Crossovers são incríveis para obter melhor som até de colunas baratas. Mas o que são crossovers, como são úteis e quais são as melhores definições de crossover para áudio automóvel?
Neste artigo vou mostrar-lhe como definir frequências de crossover para o seu sistema de áudio automóvel junto com outra informação útil:
...e muito mais também. Há muito para cobrir, então vamos começar!
As pessoas tendem a falar de crossovers como se eles bloqueassem totalmente sons que não quer que vão para as suas colunas. Embora meio que façam, na realidade, crossovers são filtros que reduzem muito a quantidade de frequências de som indesejadas enviadas para as colunas.
Crossovers são muito importantes para áudio automóvel pois ajudam-nos a lidar com as caixas pobres em que são usadas junto com as fraquezas que colunas pequenas têm. Alguns dos tamanhos de colunas mais comuns instalados de fábrica ou vendidos para aftermarket como 3.5", 4" e 5.25" podem ser terríveis para tocar baixo, resultando em mau som e distorção feia.
Para piorar, colunas em carros, camiões e até barcos são frequentemente montadas em áreas onde é impossível obter bom som porque vazam ar e não formam boa caixa para entregar som corretamente ao contrário de caixas de colunas de estéreo doméstico. Isso significa que vazam ar mal e podem fazer "bottom out" facilmente se alimentadas com força com sons de baixo, por exemplo.
Uma razão pela qual crossovers são tão úteis aí é que podemos usá-los para bloquear frequências áudio terríveis que normalmente causariam estes problemas e outros também.
Quando pensamos em sinais musicais, nem sempre percebemos as coisas importantes a acontecer nos bastidores. Na verdade, quase nunca vai encontrar um sistema de colunas com bom som que não esteja a usar um ou mais tipos de crossovers; é assim que são importantes para um som excelente.
Um crossover (crossover áudio) é um circuito de componente elétrico ou eletrónico composto por peças que reagem a certas frequências e projetado para eliminar gamas de som indesejadas de chegar às colunas.
Crossovers permitem uma gama desejada de som passar inalterada e bloqueiam efetivamente gamas de som além de um limite chamado frequência de corte.
Um circuito de crossover pode ser usado para apenas um único canal de coluna ou combinado com outro para separar e direcionar som às melhores colunas adequadas para o produzir. Em áudio automóvel, os crossovers de colunas mais comuns são usados em colunas coaxiais 2-way e component.
Crossovers de coluna simples também podem ser adicionados em linha com colunas para bloquear baixo de gama baixa também.
Existem 3 tipos de crossovers:
Exemplo de crossover eletrónico (ativo) 2-way externo (add-on). São basicamente o mesmo que os crossovers eletrónicos incorporados em muitos amplificadores que pode comprar hoje. Alguns oferecem mais algumas opções, mas ao contrário de anos passados, são cada vez menos importantes hoje em dia. A maioria dos amplificadores hoje já inclui o que vai precisar.
Crossovers ativos usam componentes elétricos como chips baseados em transístores chamados op-amps (amplificadores operacionais) para se comportarem da mesma forma que os seus homólogos de crossover de coluna muito maiores e muito menos eficientes.
Oferecem muitos benefícios (especialmente o seu tamanho compacto) e podem ser projetados para permitir escolher entre usar nenhum crossover, high-pass ou low-pass facilmente. Ao contrário de crossovers passivos, eles exigem alimentação para funcionar e alterar o sinal, daí o nome "ativo".
Crossovers ativos funcionam com sinal de nível de linha (RCA) quer antes das entradas RCA de um amplificador (em crossovers externos add-on que pode comprar) ou dentro do amplificador. A saída de sinal de um crossover eletrónico tem de ser amplificada, ao contrário de crossovers de coluna (passivos) que liga entre amplificador e colunas.
"Passivos" crossovers são aqueles que usam indutores e capacitores, sem fonte de alimentação, para filtrar sons que não quer que cheguem às colunas. São geralmente usados para colunas menores como com tweeters, colunas coaxiais 2-way e sistemas de colunas component porque são relativamente acessíveis nessas situações.
Crossovers passivos não são usados para bloquear médios e agudos ("highs") de subwoofers porque o tamanho dos indutores necessários seria realmente grande — e caro também! São também muito menos eficientes que os eletrónicos nesse caso.
Essa é uma razão pela qual os crossovers low-pass de subwoofer incorporados em amplificadores são tão bons.
Equalizadores e crossovers baseados em software usam rotinas de software avançadas para alterar som no "domínio digital". Isso significa que podem alterar o som (ou filtrá-lo, como crossovers fazem) trabalhando apenas com o sinal musical digital. Isso torna-os mais complicados mas poupa espaço e dinheiro pois reduz tamanho e eletrónica necessária.
Este tipo é implementado no código de software de receptores de home theater, unidades principais de auto-rádio ou processadores de áudio digital. Crossovers baseados em software geralmente funcionam implementando funções baseadas em matemática que alteram a saída de sinal baseada na sua frequência.
É um tópico realmente complicado, mas os conceitos básicos não são difíceis de entender. Ao usar fórmulas especiais, não só diferentes tipos de crossovers mas também equalizadores podem ser implementados e operar no sinal musical quando representado como número digital binário.
Esta é uma característica de poupança de custo e espaço pois há poucos, ou nenhum, peças necessárias para fazer funcionar. No entanto, geralmente requer microprocessadores mais especializados ou chips de processador de sinal digital (DSP) para o fazer.
Dentro da gama de som que os seus ouvidos conseguem ouvir, para a maioria dos casos, frequências de crossover tipicamente caem numa pequena gama que provavelmente vai usar para tweeters (high-pass), colunas full range (high-pass) e subwoofers (low-pass).
A verdade é que não há um conjunto "perfeito" de frequências de crossover que funcione para cada coluna em cada veículo. Isso é basicamente impossível porque quase todos estão a usar colunas diferentes, configuração diferente, etc.
No entanto, aqui estão algumas das frequências mais comuns que funcionam bem em muitos casos.
| Tipo de Coluna/Sistema | Freq. Crossover e Tipo | Notas |
|---|---|---|
| Subwoofers | 70-80 Hz (low pass) | Boa gama de frequência low-pass para baixo de subwoofer e bloqueio de sons de médios. Melhor para som de baixo puro e limpo que "bate". |
| Colunas principais (full range) de carro | 56-60Hz (high pass) | Bloqueia baixo de gama baixa que causa distorção ou colunas a "bottom out". Ótimo compromisso entre som full-range e capacidade de médios/baixo. |
| Tweeters ou colunas 2-way | 3-3.5KHz (high pass, ou high/low-pass) | A maioria dos crossovers 2-way ou 1-way (tweeter) usam frequência perto desta pois a maioria dos tweeters não aguenta sons abaixo desta gama. O mesmo para woofers acima desta gama. |
| Midrange/woofer | 1K-3.5KHz (low pass) | Woofers e muitos midrange não funcionam bem acima desta gama geral. São maus para agudos e tweeter deve ser adicionado. |
| Sistema 3-way | 500Hz e 3.5KHz (pontos crossover woofer/tweeter) | Similar a sistemas 2-way a freq. superior seria a mesma. Drivers midrange num sistema 3-way frequentemente não funcionam bem abaixo de 500Hz ou 250Hz em muitos casos. |
A maioria das pessoas tipicamente usa um amplificador de carro para um de alguns sistemas básicos:
Para casos #1 e 2, se o seu amplificador tem opção de crossover incorporada, pode usar o crossover high pass para bloquear baixo de gama baixa que colunas pequenas simplesmente não conseguem produzir bem, ou nada. O resultado final é que vai conseguir alimentar as suas colunas principais com mais volume e menor distorção.
Só queremos bloquear aquela certa gama de baixo que subwoofers podem lidar. Não queremos bloquear baixo encontrado na gama baixa de médios como dos vocais na música (por exemplo, around 100-120Hz). 60 a 70Hz são frequências de crossover bastante comuns que geralmente funcionam bem.
Para amplificadores com crossovers ajustáveis, use os seguintes passos:
Nota: Nem todos os amplificadores oferecem controlo ajustável. Alguns (especialmente modelos ultra-compactos) usam frequências fixas e interruptores apenas. Nesse caso, tente usar a posição do interruptor mais próxima da gama de frequência high pass 60-70Hz.
Similarmente, faça o seguinte para ajustar a frequência e crossover do subwoofer:
DICA: Com potência decente e boa caixa de coluna corretamente combinada com o sub, deveria ter baixo limpo e puro neste ponto.
No entanto, vi muitos casos onde subwoofer instalado no tipo errado de caixa de subwoofer produz som fraco e mau. Um crossover não pode corrigir esse problema.
Em alguns casos, vai poder escolher entre vários slopes de crossover (a inclinação do corte) no seu amplificador ou outros componentes. Como mencionei anteriormente, o slope quão eficaz um crossover é a permitir menos sons indesejados chegarem às suas colunas, com números mais altos sendo mais eficazes.
E como mencionei anteriormente, -12dB por oitava ("-12dB/octave") é muito comum em áudio automóvel. Embora possa parecer que a regra "mais é melhor" se aplica aqui, a verdade é que na maioria das vezes uma inclinação de crossover de 12dB ou 18dB/octave é tudo o que vai precisar.
Alguns amplificadores, unidades principais e processadores/equalizadores digitais para áudio automóvel oferecem mais opções de crossover para pessoas que querem controlo avançado — especialmente se estiver a trabalhar num sistema de som high-end. Por exemplo, ao fazer bi-amping de colunas (usando crossover eletrónico e canais de amplificador separados para tweeter, coluna midrange, etc.), pode tirar vantagem do comportamento natural de cada coluna e obter controlo super-detalhado sobre os sinais que envia para elas.
Isso é um tópico muito mais avançado e vale o seu próprio artigo, a propósito.
No entanto, aqui estão as regras básicas para slopes de crossover que funcionarão para 90% das pessoas:
Na maioria das vezes, o objetivo principal é ter o mesmo corte na mesma frequência. O objetivo, em condições perfeitas, é que as colunas combinem perfeitamente para que não haja muita sobreposição no seu som nem lacunas no som.
No entanto, é definitivamente muito mais difícil no mundo real. Na minha experiência, no entanto, 12dB/octave funciona bem e é eficaz o suficiente para fazer grande diferença em como o seu sistema soa.
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