Crossover

[Pato]

Bom dia,

Sabemos que a maior parte das colunas têm crossover.

A minha dúvida é, que tipos de crossover existem, quais as diferenças, vantagens e desvantagens de cada um. :huum:

Cumps.

[Kraal]

Electronic Crossover:
A crossover is a filter. It is used to block some frequencies while allowing others to pass with little or no effect. An electronic crossover is a set of active filters which pass/reject part of the audio band. The crossover point is determined by changing the value of resistors and/or capacitors in the active filter circuit. A high pass crossover will allow frequencies above a predetermined point to pass. The frequencies below the crossover point will rolloff at a rate determined by the crossover's design. A low pass crossover would let low frequencies pass while reducing the level of the high frequency part of the signal. The signal from the head unit feeds the crossover. The signal leaving the crossover goes to an amplifier. If the high pass output is connected to an amplifier, that amplifier would be connected to smaller speakers which may include tweeters. A low pass xover would drive an amp connected to larger speakers, including woofers

Passive Crossovers:
A passive crossover has no active filters as were used in the electronic crossover. It uses coils (inductors) and capacitors to cause a rolloff of the audio level. The simplest types use a single coil OR capacitor connected in series with the speaker. If a capacitor is used, it will reduce the lower frequencies getting through to the speaker. If an inductor is used, it will reduce the higher frequencies getting through to the speaker. In this configuration, the rate of rolloff is 6dB/octave. In a more complex configuration combining both coils and capacitors on each speaker, a steeper rolloff is obtainable.

[Pato]

Olá Kraal, bem-vindo. :Yes:

Que diferenças há nos crossover de 1ª ordem e 2ª ordem? Como actuam?

Cumps.

[chivato]

Mais informação:
First, what is a crossover? People can hear sound frequencies from 20-20000Hz. There is no one speaker capable of producing all frequencies throughout this range. Therefore, multiple speakers must be used. Usually, it is damaging for a speaker to produce frequencies lower than what it was designed for. Also, if two speakers produce sound at the same frequencies, then the sound at those frequencies will be louder. For these reasons, some type of circuit is necessary to make sure that each speaker only produces a certain set of frequencies. That circuit is a crossover.

The basic components of crossovers are inductors and resistors. Inductors become more reactive (increasing AC resistance) as the frequency increases, and thus lower the sound pressure on the driver more and more as the frequency increase. Capacitors work just the opposite. They have higher AC resistance as the frequency decreases.
No crossover can completely block out all frequencies beyond the crossover point. Instead, it filters the frequencies in greater amounts as the frequency moves away from the crossover point. How fast it filters the sound is determined by the order of the crossover. A 1st order crossover filters 6 db/octave, a 2nd order 12 db/octave, a 3rd order 18 db/octave, and so on. A logarithmic scale is used for the frequencies. An octave is the doubling (or halving) of the frequency. A 2nd order low pass crossover at 1000Hz will decrease the signal by 12db at 2000Hz, 24db at 4000Hz, 36db at 8000Hz...

For reference, a 3db increase is twice as loud and requires twice as much amplifier power to create this increase. For people, however, a 3db change is the minimum noticeable change. It takes a 10db increase for a speaker to "sound" twice as loud. And this 10db increase requires over 8 times more power to create. 2x power for 3db, 4x power for 6db, 8x power for 9db, 16x power for 12db...

Retirado deste link: http://www.lalena.com/audio/faq/xover/

Na prática e resumindo, um xover de 1ª ordem é melhor pois realiza melhor a função para a qual foi designado (separar as frequências para respectivos woofers e tweeters)

[Lowrider]

De facto normalmente prefiro xover de primeira ordem, 6db, o som parece mais vivo

Mas... só funciona com drivers, (os altofalantes própriamente ditos), bem amortecidos, ou seja com poucas ressonâncias ou ressonâncias bem fora das frequências em que ele trabalha, senão mais vale um xover mais "forte"... ::)

[Pato]

Ou seja, de 1ª ordem tem um roll off mais extenso, enquanto o de 2ª ordem é mais curto. O de 1ª ordem obriga os drivers a trabalharem mais um pouco, enquanto que o de 2ª ordem deverá ser mais dificil de integrar...

Estou a ver bem o filme ou nem por isso? :huum:

[miguelbarroso]

Pelo que depreendo, um crossover de 1ª ordem, é um crossover mais "fraco" que atenua menos... ora se por um lado isto resulta numa transição mais suave, por outro, também significa que o crossover vai deixar passar mais informação para o speaker, das frequências que não são supostas chegar lá...

é isto ou percebi mal?

M.

