Akustické výhybky sú elektronické zariadenia, ktoré prijímajú jeden vstupný signál a vytvárajú dva alebo tri výstupy pozostávajúce z oddelených pásiem vysokých, stredných a nízkych frekvencií. Rôzne rozsahy napájajú rôzne reproduktory alebo „ovládače“v zvukovom systéme: basové reproduktory a subwoofery. Bez výhybky dochádza k náhodnému rozpadu zvuku. V nich vysokofrekvenčný filter blokuje basy, ale posiela vysokofrekvenčné tóny do výškového reproduktora, zatiaľ čo dolnopriepustný filter blokuje výšky a prenáša nízkofrekvenčné tóny do subwoofera.
Komponentný zvukový systém
Priečne „siete“koaxiálnych reproduktorov do auta s viacerými rozsahmi sú zvyčajne zabudované do reproduktorov a pozostávajú z malých elektrických komponentov, ako sú cievky alebo kondenzátory. Výhybky pre trojpásmové systémy využívajúce výškové reproduktory, stredotónové meniče a subwoofery zahŕňajú okrem horno- a dolnopriepustných filtrov,"šírky pásma" reprodukujú frekvencie medzi dvoma bodmi pomocou vysokých aj nízkych frekvencií v tej istej sieti. Na tento účel môže byť k dispozícii iba menič stredného rozsahu od 100 Hz do 2 500 Hz.
Existujú dva hlavné typy akustických výhybiek: aktívne a pasívne. Pasívne nepotrebujú napájanie na filtrovanie signálu. Aktívne vyžadujú napájanie a uzemnenie, no poskytujú vám oveľa väčšiu flexibilitu a presnú kontrolu nad používateľskou hudbou.
Aktívny audiosystém
Zvukový systém sa nazýva „aktívny“, keď každý menič, výškový reproduktor, basový reproduktor má svoj vlastný zosilňovací kanál. To výrazne zvyšuje dostupný výkon, dynamický rozsah a ovládanie tónovej odozvy systému v rámci celého zvukového spektra. Akustická výhybka sa pripája medzi prijímač a zosilňovač a oddeľuje nežiaduce frekvencie, takže sa môže sústrediť len na frekvencie, ktoré chce používateľ počuť.
Zvyčajne majú ovládanie hlasitosti na každom kanáli, takže môžete udržiavať všetky „hlasy“od rôznych ovládačov v rovnováhe. Niektoré výhybky obsahujú ďalšie funkcie spracovania zvuku, ako je ekvalizácia na ďalšie prispôsobenie systému. Jedinou potenciálnou nevýhodou tohto druhu výhybky je, že vyžaduje +12V, uzemnenie a zásuvné pripojenia. To predstavuje väčší problém pri inštalácii a konfigurácii ako pri pasívnom zariadení.
Pasívne akustické zariadenia
Akustická pasívna výhybka nie je pripojená k zdroju napájania. Existujú dva typy pasívnych výhybiek: komponentné výhybky, ktoré sú zapojené medzi zosilňovač a reproduktory, a vstavané výhybky, ktoré sa nachádzajú medzi prijímačom a zosilňovačom.
Komponent. Pasívne prechody komponentov v signálovej ceste prichádzajú za zosilňovačom. Ide o malé siete kondenzátorov a cievok, ktoré sú zvyčajne inštalované v blízkosti reproduktorov. Komponentné reproduktory sa dodávajú s nastavenými výhybkami pre optimálny výkon. Ľahko sa inštalujú a konfigurujú. Signál s plným rozsahom opúšťa zosilňovač a prechádza do pasívnej výhybky, ktorá ho rozdelí na dve časti a posiela vysoké tóny do výškového reproduktora a stredné a nízke tóny do basového reproduktora. Väčšina výhybiek pasívnych komponentov má ďalšie nastavenia, ktoré vám umožňujú vypnúť výškový reproduktor, ak sa zvuk zdá byť pre basový reproduktor príliš hlasný.
Okrem pasívnych výhybiek, ktoré fungujú na reproduktorových signáloch a sú zapojené medzi zosilňovač a reproduktorové komponenty, sú pred zosilňovačom nainštalované aj vstavané akustické výhybky do auta. Vyzerajú ako malé valce s RCA konektormi na každom konci a jednoducho sa zasúvajú do vstupov. Vstavané výhybky neplytvajú energiou ako vysoké frekvencie v prípade subwoofera. Inštalácia vstavanej výhybky je skvelý a lacný spôsob, ako zlepšiť zvuk centrály, najmä v systéme komponentných reproduktorov.
