Los cruces de audio son un tipo de circuito de filtro electrónicoutilizado en una gama de aplicaciones de audio, para dividir una señal de audio en dos o más rangos de frecuencia, de modo que las señales pueden enviarse a los controladores que están diseñados para diferentes rangos de frecuencia. Los cruces a menudo se describen como "de dos vías" o "de tres vías", lo que indica, respectivamente, que el cruce divide una señal dada en dos rangos de frecuencia o tres rangos de frecuencia. Los crossovers se utilizan en cajas de altavoces , amplificadores de potencia en electrónica de consumo ( alta fidelidad , sonido de cine en el hogar y audio de automóvil ) y audio profesionaly productos de amplificador de instrumentos musicales. Para los dos últimos mercados, los cruces se utilizan en amplificadores de bajos , amplificadores de teclado , cajas de altavoces para bajos y teclados y equipos de sistemas de refuerzo de sonido (altavoces de PA, altavoces de monitores, sistemas de subwoofer , etc.).
Los cruces se utilizan porque la mayoría de los controladores de altavoces individuales son incapaces de cubrir todo el espectro de audio desde frecuencias bajas a frecuencias altas con un volumen relativo aceptable y ausencia de distorsión . La mayoría de los sistemas de altavoces de alta fidelidad y los armarios de altavoces del sistema de refuerzo de sonido utilizan una combinación de varios controladores de altavoces, cada uno de ellos con una banda de frecuencia diferente . Un ejemplo simple estándar es en los gabinetes de alta fidelidad y sistema de megafonía que contienen un woofer para frecuencias bajas y medias y un tweeter para altas frecuencias. Desde una fuente de señal de sonido, ya sea grabada música de un reproductor de CD o una mezcla de banda en vivo de unLa consola de audio tiene todas las frecuencias bajas, medias y altas combinadas, se utiliza un circuito cruzado para dividir la señal de audio en bandas de frecuencia separadas que pueden enrutarse por separado a altavoces, tweeters o bocinas optimizadas para esas bandas de frecuencia.
Los cruces activos se distinguen de los cruces pasivos en que los cruces pasivos dividen una señal amplificada proveniente de un amplificador de potencia para que pueda enviarse a dos o más controladores (por ejemplo, un woofer y un subwoofer de muy baja frecuencia , o un woofer y un tweeter ), un crossover activo divide la señal de audio antes de la amplificación, para que pueda enviarse a dos o más amplificadores de potencia, cada uno de los cuales está conectado a un tipo de controlador independiente. Los sistemas de audio de sonido envolvente de cine en casa 5.1 utilizan un crossover que separa la señal de baja frecuencia, de modo que se puede enviar a un subwoofery luego envía las frecuencias de rango medio y alto a cinco altavoces que se colocan alrededor del oyente; En una aplicación típica, las señales enviadas a los gabinetes de altavoces de sonido envolvente se dividen aún más con un crossover pasivo en un woofer de rango medio / bajo y un tweeter de rango alto. Los cruces activos vienen en variedades digitales y analógicas.
Los cruces activos digitales a menudo incluyen procesamiento adicional de señales, como limitación, retardo y ecualización. Los cruces de señal permiten que la señal de audio se divida en bandas que se procesan por separado antes de que se mezclen nuevamente. Algunos ejemplos son la dinámica multibanda ( compresión , limitando , de-Essing ), multibanda de distorsión , de mejora de bajos, excitadores de alta frecuencia, y de reducción de ruido , tales como Dolby Una reducción de ruido .
Descripción general [ editar ]
La definición de un cruce de audio ideal cambia en relación con la tarea y la aplicación de audio en cuestión. Si las bandas separadas se vuelven a mezclar nuevamente (como en el procesamiento multibanda), entonces el cruce de audio ideal dividiría la señal de audio entrante en bandas separadas que no se superponen o interactúan y que resultan en una señal de salida sin cambios en la frecuencia , relativa niveles y respuesta de fase. Este rendimiento ideal solo puede ser aproximado. Cómo implementar la mejor aproximación es una cuestión de debate animado. Por otro lado, si el cruce de audio separa las bandas de audio en un altavoz, no hay ningún requisito para las características matemáticamente ideales dentro del mismo cruce, ya que la respuesta de frecuencia y fase de los controladores de altavoz dentro de sus montajes eclipsará los resultados. El objetivo de diseño es una salida satisfactoria del sistema completo que comprende el cruce de audio y los controladores de los altavoces en sus gabinetes. Tal objetivo a menudo se logra utilizando características de filtro de cruce asimétricas no ideales. [1]
Muchos tipos diferentes de cruce se utilizan en audio, pero generalmente pertenecen a una de las siguientes clases.
Clasificación [ editar ]
Clasificación basada en el número de secciones de filtro [ editar ]
Los altavoces a menudo se clasifican como "N-way", donde N es el número de controladores en el sistema. Por ejemplo, un altavoz con un woofer y un tweeter es de 2 vías. Un altavoz N-way generalmente tiene un cruce N-way para dividir la señal entre los controladores. Un cruce de 2 vías consta de un paso bajo y un paso alto filtro. Un cruce de 3 vías está construida como una combinación de paso bajo , de paso de banda y de paso alto filtros (LPF, BPF y HPF respectivamente). La sección BPF es a su vez una combinación de secciones HPF y LPF. Los cruces de 4 (o más) formas no son muy comunes en el diseño de los altavoces, principalmente debido a la complejidad involucrada, lo que generalmente no se justifica por un mejor rendimiento acústico.
Una sección de HPF adicional puede estar presente en un cruce de altavoces "N-way" para proteger al controlador de frecuencia más baja de las frecuencias más bajas de las que puede manejar con seguridad. Tal cruce tendría entonces un filtro de paso de banda para el controlador de frecuencia más baja. De manera similar, el controlador de frecuencia más alta puede tener una sección de protección de LPF para evitar daños por alta frecuencia, aunque esto es mucho menos común.
Recientemente, una serie de fabricantes han comenzado a utilizar lo que a menudo se denomina técnicas de crossover "N.5-way" para crossovers de altavoces estéreo. Esto generalmente indica la adición de un segundo woofer que reproduce el mismo rango de bajos que el woofer principal, pero que sale mucho antes que el woofer principal.
Observación: las secciones de filtro mencionadas aquí no deben confundirse con las secciones de filtro de 2 polos individuales en las que se compone un filtro de orden superior.
Clasificación basada en componentes [ editar ]
Los cruces también pueden clasificarse según el tipo de componentes utilizados.
Pasivo [ editar ]
Un crossover pasivo divide una señal de audio después de que sea amplificada por un solo amplificador de potencia , de modo que la señal amplificada pueda enviarse a dos o más tipos de controladores, cada uno de los cuales representa diferentes rangos de frecuencia. Estos cruces están hechos completamente de componentes pasivos y circuitos; el término "pasivo" significa que no se necesita una fuente de alimentación adicional para los circuitos. Un crossover pasivo solo necesita ser conectado por cable a la señal del amplificador de potencia. Los cruces pasivos generalmente se organizan en una topología de Cauer para lograr un efecto de filtro Butterworth . Los filtros pasivos utilizan resistencias combinadas con componentes reactivos, como capacitores e inductores. Es probable que los cruces pasivos de muy alto rendimiento sean más caros que los cruces activos, ya que los componentes individuales capaces de un buen rendimiento a altas corrientes y voltajes en los que se manejan los sistemas de altavoces son difíciles de hacer.
Los productos de electrónica de consumo de bajo costo, como los paquetes de cajas de cine en casa con precios asequibles y las cajas de auge de bajo costo utilizan cruces pasivos de menor calidad. Los caros sistemas de altavoces y receptores de alta fidelidad utilizan cruces pasivos de mayor calidad para obtener una mejor calidad de sonido y una menor distorsión. El mismo enfoque de precio / calidad se utiliza con equipos de sistemas de refuerzo de sonido y amplificadores de instrumentos musicales y cajas de altavoces; Un monitor de escenario debajo precio , altavoz PAo el gabinete de altavoz con amplificador de bajos usualmente usará cruces pasivos de menor calidad y precio, mientras que los gabinetes de alta calidad y precio alto usarán cruces de mejor calidad. Los cruces pasivos pueden utilizar condensadores hechos de polipropileno , lámina de poliéster metalizada, papel y tecnología de condensadores electrolíticos . Los inductores pueden tener núcleos de aire, núcleos de metal en polvo, núcleos de ferrita o núcleos de acero de silicio laminado , y la mayoría están enrollados con alambre de cobre esmaltado .
Algunas redes pasivas incluyen dispositivos como fusibles , dispositivos PTC, bombillas o disyuntores para proteger a los controladores de los altavoces de una sobrecarga accidental (p. Ej., De oleadas repentinas o picos). Los cruces pasivos modernos incorporan cada vez más redes de ecualización (p. Ej., Redes de Zobel ) que compensan los cambios en la impedancia con la frecuencia inherente en prácticamente todos los altavoces. El problema es complejo, ya que parte del cambio en la impedancia se debe a los cambios de carga acústica en la banda de paso del conductor.
En el lado negativo, las redes pasivas pueden ser voluminosas y causar pérdida de energía. No solo son específicos de frecuencia, sino también de impedancia . Esto evita la intercambiabilidad con sistemas de altavoces de diferentes impedancias. Los filtros de cruce ideales, incluidas las redes de compensación de impedancia y ecualización, pueden ser muy difíciles de diseñar, ya que los componentes interactúan de forma compleja. El experto en diseño de crossover Siegfried Linkwitz dijo de ellos que "la única excusa para los crossovers pasivos es su bajo costo. Su comportamiento cambia con la dinámica de los conductores que depende del nivel de la señal. Bloquean al amplificador de potencia para que no tome el control máximo sobre el movimiento de la bobina. son una pérdida de tiempo, si la precisión de la reproducción es el objetivo ". [2]Alternativamente, los componentes pasivos pueden utilizarse para construir circuitos de filtro antes del amplificador. Esto se denomina cruce pasivo de nivel de línea.
Activo [ editar ]
Un cruce activo contiene componentes activos en sus filtros. En los últimos años, el dispositivo activo más utilizado es un op-amp ; los cruces activos funcionan a niveles adecuados para las entradas del amplificador de potencia, en contraste con los cruces pasivos que operan después de la salida del amplificador de potencia, a alta corriente y, en algunos casos, a alto voltaje . Por otro lado, todos los circuitos con ganancia introducen ruido , y dicho ruido tiene un efecto perjudicial cuando se introduce antes de que la señal sea amplificada por los amplificadores de potencia.
Los cruces activos siempre requieren el uso de amplificadores de potencia para cada banda de salida. Por lo tanto, un crossover activo de 2 vías necesita dos amplificadores, uno para el woofer y el tweeter . Esto significa que un sistema activo basado en el cruce a menudo costará más que un sistema pasivo basado en el cruce. A pesar de las desventajas de costos y complicaciones, los cruces activos ofrecen las siguientes ventajas sobre los pasivos:
- Una respuesta de frecuencia independiente de los cambios dinámicos en las características eléctricas de un conductor.
- por lo general, la posibilidad de una manera fácil de variar o ajustar cada banda de frecuencia a los controladores específicos utilizados. Algunos ejemplos serían la pendiente de cruce, el tipo de filtro (por ejemplo, Bessel , Butterworth, etc.), los niveles relativos, ...
- mejor aislamiento de cada controlador de las señales manejadas por otros controladores, lo que reduce ladistorsión de la intermodulación y la saturación
- Los amplificadores de potencia están conectados directamente a los controladores de los altavoces, lo que maximiza el control de amortiguación del amplificador de la bobina de voz del altavoz, lo que reduce las consecuencias de los cambios dinámicos en las características eléctricas del controlador, lo que probablemente mejorará la respuesta transitoria del sistema.
- Reducción en el requerimiento de salida del amplificador de potencia. Sin pérdida de energía en los componentes pasivos, los requisitos del amplificador se reducen considerablemente (hasta la mitad en algunos casos), lo que reduce los costos y aumenta potencialmente la calidad.
Digital [ editar ]
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Los cruces activos pueden implementarse digitalmente utilizando un chip DSP u otro microprocesador . Utilizan aproximaciones digitales a los circuitos analógicos tradicionales , conocidos como filtros IIR ( Bessel , Butterworth, Linkwitz-Riley, etc.) o usan filtros de respuesta de impulso finito (FIR) . Los filtros IIR tienen muchas similitudes con los filtros analógicos y son relativamente poco exigentes de recursos de CPU; Los filtros FIR, por otro lado, generalmente tienen un orden superior y, por lo tanto, requieren más recursos para características similares. Se pueden diseñar y construir para que tengan una fase lineal.Respuesta, lo cual es pensado por muchos involucrados en la reproducción de sonido. Sin embargo, existen inconvenientes: para lograr una respuesta de fase lineal, se incurre en un tiempo de retardo más prolongado del que sería necesario con un IIR o filtros FIR de fase mínima. Los filtros IIR, que son recursivos por naturaleza, tienen el inconveniente de que, si no se diseñan con cuidado, pueden ingresar en ciclos límite que den como resultado una distorsión no lineal.
Mecánica [ editar ]
Este tipo de crossover es mecánico y utiliza las propiedades de los materiales en un diafragma de controlador para lograr el filtrado necesario. Tales cruces se encuentran comúnmente en altavoces de rango completo que están diseñados para cubrir la mayor cantidad posible de la banda de audio. Una de ellas se construye acoplando el cono del altavoz a la bobina de la bobina de voz a través de una sección compatible y conectandodirectamente un pequeño y ligero whizzerCono a la bobina. Esta sección compatible sirve como un filtro compatible, por lo que el cono principal no vibra a frecuencias más altas. El cono whizzer responde a todas las frecuencias, pero debido a su tamaño más pequeño, solo proporciona una salida útil a frecuencias más altas, implementando así una función de cruce mecánico. La selección cuidadosa de los materiales utilizados para los elementos de cono, whizzer y suspensión determina la frecuencia de cruce y la efectividad del cruce. Estos cruces mecánicos son complejos de diseñar, especialmente si se desea una alta fidelidad. El diseño asistido por computadora ha reemplazado en gran medida el laborioso enfoque de prueba y error que se utilizó históricamente. Durante varios años, el cumplimiento de los materiales puede cambiar, afectando negativamente la respuesta de frecuencia del hablante.
Un enfoque más común es emplear la tapa antipolvo como un radiador de alta frecuencia. La tapa antipolvo irradia bajas frecuencias, moviéndose como parte del conjunto principal, pero debido a la baja masa y la reducción de la amortiguación, irradia mayor energía a frecuencias más altas. Al igual que con los conos whizzer, se requiere una selección cuidadosa del material, la forma y la posición para proporcionar una salida suave y extendida. La dispersión de alta frecuencia es algo diferente para este enfoque que para los conos whizzer. Un enfoque relacionado es conformar el cono principal con tal perfil, y de tales materiales, que el área del cuello permanezca más rígida, irradiando todas las frecuencias, mientras que las áreas externas del cono se desacoplan selectivamente, irradiando solo a frecuencias más bajas. Los perfiles y materiales de los conos se pueden modelar en FEA. El software y los resultados pronosticaron excelentes tolerancias.
Los altavoces que utilizan estos cruces mecánicos tienen algunas ventajas en la calidad del sonido a pesar de las dificultades de diseño y fabricación, y a pesar de las inevitables limitaciones de salida. Los controladores de rango completo tienen un solo centro acústico y pueden tener un cambio de fase relativamente modesto en todo el espectro de audio. Para obtener el mejor rendimiento a bajas frecuencias, estos controladores requieren un diseño cuidadoso de la carcasa. Su tamaño pequeño (generalmente de 165 a 200 mm) requiere una considerable excursión de conos para reproducir los bajos de manera efectiva, pero las bobinas de voz cortas requeridas para un rendimiento de alta frecuencia razonable solo pueden moverse en un rango limitado. Sin embargo, dentro de estas restricciones, el costo y las complicaciones se reducen, ya que no se requieren cruces.
Clasificación basada en el orden del filtro o pendiente [ editar ]
Al igual que los filtros tienen diferentes órdenes, también lo hacen los cruces, dependiendo de la pendiente del filtro que implementan. La pendiente acústica final se puede determinar completamente con el filtro eléctrico o se puede lograr combinando la pendiente del filtro eléctrico con las características naturales del conductor. En el primer caso, el único requisito es que cada controlador tenga una respuesta plana al menos en el punto en que su señal esté aproximadamente a -10dB desde la banda de paso. En este último caso, la pendiente acústica final suele ser más pronunciada que la de los filtros eléctricos utilizados. Un crossover acústico de tercer o cuarto orden a menudo tiene solo un filtro eléctrico de segundo orden. Esto requiere que los controladores de los altavoces se comporten de manera considerable desde la frecuencia nominal de cruce, y además, que el controlador de alta frecuencia pueda sobrevivir a una entrada considerable en un rango de frecuencia por debajo de su punto de cruce. Esto es difícil en la práctica real. En la discusión a continuación, se discuten las características del orden del filtro eléctrico, seguido de una discusión de los cruces que tienen esa pendiente acústica y sus ventajas o desventajas.
La mayoría de los crossovers de audio utilizan filtros eléctricos de primer a cuarto orden. En general, los pedidos superiores no se implementan en cruces pasivos para altavoces, pero a veces se encuentran en equipos electrónicos en circunstancias en las que su considerable costo y complejidad pueden justificarse.
Primer orden [ editar ]
Los filtros de primer orden tienen una pendiente de 20 dB / década (o 6 dB / octava ). Todos los filtros de primer orden tienen una característica de filtro Butterworth. Los filtros de primer orden son considerados por muchos audiófilosPara ser ideal para crossovers. Esto se debe a que este tipo de filtro es 'transitorio perfecto', lo que significa que pasa la amplitud y la fase sin cambios en el rango de interés. También usa la menor cantidad de piezas y tiene la menor pérdida de inserción (si es pasiva). Un crossover de primer orden permite que lleguen más señales de frecuencias no deseadas en las secciones de LPF y HPF que las configuraciones de orden superior. Si bien los woofers pueden tomar esto fácilmente (además de generar distorsión en frecuencias superiores a las que pueden manejar adecuadamente), es más probable que los controladores de alta frecuencia más pequeños (especialmente los tweeters) se dañen, ya que no son capaces de manejar grandes entradas de energía en frecuencias por debajo de sus valores nominales. punto de cruce.
En la práctica, los sistemas de altavoces con verdaderas pendientes acústicas de primer orden son difíciles de diseñar porque requieren un gran ancho de banda del controlador superpuesto, y las pendientes poco profundas significan que los controladores no coincidentes interfieren en un amplio rango de frecuencias y causan grandes cambios de respuesta fuera del eje.
Segundo orden [ editar ]
Los filtros de segundo orden tienen una pendiente de 40 dB / década (o 12 dB / octava). Los filtros de segundo orden pueden tener una característica de Bessel , Linkwitz-Riley o Butterworth según las opciones de diseño y los componentes utilizados. Este orden se usa comúnmente en cruces pasivos, ya que ofrece un equilibrio razonable entre la complejidad, la respuesta y la protección del controlador de mayor frecuencia. Cuando se diseñan con una ubicación física alineada con el tiempo, estos cruces tienen una respuesta polar simétrica , al igual que todos los cruces de orden par.
Se suele pensar que siempre habrá una diferencia de fase de 180 ° entre las salidas de un filtro de paso bajo (segundo orden) y un filtro de paso alto que tenga la misma frecuencia de cruce. Y así, en un sistema de 2 vías, la salida de la sección de paso alto generalmente está conectada al controlador de alta frecuencia 'invertido', para corregir este problema de fase. Para sistemas pasivos, el tweeter está cableado con polaridad opuesta al woofer; para cruces activos, la salida del filtro de paso alto se invierte. En los sistemas de 3 vías, el controlador o filtro de rango medio se invierte. Sin embargo, esto generalmente solo es cierto cuando los altavoces tienen una superposición amplia de respuesta y los centros acústicos están físicamente alineados.
Tercer orden [ editar ]
Los filtros de tercer orden tienen una pendiente de 60 dB / década (o 18 dB / octava). Estos cruces usualmente tienen características de filtro Butterworth; La respuesta de fase es muy buena, la suma del nivel es plana y en cuadratura de fase , similar a un cruce de primer orden. La respuesta polar es asimétrica. En la disposición original de D'Appolito MTM , una disposición simétrica de controladores se utiliza para crear una respuesta simétrica fuera del eje cuando se usan cruces de tercer orden. Los cruces acústicos de tercer orden a menudo se construyen a partir de circuitos de filtro de primer o segundo orden.
Cuarto orden [ editar ]
Los filtros de cuarto orden tienen una pendiente de 80 dB / década (o 24 dB / octava). Estos filtros son complejos de diseñar en forma pasiva, porque los componentes interactúan entre sí. Las redes pasivas de pendiente pronunciada son menos tolerantes a las desviaciones o tolerancias de los valores de las partes, y más sensibles a la terminación errónea con cargas reactivas del conductor. Un cruce de 4to orden con un punto de cruce de −6 dB y suma plana también se conoce como un cruce de Linkwitz-Riley (llamado así por sus inventores), y se puede construir en forma activa mediante la conexión en cascada de dos secciones de filtro Butterworth de 2º orden. Las señales de salida de este orden de cruce están en fase, evitando así una inversión de fase parcial si los pasos de banda de cruce se suman eléctricamente, ya que estarían dentro de la etapa de salida de un compresor multibanda.. Los cruces utilizados en el diseño de altavoces no requieren que las secciones del filtro estén en fase: las características de salida suave a menudo se logran utilizando características de filtro de cruce asimétricas no ideales. [1] Bessel, Butterworth y Chebyshev se encuentran entre las posibles topologías de cruce.
Dichos filtros de pendiente pronunciada tienen mayores problemas con el rebasamiento y el timbre [3] pero hay varias ventajas clave, incluso en su forma pasiva, como el potencial de un punto de cruce más bajo y un mayor manejo de la potencia para los tweeters, junto con una menor superposición entre los conductores. , reduciendo drásticamente el lobulado, u otros efectos fuera de eje no deseados. Con una menor superposición entre los controladores adyacentes, su ubicación relativa entre sí se vuelve menos crítica y permite una mayor latitud en los cosméticos del sistema de altavoces o en las limitaciones prácticas de la instalación.
Orden superior [ editar ]
Los cruces pasivos que dan pendientes acústicas superiores al cuarto orden no son comunes debido a su costo y complejidad. Los filtros de hasta 96 dB por octava están disponibles en crossovers activos y sistemas de administración de altavoces.
Orden mixta [ editar ]
Los cruces también se pueden construir con filtros de orden mixto. Por ejemplo, un paso bajo de segundo orden combinado con un paso alto de tercer orden. Estos son generalmente pasivos y se usan por varias razones, a menudo cuando los valores de los componentes se encuentran en la optimización del programa de computadora. Un cruce de tweeter de orden superior a veces puede ayudar a compensar la diferencia de tiempo entre el woofer y el tweeter, causado por un centro acústico no alineado
La clasificación basada en topología del circuito [ editar ]
Paralelo [ editar ]
Los cruces paralelos son, con mucho, los más comunes. Eléctricamente, los filtros están en paralelo y, por lo tanto, las distintas secciones de filtro no interactúan. Esto hace que los cruces de dos vías sean más fáciles de diseñar porque, en términos de impedancia eléctrica, las secciones se pueden considerar separadas y porque las variaciones de tolerancia de los componentes se aislarán, pero como todos los cruces, el diseño final se basa en la salida de los controladores como complementarios acústicamente y esto, a su vez, requiere una concordancia cuidadosa en la amplitud y fase del cruce subyacente. Los cruces paralelos también tienen la ventaja de permitir que los controladores de los altavoces tengan dos cables cuyos beneficios se disputan enérgicamente.
Series [ editar ]
En esta topología, los filtros individuales están conectados en serie, y una combinación de controlador o controlador se conecta en paralelo con cada filtro. Para comprender la ruta de la señal en este tipo de cruce, consulte la figura "Serie de cruce" y considere una señal de alta frecuencia que, durante un cierto momento, tenga un voltaje positivo en el terminal de entrada superior en comparación con el terminal de entrada inferior. El filtro de paso bajo (LPF) presenta una alta impedancia a la señal, y el tweeter presenta una baja impedancia; por lo que la señal pasa por el tweeter. La señal continúa hasta el punto de conexión entre el woofer y el filtro de paso alto (HPF). Allí, el HPF presenta una baja impedancia a la señal, por lo que la señal pasa a través del HPF y aparece en el terminal de entrada inferior.
Derivado [ editar ]
Los cruces derivados incluyen cruces activos en los que una de las respuestas de cruce se deriva de la otra mediante el uso de un amplificador diferencial. Por ejemplo, la diferencia entre la señal de entrada y la salida de la sección de paso alto es una respuesta de paso bajo. [4] Por lo tanto, cuando se usa un amplificador diferencial para extraer esta diferencia, su salida constituye la sección de filtro de paso bajo. La principal ventaja de los filtros derivados es que no producen diferencia de fase entre las secciones de paso alto y paso bajo en cualquier frecuencia. [4] Las desventajas son:
- (a) que las secciones de paso alto y paso bajo a menudo tienen diferentes niveles de atenuación en sus bandas de parada, es decir , sus pendientes son asimétricas, [4] o
- (b) que la respuesta de una o ambas secciones alcanza su punto máximo cerca de la frecuencia de cruce, [5]
o ambos. En el caso (a), arriba, la situación habitual es que la respuesta de paso bajo derivada se atenúa a una velocidad mucho más lenta que la respuesta fija. Esto requiere que el hablante al que está dirigido continúe respondiendo a las señales que se encuentran profundamente en la banda de parada, donde sus características físicas pueden no ser las ideales. En el caso de (b), arriba, se requiere que ambos altavoces funcionen a niveles de volumen más altos a medida que la señal se acerca a los puntos de cruce. Esto utiliza más potencia del amplificador y puede conducir los conos de los altavoces a la no linealidad.
Modelos y simulación [ editar ]
Los profesionales y los aficionados tienen acceso a una variedad de herramientas informáticas que antes no estaban disponibles. Estas herramientas de medición y simulación basadas en computadora permiten el modelado y el diseño virtual de varias partes de un sistema de altavoces que aceleran y mejoran en gran medida la calidad de un altavoz. Estas herramientas van desde ofertas comerciales hasta gratuitas. Su alcance también varía. Algunos pueden centrarse en el diseño del woofer / gabinete y los problemas relacionados con el volumen y los puertos (si los hay), mientras que otros pueden centrarse en el crossover y la respuesta de frecuencia. Algunas herramientas, por ejemplo, solo simulan una respuesta escalonada.
En el período anterior al modelado por computadora, el diseño de los altavoces podría pasar desapercibido y simular los efectos combinados de los conductores, cruces y gabinetes. Por ejemplo, los cruces de tres vías simplistas fueron diseñados como un par de cruces de dos vías: el tweeter / midrange y el otro las secciones de rango medio / woofer. Esto podría crear un exceso de ganancia y una respuesta de "pajar" en la salida de rango medio, junto con una impedancia de entrada menor a la anticipada. Otros problemas, como la coincidencia de fase inadecuada o el modelado incompleto de las curvas de impedancia del conductor, también podrían pasar desapercibidos. Estos problemas no eran imposibles de resolver, pero requerían más iteraciones, tiempo y esfuerzo que en la actualidad.
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