Качественная работа громкоговорителя возможна только в пределах его рабочего диапазона частот.

По этой причине подключение и настройку кроссовера, а также коммутацию усилителей и акустических систем, нужно производить предельно внимательно и осторожно. Грубая неточность, допущенная во время настройки или коммутации, может привести к выходу из строя всей системы звуковоспроизведения и срыву выступления.

Правильно настроенный кроссовер позволяет получить предельно качественный звук с максимально возможным для системы уровнем громкости и минимумом искажений, т.к., удаляя из сигнала систем все частоты, создающие искажения, кроссовер повышает удельную мощность основных рабочих частот этих систем.

ГРАНИЧНАЯ ЧАСТОТА И КРУТИЗНА СПАДА

При настройке кроссовера необходимо учитывать, что граничная частота любой из его полос не является границей в точном значении этого слова, а лишь некоторой крайней частотой, с которой начинается ослабление сигнала. Например, если граничной частотой кроссовера является частота в 1000 Гц, то спектральные составляющие выделяемого кроссовером сигнала, которые имеют частоты, близкие к 1000 Гц, ослабляться почти не будут. Если мы пытаемся выделить кроссовером частоты, лежащие ниже 1000 Гц, то спектральные составляющие выделяемого сигнала, имеющие частоты выше 1000 Гц, не исчезнут полностью, а будут ослабляться в определенной пропорции, называемой крутизной спада частотного канала кроссовера. Эта крутизна спада измеряется в единицах дБ на октаву. Например, крутизна спада 12, 18 или 24 дБ на октаву означает степень ослабления уровня спектральных составляющих выделяемого сигнала в каждой октаве, лежащей выше или ниже граничной частоты, соответственно на 12, 18 или 24 дБ.

Чем выше крутизна спада каналов кроссовера, тем эффективнее частотное разделение, тем чище звук, создаваемый всей системой звуковоспроизведения. Кроссовер, имеющий крутизну спада 24 дБ на октаву, будет производить в 2 раза более эффективное частотное разделение, чем кроссовер с частотой среза 12 дБ на октаву.

Крутизну частотного спада, производимого кроссовером, иногда характеризуют величиной порядка его фильтров. Фильтр первого порядка имеет частоту спада 6 дБ на октаву, и каждый следующий порядок будет добавлять в величину крутизны спада еще по 6 дБ. Т.о., порядок фильтра, крутизна спада которого составляет 24 дБ на октаву, равен 4.

Выбор кроссовера

Различные модели кроссоверов могут иметь самую разную степень сложности, обуславливающую их возможности. В простейшем случае активный кроссовер позволяет производить лишь балансировку уровней выходных сигналов частотных каналов. Это балансировка производится в диапазоне как минимум +- 6 дБ и предназначается для компенсации разницы чувствительности усилителей мощности частотных каналов.

В отличие от активного кроссовера пассивный кроссовер не позволяет усиливать сигнал, поэтому амплитуды выходных сигналов его частотных каналов всегда меньше амплитуды входного сигнала и составляет около 75%, т.к. часть энергии звукового сигнала поглощается емкостями и индуктивностями, из которых состоит пассивный кроссовер.

Для того, чтобы обеспечить точную настройку мощной многополосной системы, необходим активный кроссовер, но в тех случаях, когда вы испытываете недостаток усилителей мощности или может обойтись одним усилителем, лучше применять пассивные кроссоверы.

Дополнительные функции кроссоверов

Иногда для воспроизведения самых низких частот звуковых сигналов применяют специальные рупорные низкочастотные акустические системы. Длина этих рупоров может превышать 2, 5 метра. В таком рупоре может создаваться весьма ощутимое запаздывание сигнала, которое приводит к несовпадению фаз сигналов, излучаемых акустическими системами разных полос. Особенно сильно на качестве звучания сказывается несовпадение фаз сигналов в области границы между отдельными полосами. Для компенсации этой разницы в некоторые Кроссоверы встраиваются специальные линии задержки, задерживающие на требуемое время фазы средних и высоких частот.

Некоторые кроссоверы могут иметь встроенные лимитеры или ограничители уровня, предназначенные для предохранения усилителей и акустических систем от случайных скачков уровней входного сигнала. В кроссоверах, имеющих лимитеры, всегда предусматривается возможность подстройки уровня ограничения, благодаря чему такой кроссовер можно согласовать с усилителями разной мощности и различными наборами акустических систем. Т.к. кроссовер обычно используется в системе звуковоспроизведения, состав которой меняется не так часто, то подстройку уровня ограничения производят только при согласовании концертного комплекса. Поэтому регуляторы подстройки уровня ограничения обычно располагают в каком-либо труднодоступном месте кроссовера.

Процессоры управления систем звуковоспроизведения

Процессоры управления систем звуковоспроизведения – это достаточно сложные устройства, представляющие собой комбинацию различных систем кроссоверов, эквалайзеров, лимитеров, линий задержки и устройств управления параметрами сигналов системы звуковоспроизведения. Они могут иметь самое различное исполнение и возможности. Тем не менее, все эти процессоры предназначены для решения одной задачи – повышения максимальной отдачи системы звуковоспроизведения при минимальном риске повреждения.

Процессоры управления систем звуковоспроизведения содержат множество блоков автоматизированного управления и коррекции характеристик сигнала, чутко реагирующих на всевозможные ошибки, которые могут представлять опасность для системы звуковоспроизведения. Например, одним из таких устройств является пороговый управляемый фильтр. Если на вход такого фильтра попадает резкий бросок уровня, фильтр сдвигает все частотные полосы многополосной системы воспроизведения в область более высоких частот, благодаря чему мощность, излучаемая акустическими системами, понижается. После того, как бросок уровня прекратится, фильтр возвращает граничные частоты полос в прежнее положение. Временное ослабление мощности системы звуковоспроизведения, выполненное таким образом, гораздо менее заметно на слух, чем обычное ослабление уровня, производимое лимитером.

Большинство процессоров управления системами звуковоспроизведения используют для анализа выходные сигналы усилителей мощности отдельных полос, производя коррекцию раздельно в каждой из этих полос. Эти сигналы подаются на анализирующие входы процессора непосредственно с выхода усилителей мощности. Такое подключение позволяет процессору получать наиболее достоверную информацию о состоянии выходов усилителей и точно реагировать на любое изменение тока акустических воспроизводящих систем. Если по какой-либо причине этот ток превысит предельное значение, процессор управления моментально произведет ограничение сигнала. Это ограничение может состоять из нескольких ступеней. При многоступенчатом ограничении во время небольшого превышения мощности выходного сигнала, вызванного, например, самовозбуждением, включается мягкое ограничение выходного сигнала процессора, немного ослабляющее возрастание выходной мощности усилителя, а если дальнейшее повышение мощности выходного сигнала все-таки достигнет опасного предела, процессор управления переходит в режим жесткого ограничения и строго ограничивает или даже уменьшает уровень выходного сигнала усилителя, предохраняя систему звуковоспроизведения от разрушения.

Для того, чтобы выходной сигнал системы звуковоспроизведения ни при каких условиях не мог превзойти предельно допустимого уровня, необходимо применять жесткое ограничение предельной выходной мощности системы звуковоспроизведения.