Princípy používania autorádia
Aby ste pochopili, čo je to výhybka a či potreba zvuku skutočne potrebuje jednu alebo viacero výhybiek, je dôležité najprv pochopiť niekoľko veľmi jednoduchých princípov používania výhybky do auta. Hlavnou myšlienkou je, že hudba sa skladá zo zvukových frekvencií, ktoré ovládajú celý rozsah ľudského sluchu, ale jednotlivé zdroje sú pri vytváraní špecifických frekvencií lepšie ako iné.
Výškové reproduktory sú navrhnuté tak, aby reprodukovali vysoké frekvencie, basové reproduktory sú navrhnuté na reprodukciu nízkych frekvencií atď. Hlavným účelom je rozdeliť hudbu na jednotlivé frekvencie a poslať ju do konkrétnych reproduktorov, aby sa dosiahla vyššia vernosť zvuku. Zabezpečením toho, aby sa do vašich klasických reproduktorov dostali len tie správne frekvencie, môžete efektívnejšie znížiť skreslenie a zlepšiť kvalitu zvuku vášho autorádia.
Inštalácia pasívnych akustických výhybiek je relatívne jednoduchá úloha, pretože poskytuje výhybkové vedenie medzi zosilňovačom a reproduktormi. Môžete napríklad pripojiť pasívnu výhybku k výstupu zosilňovača, potom pripojiť výstup výškového reproduktora k výškovému reproduktoru a výstup subwoofera k subwooferu.
Inštalácia aktívnej výhybky do auta bude vo všeobecnosti komplikovanejším postupom. Hlavným problémom je, že aktívne výhybky vyžadujú napájanie, takže pre každé zariadenie budete musieť viesť napájacie a uzemňovacie vodiče. Ak je už nainštalovanýzosilňovač, bude jednoduchšie nainštalovať aktívny crossover. V skutočnosti jeho uzemnenie na rovnakom mieste, kde je uzemnený zosilňovač, pomôže zabrániť nepríjemnému šumu v uzemňovacej slučke.
Crossover Classification
Akustické výhybky možno klasifikovať podľa počtu pásiem, na ktoré je zvukové spektrum rozdelené. Obojsmerný rozdeľuje zvukové spektrum na dve časti a posiela informácie rôznym typom ovládačov. Trojcestné rozdeľuje zvukové spektrum na tri časti atď. Crossover možno opísať aj bodom, kde začína strmý rez. Zvyčajne sa vzťahuje na frekvenciu, s ktorou začína zostup. V duplexe budú mať oba budiče 6 dB v bode výhybky.
Pojmy často používané na opis sklonu výhybky zahŕňajú 6 dB/oktávu, 12 dB/oktávu, 18 dB/oktávu alebo 24 dB/oktávu. Sklon kríženia, na ktorý sa vzťahujú tieto výrazy. Pre zmenu o jednu oktávu bude mať výhybka 6 dB/oktávu výstup, ktorý je 6 dB pod počiatočným bodom; 12 dB/oktávu bude mať výstup 12 dB. Ďalší súbor výrazov, ktoré sa často používajú na opis sklonu prechodu, sú 1. rád, 2. rád, 3. rád a 4. rád.
Tieto výrazy sú odvodené od počtu komponentov potrebných na vytvorenie opísaného sklonu. Výhybka 1. rádu využíva 1 komponent a dáva približne 6 dB/oktávu. Výhybka 2. rádu využíva 2 komponenty a poskytne vám približne 12 dB/oktávu atď.
Súčiastky stredového reproduktora
Ak je ťažké nájsť hodnotu, ktorá nepresahuje 10 % požadovaného zvuku, upravte. Tuniekoľko tipov na prácu s rôznymi komponentmi:
- Kondenzátory: kombinujte dva kondenzátory a pripojte ich paralelne. Ak ich použijete týmto spôsobom, môžete tieto dve hodnoty jednoducho sčítať a získať tak kombinovanú ekvivalentnú kapacitu.
- Rezistory: zapojte dva odpory do série, aby ste získali kombinovaný odpor ekvivalentný celkovej hodnote. Menovitý výkon oboch musí byť vysoký, aby spĺňali systémové požiadavky.
- Induktory: Ak nepotrebujete použiť viacero tlmiviek, môžete si kúpiť nadrozmernú tlmivku a potom cievky odvíjať, kým nedosiahnete požadovanú hodnotu. Nevýhodou tejto metódy je, že musíte použiť špecifický typ merača indukčnosti.
Definovať frekvenčný rozsah
Úprava výhybky systému reproduktorov je správne nastavenie frekvencie. Ak chcete určiť povolený rozsah, ktorý sa používa na nastavenia, musíte poznať údaje pre reproduktory aj subwoofer. Zakúpený balík reproduktorov vždy obsahuje návod na nastavenia, ktoré musíte použiť.
