ЛЕКЦИЯ 4. Кроссоверы

Кроссовер предназначен для разделения полного спектра звукового сигнала на несколько часотных полос в многопосной системе звуковоспроизведения. Многополосная система звуковоспроизведения состоит из 2, 3, или 4 отдельных усилителей мощности, каждый из которых имеет собственные воспроизводящие акустические системы. Конструкция и исполнение каждого частотного канала многополосной системы звуковоспроизведения рассчитываются на наиболее качественное и эффективное воспроизведение части спектра звукового сигнала соответствующей полосы.

Двухполосная система звуковоспроизведения имеет два частотных канала — канал высоких и низких частот.

Трехполосная система звуковоспроизведения имеет три частотных канала — каналы высоких, средних и низких частот.

Четырехполосная система звуковоспроизведения имеет четыре частотных канала — высоких, средних высоких, средних низких и низких частот.

Граничные частоты отдельных полос выбираются так, чтобы при совмещении отдельных полос получить полный диапазон спектра звукового сигнала без взаимных наложений полос или провалов между ними. Ширина полос может быть различной и определяется номинальным диапазоном частот отдельных каналов системы звуковоспроизведения.

Активные кроссоверы нуждаются в дополнительном источнике питания усилительных цепей активных фильтров, из которых они состоят. Активные фильтры кроссовера позволяют разделять спектр звукового сигнала без потери первоначального уровня этого сигнала, компенсируя эти потери дополнительным усилением. Благодаря этому активные кроссоверы могут применяться для разделения на частотные полосы маломощных сигналов, что позволяет включать их перед усилителями мощности отдельных частотных каналов.

Пассивный кроссовер представляет собой набор разделяющих пассивных фильтров, частоты разделения которых фиксировано согласованы между собой. Чаще всего пассивные кроссоверы встраиваются внутрь многополосной акустической системы. Такие кроссоверы рассчитываются на большой ток и включаются в выходную цепь усилителя мощности, разделяя выходной сигнал усилителя на отдельные частотные полосы внутри акустической сите-мы. В составе главной воспроизводящей системы концертного комплекса пассивные кроссоверы применяются сравнительно редко. Гораздо чаще они применяются в мониторных системах, когда для усиления мониторного сигнала используется один общий мониторный усилитель.

Необходимость применения кроссовера. Все акустические системы многополосной системы звуковоспроизведения являются в той или иной мере специализированными. Они хорошо воспроизводят одни частоты и гораздо хуже или вообще не воспроизводят другие. В большинстве случаев они сконструированы так, что могут качественно воспроизводить звук только тогда, когда в поданном на них сигнале отсутствуют частоты соседних полос. Если какие-либо из частот соседних полос подать на вход специализированной акустической системы, они будут воспроизводиться с сильными искажениями и могут вызвать ее перегрузку.

Акустические системы, состоящие из мощных динамических головок диаметром 18 или 15 дюймов, предназначены для воспроизведения только самых низких частот. Акустические системы, состоящие из динамических головок средней мощности, которые имеют диаметр 12 или 10 дюймов, предназначены для воспроизведения средних низких или средних частот.

Частотная полоса сигнала, подаваемая на тот или иной громкоговоритель, должна в точности соответствовать его рабочему диапазону частот. Чем точнее это соответствие, тем качественнее и чище будет звук, и тем больше общий срок службы громкоговорителя. Нарушение соответствия между частотной полосой воспроизводимого сигнала и рабочим диапазоном частот громкоговорителя может быть чрезвычайно опасным для громкоговорителя и приводить к его разрушению. Например, высокочастотный драйвер, подключенный к выходу усилителя полосы нижних частот, выдерживает мощность низкочастотного сигнала в течение промежутка времени от 1 до 5 секунд. После этого он перегорает. Такая ненадежность драйвера вызвана вовсе не недостатком его конструкции, а тем фактом, что он вообще не рассчитан на работу в канале нижних частот. Правильно настроенный кроссовер позволяет получить предельно качественный звук с максимально возможным для системы уровнем громкости и минимумом искажений, так как, удаляя из сигнала систем все частоты, создающие искажения, кроссовер повышает удельную мощность основных рабочих частот этих систем.