EDIT: a minha dúvida é igualzinha à do Zorba* ;D

[Lowrider]

A bem dizer o de 1ª ordem até devia ser mais difícil de integrar, já que os dois drivers trabalham juntos numa faixa maior de frequências, por outro lado quanto mais filtros mais distorção e maior desvio de fase, por isso normalmente soa melhor, mais vivo...

Além disso, por haver menos desvios de fase temos melhor dispersão, melhor imagem fora do sweet spot, até melhor som fora da sala, como já devem ter reparado...

Alias já contei antes que o meu primeiro contacto com as EAII foi ouvi-las a tocar na sala da Digisom, eu estava cá fora e parecia que estava musica ao vivo lá dentro, normalmente o som cá fora é abafado...

[Lowrider]

Miguel,

É verdade, por isso os drivers têm de ser de qualidade e bem amortecidos, não convém de metal por terem ressonâncias mais perto das frequências utilizadas...

Por outro lado podes fazer um xover de 1ª ordem com circuitos de correcção em paralelo, fora do caminho do sinal, que ainda assim acabam por influenciar o som...

[Pato]

Por outro lado podes fazer um xover de 1ª ordem com circuitos de correcção em paralelo, fora do caminho do sinal, que ainda assim acabam por influenciar o som...

Ok, já me perdi... :naosei:

[Lowrider]

Não é assim tão complicado, é como ligar um Silencer do Russ Andrews numa tomada, vai extrair algumas frequências, (lixo RF), do circuito sem estar em série com os aparelhos, capisce... :???

[Pato]

Ok... :Yes:

E há soluções de 2 tipos de crossover? Por ex. numa coluna de 3 vias, ter um de 1ª ordem e outro de 2ª? :huum:

[Lowrider]

Há muitas colunas que têm 2ª ordem no woofer e ou midrange e 3ª no tweeter, há com certeza outras combinações, mas esta é relativamente comum...

Já agora, li que em frequencias baixas é melhor xover activo, por exemplo o bass management para os subwoofers, e nas frequencias mais altas é melhor passivo...

[Pato]

E o xover activo da gestão de baixos é considerado de 1ª ordem ou 2ª ordem? :huum:

Dá-me a ideia que seria preferivel um xover de 2ª no woofer, para o não obrigar a "cargas" desnecessárias, ou não?

[Lowrider]

Normalmente são 4ª ordem para o subwoofer e 2ª para as colunas em small, e desta maneira integram muito bem, convém os subs serem bem cortados para não estragarem o som das colunas e não ouvirmos de onde vem o som...

Devem ter ouvido dizer que os MJ têm 1ª ordem, por isso se ouvem muito e não integram bem em High-level...

Além disso as colunas, particularmente monitoras funcionam como xover de 2ª ordem, pela atenuação natural da caixa, caixa fechada é ideal para isto, portanto com xover de 2ª ordem equivale mais ou menos a 4ª ordem, capisce... :???

[miguelbarroso]

Realmente é engraçado, pois no novo sub que cá tenho em casa (que vinha no conjunto da KEF, ou seja o PSW 2010) aquilo até lá tem um botão para selecionar o "Slope": 12dB ou 24dB - se um gajo gosta mais de filtro de 2ª ou de 4ª ordem, certo ?

Ena já percebo mais disto! já agora, creio que os resultados com o filtro de 4ª ordem (24dB) são bastante melhores - na outra posição, ouve-se quase tudo no subwoofer!

M.

[Pato]

Mas isso no caso de utilizares o xover do sub... se não utilizas não faz sentido, ou escapa-me alguma coisa? :duh:

[Lowrider]

Só serve para high-level, ou para somar ao do processador se usares os dois xovers, mas não recomendo...

Alguns, receivers têm xovers mais fracos, por isso integram mal os subs... Já agora nos processadores Theta escolhes a ordem, o tipo, etc, do xover para cada coluna e subwoofer...

Acho que os Meridian também têm alguma versatilidade nesta àrea...

[miguelbarroso]

No meu caso, este subwoofer está no quarto, e vai ficar ligado a um amp stereo, sem saída para sub - para o efeito, é mesmo necessário o crossover do sub

[jrosado]

Olá!

Posso acrescentar mais alguma confusão...ou se calhar não ;D

A ordem de um cross-over (ou melhor do filtro) está relacionada com o número de polos (zeros do denominador da função de transferência) que a função de transferência tem. Estes polos devem estar sempre no lado negativo do plano imaginário. Um crossover ideal, terá todos os polos no mesmo ponto. Quantos mais polos, mais acentuada é a curva de resposta na frequência a partir da frequência de corte, portanto mais rápidamente são cortadas as frequências indesejaveis. Só que um maior número de polos leva a uma maior desfasamento. Além disso, enquanto que um circuito de 1ª ordem não tem frequência de ressonância, um de 2ª ordem já tem, o que trás complciações.

Depois existe o problema de combinar o crossover com o altofalalante, pois este já é um sistema de segunda ordem. Se as coisas ficarem mal feitas, pode-se correr o risco de que a função de transferência total (crossover + altofalante) tenha um polo no plano positivo do sistema de eixos imaginário, o que leva a um sistema instável. Ou podemos correr o risco de criarmos uma frequência de ressonancia não amortecida ou sub-amortecida, que nos trás as famosas ressonâncias :(

Cumprimentos!

[Lowrider]

Forum sem cientista não é forum que se preze...* :luz:

Só espero que não apareçam os engenheiros que fazem tudo melhor que as marcas... :-/

[Orpheus]

Vamos ver o que consigo dizer o mais simplificadamente e sem formulas.

Um crossover é um circuito que filtra sinais baseado na frequência. Há crossovers do tipo passa alta ("high pass") ,filtros que “filtram” frequências acima de um certo ponto passem sem serem filtradas, aquelas abaixo do mesmo ponto continuam a passar pelo filtro, mas são atenuadas (a tal frequência de corte que referimos sempre)de acordo com a curva do crossover. Um crossover do tipo passa baixa é a mesma coisa mas em sentido inverso.

Existem crossovers passivos, que são colecções de componentes puramente passivos (sem alimentação), Existem também os crossovers activos, que são circuitos com alimentação. Crossovers passivos são tipicamente colocados entre o amplificador e as colunas, enquanto crossovers activos são tipicamente colocados entre a fonte e o amplificador, coisa que alguns sabem que ando a testar desde que experimentei a bi-amplificação mas sem ter até então atingido um resultado completamente satisfatório até porque anda não consegui arranjar umas colunas baratas para testes (os crossovers passivos delas têm de ser retirados e não me aventuro com as minhas Babies) que tenham uns alto-falantes que me entusiasmem.

Crossovers são categorizados pela sua ordem e seu ponto de corte. A ordem de um crossover indica quanto profunda é sua curva de atenuação. Um crossover de primeira ordem deixa sair um sinal a -6 dB/oitava (isto é, o quadruplo da potência pelo dobro ou metade da frequência). Um crossover de segunda ordem tem uma curva de -12 dB/oitava, um de terceira ordem tem uma curva de -18 dB/oitava, e assim sucessivamente. O ponto de corte do crossover é geralmente a frequência na qual temos o início de uma atenuação de 3dB do sinal de entrada. Assim no caso de termos um crossover passa alta de primeira ordem com ponto de corte em 200Hz e injectamos um sinal composto de várias frequências, vamos obter na saída um sinal a 200 Hz com uma atenuação de -3dB, a 100 Hz (próxima oitava) uma atenuação de -9dB, a 50 Hz uma atenuação de -15 dB e assim sucessivamente.
Atenção que depois na prática estes valores sofrem sempre variações o que torna este nosso mundo audiofilo um inferno de possibilidades, o que seria também dos fabricantes de cabos se assim não fosse.

Isto no fundo é do que menos interessa, uma vez que do conjunto total da coluna “sai” um som que nos pode agradar ou não independentemente da combinação.
Quando o Lowrider simpatiza com crossovers de primeira ordem isso tem a ver com a percepção dele da musica, ele atribui grande valor á dinâmica da reprodução e é de facto um passo em frente para um concerto virtual em nossa casa, os concertos ao vivo estão a abarrotar de dinâmica e por vezes só isso em nossa casa nos dá uma sensação de realidade, embora não só, neste caso os crossovers de primeira ordem facilitam a questão aos alto-falantes pura e simplesmente porque são circuitos mais simplificados que por si só interferem menos com o sinal, muito utilizados em concepções Italianas (e não só) como a SF e até ao limite como as Diapason Adamantes que têm um simples condensador em paralelo para o tweeter.
No entanto e como ele escolheu as EAII e escolherá outras certamente, a dinâmica delas não se deve unicamente ao seu crossover, os alto-falantes bem construídos, as suas dimensões, a construção da caixa e a facilidade com que trabalham nas frequências mais baixas do espectro sonoro sem sinal de fadiga ou baralhamento são muito importantes, tanto ou mais.
Há propostas no mercado com dinâmicas assinaláveis com crossovers de quarta ordem, lembro-me por exemplo da Dynaudio que quer se goste quer não tem uma ideologia própria neste tipo de abordagem o que é sempre de louvar neste mundo cinzentão que a construção de equipamento se está a tornar.
Um abraço, Orpheus...

[Lowrider]

Bom post...

Mas as Dynaudio também têm xover de 1ª ordem, assim como as Wilsom, etc...

As Adamantes não têm xover no woofer e têm de 1ª ordem no tweeter...

De 4ª ordem temos as JMlab e muitas outras, claro...