V opačnom prípade platia nasledujúce pravidlá. Na nastavenie výhybky by sa mala použiť najvyššia frekvencia, ktorú dokáže subwoofer zvládnuť. Najnižšia frekvencia, ktorú reproduktor zvládne, by mala byť nastavená na výhybku.
Napríklad pre frekvenčný rozsah subwoofera 20 – 130 Hz a frekvenčný rozsah stredového reproduktora 70 – 20 000 Hz je povolený rozsahNastavenie výhybky pre hlavný reproduktor bude 70-130 Hz. To znamená, že môžete použiť nastavenie 70, 80, 90 atď., až do 130 Hz pre hlavný reproduktor. Ak sa použije nad alebo pod špecifikovanú veľkosť, potom frekvencie mimo limitov nebudú reprodukované ani subwooferom, ani zodpovedajúcim reproduktorom.
Hlavné stavebné kamene
V autorádiu sa veľké vonkajšie kondenzátory používajú na zabránenie vyblednutiu svetiel pri prehrávaní hlasných basov. Dosahujú to tým, že zosilňovaču dodajú rýchly výbuch energie. Výhybkové kondenzátory reproduktorov majú vysoký „odpor“, ktorý sa bežne označuje ako reaktívny pre nízkofrekvenčné signály.
Kondenzátory majú tri hlavné špecifikácie:
- Maximálne napätie, pri ktorom nepodlieha dialektickej poruche. K tomuto rozpadu dochádza, keď sa elektrické pole medzi dvoma doskami kondenzátora stane dostatočným na polarizáciu dialektiky, čím sa zmení na vodič. Keď sa to stane, kondenzátor sa zahreje a môže explodovať.
- Kapacita kondenzátorov sa zvyčajne meria v mikrofaradoch - mF alebo uF alebo (grécke písmeno mu) F. Mikrofarad je 1/1 000 000 alebo 1 × 10 -6 Farad. Používajú sa aj pikofarady, čo je 1/1 000 000 alebo 1 × 10-6 mikrofarad (1 × 10-12 Farad).
- Tolerancia. Toto je prijateľná variácia hodnoty. Napríklad 47mF kondenzátor s rozsahom -20%/+80% by bolmajú kapacitu od 37,6 do 84,6 mF. Audio systémy zvyčajne zapájajú kondenzátor do série s každým „vysokofrekvenčným“reproduktorom, aby fungoval ako hornopriepustný filter.
Vypočítať impedanciu systému
Ak sú všetky reproduktory zapojené paralelne a majú rovnakú impedanciu, výpočet akustickej výhybky je jednoduchý. Jednoducho vydeľte impedanciu počtom paralelných reproduktorov.
Príklad 1: Štyri 8 ohmové reproduktory, paralelné pripojenie: 8 / 4=2 ohmy. Príklad 2: Dva 4 ohmové reproduktory, paralelný obvod: 4 / 2=2 ohmy.
Na výpočet reproduktorov zapojených paralelne, ale s rôznymi impedanciami, platí nasledujúci vzorec:
R celkom=1/(1/r1+1/r2+…..).
V skutočnosti je presný výpočet audio systému veľmi zložitý empirický proces. Aby to bolo jednoduchšie, na internete existuje veľa online kalkulačiek pre reproduktorovú výhybku, ako napríklad samostatná kalkulačka pre 2, 3 a 4 reproduktory zapojené paralelne, ako aj kalkulačky, ktoré možno použiť pre zložitejšie sériové/paralelné konfigurácie. Aby ste to dosiahli, musíte zadať impedanciu každého reproduktora do bielych štvorcov príslušnej kalkulačky. Určí sa celková impedancia pre paralelne zapojené reproduktory. A tiež sa vypočíta percento pre každého rečníka.
Na displeji sa zobrazí, ako je výstupný výkon zosilňovača rozdelený medzi reproduktory. Pri použití spolu s rôznou impedancioubude sa brať do úvahy zdieľanie energie.
Ak by existoval jeden ovládač, ktorý by dokázal jednoducho a presne reprodukovať celé spektrum zvuku, nebolo by potrebné používať výhybku. Hlavným dôvodom je, že na pokrytie celého spektra zvuku je zvyčajne potrebných viacero ovládačov. Nie je možné vyrobiť budič schopný produkovať vysoké aj nízke frekvencie súčasne. Rôzne typy ovládačov sú navrhnuté tak, aby dobre fungovali v rôznych rozsahoch. Použitie crossoveru pomáha koordinovať prácu rôznych vodičov.
