Crossovers e frequências de crossover podem ser uma linguagem intimidatória para o leigo em estéreo. Mas se procura tirar o melhor som do seu sistema, crossovers são inevitáveis.
Crossovers ajudam a separar o fluxo de frequência completo que vai para o seu sistema nas gamas de frequência apropriadas para cada uma das suas colunas. Sem crossovers, os seus tweeters vão tentar expelir o sinal de graves grande, o que não conseguem, e o seu subwoofer vai tentar "tweetar" o extremo agudo, para o qual não foi desenhado.
Se quer som superior, aprender como definir frequência de crossover para colunas é obrigatório.
Embora partes deste artigo possam ficar técnicas, o nome não é. Um crossover é um dispositivo elétrico ou eletrónico que filtra o sinal eletrónico destinado às suas colunas. Como resultado, cada tipo de coluna toca apenas a gama de sons para a qual foi desenhada. Faz o caminho do sinal cruzar de um tweeter para um woofer, ou de um woofer para um subwoofer.
Uma frequência de crossover é o nível de frequência em Hertz definido como corte. Tudo abaixo desta frequência vai para uma coluna de graves, e tudo acima vai para uma coluna de agudos.
Por exemplo, a frequência de crossover padrão recomendada para subwoofer é 80 Hz. Num sentido muito básico, isso significa que quaisquer frequências abaixo de 80 Hz serão tocadas pelo subwoofer. Qualquer coisa acima não será tocada pelo subwoofer.
Quando uma coluna é atingida por uma frequência demasiado baixa para lidar, a coitada ainda tenta. Isso faz com que distorça e soe confusa, e geralmente terrível. No outro extremo, uma coluna grande de graves como woofer ou subwoofer é desenhada para lidar com frequências de médio-grave e graves.
Se enviar sinais de alta frequência para um subwoofer, interferem com os sons graves que deve produzir. Fazendo soar pouco claro e horrível. Não tocaria flauta dentro de uma tuba nem sopraria tuba numa boquilha de flauta e esperaria que soasse bem. Sistemas de colunas sem crossovers são o mesmo.
Crossovers, sejam elétricos ou eletrónicos, funcionam no princípio de filtragem. Não dividem o sinal eletrónico a correr nos fios e enviam um bocado para aqui e um bocado para ali. Em vez disso, trabalham para bloquear ou pelo menos reduzir significativamente partes do sinal a correr para diferentes pontos.
O número 3,5 kHz refere-se a uma frequência de crossover padrão para proteger tweeters dos danos e distorção que frequências mais baixas podem causar. Se instalar um crossover definido a 3,5 kHz, ele filtrará as frequências abaixo desse nível para que apenas frequências mais altas cheguem ao seu tweeter.
Faz isso reduzindo a força do sinal nas frequências mais baixas. Estes filtros usam -3 dB como padrão no ponto de frequência de corte. A partir daí, aumentam o número de decibéis removidos de acordo com a inclinação do crossover, que explicarei depois, até serem essencialmente inaudíveis e terem pouco ou nenhum efeito na coluna.
Como veremos depois, não o fazem perfeitamente, e diferentes crossovers têm diferentes níveis de eficácia.
Já que o título deste artigo é "Como Definir Frequência de Crossover para Colunas", é hora de chegar a esta parte.
A maioria dos sistemas estéreo tem três tipos de cones de coluna – tweeters, woofers e subwoofers. Estes representam o extremo agudo, médio e grave do seu perfil sonoro. Mas tenho a certeza que já sabe isso.
No entanto, o que precisa de fazer ao definir frequências de crossover é selecionar dois pontos, ou dois cortes de frequência, se preferir. Isso separa então o sinal eletrónico em três gamas distintas.
Filtro passa-baixas: 80 Hz (até 100 Hz)
Filtro passa-altas: *3.500 Hz (até 3.000 Hz)
*Esse número de passa-altas deve-lhe parecer familiar. Antes usei 3,5 kHz como exemplo. Bem, o "k" em kHz significa "kilo", que quer dizer mil, e é usado em todas as medições métricas (quilómetro, quilograma, até kilobyte). Então, 3,5 kHz é o mesmo que 3.500 Hz.
A audição humana deteta sons em frequências tão baixas como 20 Hz e tão altas como 20.000 Hz. Claro que isso depende da pessoa, idade e capacidade auditiva específica. Qualquer coisa abaixo de 20 Hz está no reino do infrassom de elefantes, e qualquer coisa acima de 20.000 Hz entra na gama de apitos para cães.
Então, aqui está como as frequências de crossover dividem um sinal de áudio. Com o passa-baixas a 80 Hz e passa-altas a 3.500 Hz, as colunas assumem as seguintes gamas:
Qualquer coisa mais baixa ou mais alta no sinal será tecnicamente ainda direcionada ao subwoofer e tweeter, respectivamente, mas não ouvirá nada. O seu cão ou elefante de estimação pode, porém.
Agora que sabemos o que são frequências de crossover e os valores padrão para os quais são normalmente definidos, é hora de falar sobre como escolher e instalar crossovers no seu sistema.
Existem comumente três tipos de crossovers usados em sistemas estéreo domésticos e de carro. Incluem crossovers ativos, crossovers passivos de componente e crossovers em linha. Quero explicar estes em detalhe porque entender as diferenças ajudá-lo-á a escolher o melhor para o seu sistema.
Tal como o nome sugere, crossovers ativos precisam de ser ativamente alimentados, normalmente através de 12V DC. Ou através de ligação elétrica ou pilhas e também precisam de ser aterrados. Isso torna a instalação mais difícil. Embora possa ser inconveniente, os positivos dos crossovers ativos geralmente superam os negativos por muito.
Crossovers ativos precisam de potência para funcionar porque são dispositivos eletrónicos que filtram sinais elétricos através do uso de capacitores e resistores variáveis. São ligados ao seu sistema entre o receptor e o amplificador para que lidem apenas com sinais de baixa potência.
Ao filtrar estes sinais antes da amplificação, não precisa de desperdiçar potência amplificando sinais para depois os bloquear.
Crossovers ativos tipicamente usam entradas RCA. Dividem o seu sinal em dois pares de saídas RCA esquerda e direita, que depois vão para o amplificador e para as colunas individuais.
Um crossover ativo incluirá um filtro passa-baixas para manter o som de graves puro e limpo do seu subwoofer, e um filtro passa-altas para garantir que médios causadores de distorção não chegam aos seus tweeters.
Podem também incluir filtro passa-faixa, que corta tanto graves como agudos e isola as frequências que vão para o seu conjunto de colunas principal (especialmente em sistemas de som de carro).
A maioria dos crossovers ativos dá-lhe controlos de volume em cada um dos canais a passar por eles. Alguns até permitem definir equalização, permitindo ajustar a sua paisagem sonora geral. E, claro, permitem definir as suas frequências de crossover nos pontos exatos que soam melhor no seu sistema.
Mesmo sendo mais caros, por todas estas razões, ainda recomendo crossovers ativos para a maioria dos estéreos desde que alimentá-los seja uma opção. Aqui estão algumas excelentes opções de crossover.
Um crossover ativo acessível com dois filtros produzindo três canais de saída. Este dispositivo também inclui controlos de nível, controlo de mudança de fase, inclinação de crossover selecionável, e boost de graves que tira o máximo do seu subwoofer.
É um crossover de gama média com filtragem 4-vias ideal para sistemas de som de carro. Pode definir as suas frequências de crossover para atingir canais alto, alto-médio, baixo-médio e baixo para maior precisão. Inclui também boost de graves estrondoso no canal de subwoofer para fazer o seu veículo tremer e abanar se for isso que quer.
Na mesma gama do PRV Audio, este crossover dá três canais de saída. Também possui controlo de nível para o seu subwoofer e boost de graves até uns impressionantes +16 decibéis.
Crossovers passivos, por outro lado, são talvez mais convenientes. Isso porque não precisam de ser alimentados e são componentes elétricos simples. Usam indutores e capacitores para filtrar frequências indesejadas e são tecnologia bastante básica.
É isto que vai encontrar integrado em colunas de estante e de chão de 2 e 3 vias. Crossovers passivos de componente são instalados após o amplificador nas linhas das colunas.
Com um crossover de componente de 2 vias como o Audiopipe CRX-203s, o seu sinal é dividido em agudos para os tweeters e graves para os woofers. Adicionalmente, com crossover de 3 vias como o CRX-303s, obtém três gamas de saída para subwoofer, woofers e tweeters. A frequência de crossover é geralmente predefinida, o que tira algum controlo das suas mãos.
