Na kaj naj nastavim visokoprepustni filter?

Želite boljši zvok? Uporaba visokofrekvenčnega filtra je odličen način za boljšo kakovost zvoka in zmogljivost celo poceni zvočnikov.

V tem članku vam bom povedal, kaj morate vedeti, poleg tega se boste naučili osnov križanj in zakaj so pomembni.

Kaj je nizkopasovni (LPF) ali visokoprepustni (HPF) filter?

Razlike med visokoprepustnim in nizkoprepustnim filtrom

Visokoprepustni filter (HPF) deluje tako, da blokira neželene frekvence v izhodu zvočnega signala (nizkofrekvenčni zvoki) spodaj križišče od dosega zvočnika. Vse nad točko križišča bo dovoljeno prehajati.

Podobno nizkoprepustni filter (LPF) blokira visokofrekvenčne zvoke zgoraj mejna frekvenca. Nizkoprepustna kretnica se običajno uporablja za nizkotonske zvočnike, vendar se lahko uporablja tudi z nastavitvijo višje frekvence za nastavitve dvosmernih zvočnikov, da blokira visoke tone nizkotonca ali tudi kot del 3-steznega sistema.

To velja za kretnice, vgrajene v domači sprejemnik, domači ali avtomobilski ojačevalnik ali sodoben avtoradio. Zvočniške kretnice naredijo isto, vendar za to uporabljajo kondenzatorje in induktorje namesto elektronskih vezij.

Opomba: Včasih boste besedo »crossover« zapisali kot »Xover« kot krajšo različico imena.

Kdaj naj uporabim visokofrekvenčni filter?

V nekaterih primerih so visokofrekvenčni filtri zelo koristni, v drugih pa bolj kot možnost »lepo imeti« – odvisno od vašega sistema zvočnikov.

V bistvu bi morali uporabiti visokofrekvenčni filter, ko:

• Uporabljate visokotonce brez kretnice ali priloženi križanec ni dovolj dober (za več informacij si oglejte razdelek o nagibu križišča spodaj).
• V avtomobilskem avdio sistemu, kjer bi radi več glasnosti in jasnosti majhnih zvočnikov, ki preprečujejo popačenje in "izgubljanje dna" zaradi močnih nizkih tonov, ki jih ne morejo dobro proizvesti.
• Za domači zvočni sistem, kjer uporabljate nizkotonec in bi radi preprečili preglasne nizke tone. To je koristno pri uporabi globokotonskega zvočnika poleg glavnih zvočnikov, da preprečite preveč nizkih tonov.
• Bi-amping:odstranitev pasivne kretnice (križnice zvočnikov) za pogon zvočnikov neposredno iz kanalov ojačevalnika, en zvočnik na kanal.
• Preprečevanje nizkih tonov, da bi dosegli majhne ali zadnje prostorske domače stereo zvočnike, ki ne morejo proizvesti globokih nizkih tonov.

Ko gre za visokotonce, je še posebej pomembno preprečiti, da bi jih poganjali z nizkimi nizkimi frekvencami. Podobno lahko rečemo tudi za številne vrste srednjetonskih zvočnikov. Ne prenesejo frekvenčnega obsega nekaterih glasbenih vsebin, kot so basovske note.

Povzroča izkrivljanje in jih lahko celo trajno poškoduje, če ga vozite dovolj močno. Nizke frekvence zahtevajo velik zvočniški stožec za ustvarjanje takšnega obsega zvoka, ki ni mogoč z majhnim stožcem ali kupolo, ki jo imata.

Na kaj naj nastavim visokoprepustni filter?

Sprva je lahko zmedeno, a ko pridobite nekaj izkušenj z zvočniki, postane malo lažje, hvala bogu! V spodnjih razdelkih bom poenostavil frekvenco HPF, ki bi jo morali uporabiti za vsak primer, in podal nekaj opomb, ki bodo pomagale razložiti zakaj pomembno je.

1. Priporočila proizvajalca zvočnikov

Proizvajalci pogosto vključijo specifikacije, ki vam povedo mejno frekvenco, ki jo morate uporabiti. Včasih je to jasno navedeno kot priporočena mejna vrednost, drugič pa boste morali temeljiti na informacijah o frekvenčnem odzivu zvočnika. Na zgornji sliki lahko na primer vidimo, da ima visokotonec uporabno frekvenčno območje 3,5 kiloherca (kHz) in več.

Če nobeno ni navedeno, lahko uporabite spodnje tabele. Dobra novica je, da je običajno nekaj informacije, ki vam povedo območje frekvenčnega odziva zvočnika, po katerem lahko nastavite visokofrekvenčni filter.

2. Frekvenčna tabela visokoprepustnega križanja domačega zvoka

Vrsta/sistem zvočnikov	Križna frekvenca
Sprednji zvočniki glavnega/stolpnega tipa (majhni)	60 do 80 Hz visokoprepustni. Najbolje deluje z nizkotoncem kot dopolnitvijo.
Sprednji zvočniki tipa glavni/stolp (veliki)	60–80Hz visokoprepustni.
Osrednji ali prostorski zvok (majhen)	Visokoprepustnost 100–120Hz. Te vrste zvočnikov so zelo slabe za nizke tone in jih je mogoče zlahka popačiti.
Osrednji ali prostorski zvok (srednje/veliko)	60-80Hz visokoprepustni. Večina sredinskih zvočnikov ni zasnovana za ustvarjanje nizkih tonov.
Stenski ali mini satelitski zvočniki	100-120Hz visokoprepustni. To pomaga preprečiti slabo popačenje, saj ne prenesejo globokih nizkih tonov.
Sistemi dvosmernih zvočnikov	3kHz do 3,5KHz. Zelo pogosta križna frekvenca
3-stezni sistemi zvočnikov	Visokoprepustnost 3,5 kHz (visokotonec) &250-500Hz visokofrekvenčni (srednji)
Podzvočni filter globokotonca	Visokoprepustnost 20-30Hz. Uporabno za starinski zvok, kot so vinilne plošče, za blokiranje ropota in signalov, ki potratujejo energijo.

Uporaba domačega stereo satelita ali zadnjih zvočnikov

Upoštevati je treba, da so domači stereo zadnji ali satelitski zvočniki (kot zvočniki za prostorski zvok) običajno nekoliko šibki in ne morejo prenašati globokih nizkih tonov zaradi majhnih gonilnikov zvočnikov in slabega ohišja. To je eden od razlogov, da zvenijo slabo v trenutkih močnega zvoka, kot je zvok prostorskega zvoka v filmih ali močna glasba.

To še posebej velja za sisteme domačega kina v škatli, ki uporabljajo preproste in poceni zadnje zvočnike z enim stožcem.

Opomba: Domači ojačevalnik ali ojačevalnik za avto, ki ga kupite, imata lahko samo fiksne nastavitve (nenastavljive). Vendar so običajno blizu zgoraj navedenega in so nastavljeni za najpogostejše potrebe zvočnikov.

3. Frekvenčna tabela visokoprepustnega križanja avtomobilskega zvoka

Vrsta/sistem zvočnikov	Križna frekvenca
Sprednji ali zadnji koaksialni ali komponentni zvočniki polnega razpona	Visokoprepustnost od 56, 60 do 80 Hz . Blokira nizke tone, ki povzročajo popačenje.
Tweeters	Visokoprepustnost 3–3,5 kHz
Srednjetonski ali nizkotonski zvočniki	250-500Hz visokoprepustni
Sistemi dvosmernih zvočnikov	3kHz do 3,5KHz do visokotoncev. Enako za srednjetonce/nizkotonce
3-stezni sistemi zvočnikov	3,5 kHz (srednji/visoki) in 500 Hz (srednji/nizkotonski)
Podzvočni filter globokotonca	Visokoprepustnost 20-30Hz. Koristno, ko imate opravka z nizkimi frekvencami, ki potratujejo zvok zaradi določenih zvočnih posnetkov ali opreme.

Avtomobilski avdio sistemi so pogosto dovzetni za slab zvok, popačenje in "zmanjšanje dna" med glasbo z nizkimi toni in še posebej pri visoki moči. Do dna pride, ko je sklop zvočne tuljave med močnimi nizkimi toni prisiljen do svoje meje in se dotakne magneta zvočnika, ker je potisnjen do svojih meja in čez, ko poskuša ustvariti nizke tone.

Kako vam pomagajo do boljšega zvoka

To je precej pogosta težava. Na primer, ko so koaksialni zvočniki nameščeni v armaturno ploščo ali vrata brez dobrega ohišja, stanje na prostem pomeni, da je malo nasprotovanja stožcu zvočnika (brez protitlaka).

To omogoča, da se stožec prelahko premika, kar povzroča hrup, popačenje in v nekaterih primerih celo poškodbe. To še posebej velja, če uporabljate funkcijo za krepitev nizkih tonov – včasih boste takoj zaslišali popačenje.

Visokofreskovni filtri lahko to popolnoma preprečijo! Ima tudi drugo prednost:svoje zvočnike lahko poženete do meje moči z odlično jasnostjo in glasnostjo zvoka. To vam pomaga kar najbolje izkoristiti tudi nizkocenovne zvočnike, če jih naredite pravilno.

