, важно учитывать акустические свойства динамиков и исключить из диапазона не поддерживаемые ими частоты.
Отдельные модели кроссоверов поддерживают настройку как частот среза встроенных фильтров, так и регулировку крутизны спада амплитудно-частотных характеристик. А активные модели поддерживают настройку фильтров подавления предельно низких частот.
Если АС реализована на сателлитах активного типа и пассивном сабвуфере с усилителем, то звук получится весьма посредственным: будет происходить смешение звуковых потоков и их наложение. Это вызовет резонансы или же нестабильность звука (провалы). Устранить проблему возможно следующими вариантами: установкой аудиоусилителя с кроссовером или же использованием одного усилителя и сателлитов, но с подключением саба через отдельный кроссовер. К примеру, отлично себя зарекомендовал BEHRINGER B1800X PRO EUROLIVE.
Надеемся, что представленная информация принесла вам пользу. Такую же, какую приносят кроссоверы при организации акустических систем. Успехов в творчестве!
Кроссоверы являются неотъемлемой частью любой высококачественной аудиосистемы. Они фильтруют звуковой сигнал по частоте и направляют его на лучший усилитель и динамик в системе для максимальной четкости звука. Хотя пассивные кроссоверы устанавливаются между динамиком и усилителем и могут привести к потере громкости, что затрудняет их настройку, активные кроссоверы отфильтровывают линейный сигнал от стерео, обеспечивая более качественный звук и простоту настройки. Типичное применение для трехстороннего активного кроссовера в автомобильной аудиосистеме, но они также могут быть найдены в профессиональных установках публичного объявления и системах домашнего кинотеатра.
- 1 Шаг 1
- 2 Шаг 2
- 3 Шаг 3
- 4 Шаг 4
- 5 Шаг 5
- 6 Шаг 6
- 7 Чаевые
- 8 Предупреждение
- 9 Предметы, которые вам понадобятся
Шаг 1
Установите активный кроссовер в месте между головным устройством и усилителями вашей системы. Если вы не планируете настраивать его после первоначальной установки, хорошим вариантом будет оставить кроссовер за панелями приборов. Если вы хотите иметь более легкий доступ к элементам управления кроссовера, установите устройство рядом с усилителями под сиденьем или в багажнике.
Шаг 2
Подключите аудиосигнал от стерео устройства к аудиовходам активного кроссовера. Подключите выходы для каждой полосы кроссовера к соответствующему усилителю, то есть направьте низкий сигнал на усилители сабвуфера, высокий сигнал на высокочастотные динамики и т. Д.
Шаг 3
Сделайте все необходимые электрические соединения. Кроссовер работает от 12-вольтного источника постоянного тока и требует подключения к аккумулятору автомобиля. Вы также должны пройти наземную линию к шасси автомобиля. Вы также захотите установить соединение с электрическим сигналом зажигания, чтобы кроссовер не разряжал батарею, когда автомобиль выключен. Обратитесь к литературе, прилагаемой к вашему кроссоверу, для получения полной инструкции по подключению.
Шаг 4
Установите фильтр нижних частот кроссовера на 80 Гц. Это позволит пропускать только частоты ниже 80 Гц, такие как бас и ударный барабан. Эта настройка фильтра используется для выхода, направляемого на усилители вашего сабвуфера.
Шаг 5
Установите точку пересечения фильтра верхних частот на 3000 Гц. Это позволит высокочастотным звукам, таким как тарелки и акустические гармоники, передаваться на ваши твиттеры.
Шаг 6
Установите полосовой фильтр для колонок и усилителей среднего уровня вашей системы, чтобы обрезать частоты ниже 80 Гц и выше 3000 Гц.
Читайте также: