Vyhýbky a crossovery

By | 16 prosince, 2002

Rozdíl mezi výhybkou a crossoverem, proč je to či ono lepší.

Výhybky a crossovery slouží k dělení signálu dle kmitočtu pro jednotlivé reproduktory tak, aby reproduktor „dostal“ pouze frekvence, které je schopen účinně vyzářit. Pokud bychom jej zatěžovali nesmyslnou frekvencí, kterou však je schopen vyzářit (až se člověk někdy diví co všechno jde) docházelo by k výraznému nárůstu zkreslení, poklesu akustického tlaku a v případě najhorším ke zničení reproduktorů.
Výhybky jsou vždy konstruovány jako pasivní a slouží k rozdělění signálu za zesilovačem, CR mohou být buď pasivní (signál na výstupu je vždy slabší než na vstupu) nebo aktivní ( obsahují aktivní prvky – tranzistory, OZ – tzn. mají zisk většinou 1) a rozdělují signál před zesilovačem. Pasivní CR se navrhují pomocí obvodů RCL (v podstatě klasická syntéza) což však vyžaduje značné množství indukčností (cívek). Převažují aktivní CR s použitím RC filtrů.
Důležitá je vždy strmost výhybky (CR). Udává se v dB/okt, tzn. o kolik je signál utlumen na každou další oktávu vůči dělící frekvenci.
strmost 6dB/okt – filtr I řádu
strmost 12dB/okt – filtr II řádu
strmost 18dB/okt – filtr III řádu
strmost 24dB/okt – filtr IV řádu
strmost 30dB/okt – filtr V řádu
V opodstatněných případech se používají i strmější, avšak pro jejich složitost nemá výzmam se jimi hlouběji zabývat.
Ať používáte cokoliv, je velmi vhodné mít svůj systém koncipován tak, aby nevznikaly žádné „díry“ neboli místa, na které se ve slyšitelném spektru cca 40Hz – 16 000 Hz“zapomělo“ (hifista teď pláče, ale málokterý PA hraje přes 18 000 Hz a pod 20Hz, optimální by bylo 15Hz – 22000 Hz ale to je většínou sci-fi). Teorie ono si to nějak pomůže aneb naco středy či pomůžeme tomu na equalizeru je dosti nesmyslná. EQ v žádném případě nemá sloužit k dohnání chyb beden!!!!!!

Výhybky:
Jsou nejčastěji dvou nebo tří pásmové se strmostí 6,12 nebo 18 dB/okt. Teorie návrhu kvalitní výhybky by vydala za docela rozsáhlou publikaci, pro vážné zájemce vychází v časopise Praktická Elektronika celostránkový článek RnDr. Bohumila Sýkory – stavíme reproduktorové soustavy (v čísle 9/2000 je jeho 36 díl a myslím, že se již pomalu začal blížit polovině).

Výhody:
Nepotřebujeme žádné další zesilovače ani bedny
nevznikají výrazné fázové chyby.
„jednoduše“ realizovatelné, i s minimem lze spáchat pozoruhodné věci

Nevýhody:
Nevhodné pro výkony nad 200W, i když jsou výrobci, kteří tvrdí, že jejich výhybky snesou 500W, nabízím jednoduchý výpočet: pro výkon cca 200W potřebujete zhruba 50V a 4A na výstupu zesilovače.Kondenzátory které spolehlivě vydrží tyto parametry jsou drahé, takže se různě nahrazují a tím klesá spolehlivost .
Nutná kompenzace citlivosti a impedance a kmitočtové charakteristiky reproduktorů, což opět zapojení zesložiťuje.

CROSSOVERy :
Dělí signál na X pásem, nejčastěji dvou nebo tří pásmové. S výhodou se používají přeladitelné, kde lze potenciometrem plynule nastavovat dělící frekvenci. Strmosti nejčastěji 12, 18 nebo 24 dB/oktávu. Zde platí čím větší strmost tím lépe, protože se eliminuje možnost fázového posunu. U přeladitelných narážíme na nedostatek kvalitních vícenásobných potenciometrů. Pro dvoupásmové tj. basy + zbytek světa stačí strmost 12dB/okt, čím vyšší kmitočet dělíme, tím je vhodnější použití vyšší strmosti, protože reproduktory nejsou zatěžovány spektrem, které nejsou schopny vyzářit.( Pokud máte stmost 12dB/okt. a teoretický výkon 800W při kmitočtu 8 000 Hz,pak na frekvenci 4 000 Hz máte ještě výkon 50 W což je docela hodně, při strmosti 24dB/okt pouze 3,12W). pozn. decibel je logaritmická veličina, z toho plyne, že pokud chceme zvýšit hluk v místnosti o 3dB, potřebujeme k tomu dvojnásobný výkon zesilovače.

Výhody:
Možnost použití relativně rozdílných reproduktorů z hlediska citlivosti
Použití pro velké výkony a PA systémy.
Dosažení subjektivně vyššího výkonu. Zesilovač 500W s pasivní výhybkou hraje při stejné citlivost reproduktorů tiššeji než aktivně dělený systém 300Wbas+ 200W zbytek. Na tomto efektu má svůj podíl také větší činná plocha reproduktorů. Pokud použijete aktivní systém, zjistíte, že zesilovač hrající basy může být výrazně přebuzen, aniž by to bylo znatelně slyšet. Je to dáno tím, že dochází nejprve ke zkreslení basů, protože basová složka tvoří až 60 -70% výkonu, což však u pasivního dělení ovlivňuje i zkreslení v pásmech, kde je ucho znatelně citlivější vůči zkreslení.

Nevýhody:
Vznik fázových chyb
Nutnost použití více zesilovačů a reproduktorů = vyšší pořizovací náklady, více práce.
Vzhledem k tomu, že v součastné době většina výrobců zesilovačů poddimenzovává zdroje (menší trafo je lehčí a levnější a menší) , je výhodné při použití dvoupásmového crossoveru využívat jeden kanál zesilovače na basy a druhý na středovýšky (předpoklad: zesilovač má jeden zdroj pro oba dva kanály).Bas má charakteristiku pulsů, kdežto středovýškový signál je spíše trvalého zatížení, dochází k lepšímu využití zdroje. Napěťový deficit vznikající při basovém pulsu je vykryt kondenzátory.

Napsat komentář