Kakšen naklon križišča naj uporabim?

Kaj je križni naklon?

Nagib je strmina zmožnosti filtriranja crossoverja. Z drugimi besedami, kako učinkovit je pri blokiranju zvoka prek mejne vrednosti kretnice.

Nakloni so opisani v decibelih (dB) na oktavo, zapisano kot "dB/oktavo". Negativni simbol (-) se uporablja za prikaz, da predstavlja oslabitev ali zmanjšanje signala nad mejno točko.

V zvoku pogosto merimo razpon zvočnih frekvenc med dvema točkama z uporabo oktave. Ena oktava je podvojitev ali razpolovitev frekvenčnega števila. (100Hz, 200Hz, 400Hz itd.)

Ko govorimo o kretnici z mejno vrednostjo -6 dB na oktavo, mislimo, da bo še naprej zmanjševala izhod za dodatnih 6 dB za vsako podvojitev prejšnje frekvence.

Primer:-6dB pri 1KHz, -12dB pri 2KHz, -18dB pri 4KHz, -24dB pri 8KHz, -32dB pri 16KHz, do 20KHz.

Kakšno nastavitev filtra naklona naj uporabim?

Na splošno je naklon -12 dB pogosto najboljša izbira in dobro deluje za večino sistemov zvočnikov. Če želite blokirati nizke tone za majhne zvočnike ali visokotonce, priporočam vsaj 12 dB ali še bolje 18 dB naklon, če imate to možnost.

Najpogosteje uporabljeni nakloni so:

• -6dB – značilno za vgrajene visokoprepustne filtre do poceni visokotoncev, vendar ni tako dobro pri blokiranju neželenih zvokov.
• -12 dB – veliko boljši in eden najpogostejših, ki jih boste našli.
• -18 dB – Še posebej učinkovito pri blokiranju.

Elektronske kretnice (zlasti za avtomobilski ojačevalnik) so običajno -12dB. Vsi ne ponujajo dodatnih nastavitev, a ko jih ponujajo, je pogosto vredno eksperimentirati z njimi, da vidite, kako zveni za vaš zvočni sistem.

Ali lahko uporabim visokofrekvenčni filter z zvočniki, ki že imajo kretnice?

Da, zagotovo lahko v večini primerov! Čeprav na splošno ni potrebno, je v nekaterih primerih lahko koristno.

Če uporabljate stereo, ojačevalnik ali vgrajeno kretnico sprejemnika, bo delovalo poleg kretnica zvočnikov je že v uporabi. V mnogih primerih boste dobili strmejši naklon (boljše blokiranje) kot kateri koli drug.

Na primer, ko uporabljate ojačevalnik 12dB HPF crossover pri 3,5KHz z visokotoncem z nameščenim crossover kondenzatorjem 6dB @ 3,5KHz, se bosta učinkovito seštela in vam dala naklon 18dB – strmejša in učinkovitejša mejna vrednost kot bi dobiti drugače.

Vendar je treba pojasniti nekaj pomembnih točk:

• Če je mejna frekvenca HPF blizu frekvence kretnice zvočnikov, se bodo njihovi nakloni v bistvu seštevali.
• Če je izrez HPF ojačevalnika veliko nižji od kretnice zvočnika, ne bo tako koristen (ali bi lahko bil celo neuporaben) . Zvočnikova kretnica bo imela prednost.
• Če je HPF veliko višji kot pri kretnici zvočnika, bo kretnica zvočnika dejansko prezrta saj v tem primeru ne pride v poštev. HPF ojačevalnika bo imel v tem primeru prednost.

Po želji lahko popolnoma odstranite kretnico zvočnikov, če delate na projektu na ravni avdiofilov. To je zato, ker križne komponente (kondenzatorji in induktorji) povzročijo težavo, imenovano fazni premik ki ga elektronski križanec nima.

Opomba: V mnogih primerih uporaba obeh križancev res ni potrebna in je nekako odveč, čeprav to na splošno ni problem.

Več odličnih člankov o crossoverjih in zvoku

Želite izvedeti več? Oglejte si tudi te druge odlične članke:

• Na kaj naj nastavim nizkotonec ali nizkoprepustni filter zvočnika?
• Poiščite več podrobnosti o tem, kaj je križna frekvenca in kaj naredi crossover.
• Oglejte si, kako uporabljati avtomobilski nizkotonec z domačim stereo sistemom.
• Tukaj boste našli več priporočenih križnih frekvenc za avtomobilske in domače avdio sisteme.
• Kako določiti križno frekvenco za zvočnike.