O outro grande lado negativo dos crossovers passivos de componente é que são ligados após o amplificador. Significa que precisa de usar potência para amplificar os sinais só para depois filtrar grande parte desse sinal.
Isso desperdiça potência em calor e também reduz o potencial de potência global do seu sistema. Por outro lado, estes crossovers são baratos, incrivelmente fáceis de instalar, e não precisam de potência para funcionar.
A terceira opção para crossovers são crossovers em linha. O nome vem do posicionamento no seu sistema. Estas unidades de crossover são colocadas entre o seu receptor e o amplificador da mesma forma que componentes ativos.
Devido à colocação antes do amplificador, trabalham com sinais de baixa potência. Isso ajuda a resolver o problema de desperdiçar potência em calor que encontra com crossovers de componente.
No entanto, a principal diferença entre crossovers em linha e ativos é que os em linha são muito básicos, e as suas frequências de crossover são predefinidas. Isso dá menos controlo sobre o seu perfil sonoro, mas torna-os baratos e fáceis de instalar.
Geralmente, crossovers em linha são RCA entrada e saída e ligam do seu receptor diretamente ao amplificador. Basta olhar para a frequência de crossover predefinida que quer. E depois selecionar passa-altas (significando que tudo mais baixo será filtrado) ou passa-baixas (significando que tudo mais alto é filtrado).
Exemplos incluem FMOD 70 Hz Low Pass Crossovers do Laboratório Harrison, que isolam apenas o sinal abaixo de 70 Hz, ou os FMOD 100 Hz High Pass Crossovers, que deixam passar apenas sinais acima de 100 Hz.
São dispositivos simples e acessíveis de ficha RCA usados extensivamente em sistemas de som de carro. Além disso, vêm com múltiplos drivers de tamanhos diferentes.
Mais uma coisa que não mencionei ainda é inclinação de crossover. Pense num diagrama a mostrar volume (eixo y) sobre frequência (eixo x). Gostaria de ver uma linha nivelada num lado de uma frequência de crossover e uma queda bem acentuada até zero do outro lado.
Esta é a inclinação do crossover, e mede quão eficaz um crossover é a filtrar frequências indesejadas. Então, pode esperar uma inclinação muito acentuada ser melhor, e em geral tem razão. Mas pode safar-se com inclinação menos acentuada em filtros passa-altas do que em passa-baixas.
Inclinação é medida por quantos decibéis o som cai numa oitava. Geralmente vai encontrar crossovers com inclinações de -6 dB, -12 dB e -18 dB. Indo de tweeters para woofers, -6 dB é geralmente ok, embora -12 dB seja padrão. Para subwoofers, -12 ou -18 dB produzirão os sons de graves mais limpos e puros e evitarão lamaçal.
Se quer aprofundar o design e planeamento de um ótimo sistema de som, recomendo Loudspeaker Design Cookbook de Vance Dickason. Ele entra em tudo o que precisa saber sobre como definir frequência de crossover para colunas. Desde seleção de colunas a colocação a instalação de crossover e seleção de frequência e muito mais.
Podemos ajudar com isso. Confira as nossas análises aprofundadas das Melhores Colunas Ativas, Melhores Colunas de Estante Abaixo de $200, Melhores Colunas de Chão, Melhores Colunas JBL de Chão, Melhores Subwoofers para Música, e Melhores Subwoofers Embutidos na Parede que pode comprar em 2022.
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Vimos o que crossovers fazem e os diferentes tipos que pode incorporar no seu sistema de som de carro ou casa. Também discuti o que são frequências de crossover e quais são as frequências mais padrão para escolher.
No entanto, agora que sabe o que definir frequência de crossover faz, pode experimentar com o seu sistema. Isso permitir-lhe-á encontrar os melhores pontos para as suas colunas usando crossovers ativos, passivos ou em linha.
Ao limitar o sinal às frequências certas, pode tirar o máximo de cada coluna no seu sistema estéreo. Os seus tweeters vão brilhar, os woofers vão soar cheios e claros, e o seu subwoofer terá o tom de graves mais puro e forte possível. Tudo estará perfeitamente afinado e a funcionar no seu melhor, graças a crossovers e um pouco de paciência.
Boa sorte, e boas audições.
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