Trabalho Acústica Crossover

Prévia do material em texto

ACÚSTICA - Determinando Pontos de Crossover
Alunos: Rafael Diniz e Matheus Reis
 Professor: Mayrton Bahia
Definição 
· O Crossover é um filtro eletrônico que diminui a potência em uma determinada intensidade, de um ou ambos os lados, de uma determinada largura de banda. Crossovers possuem inclinações e elas têm picos em direções opostas.
· Projetado para separar os sons de uma fonte musical e fornecer a melhor saída para um alto-falante específico.
Falaremos de dois tipos: crossovers passivos, onde isso é ajustado pela inversão da polaridade dos alto-falantes próximos, que passariam a não cancelar as frequências ao redor. E os crossovers ativos eletrônicos podem ter circuitos de compensação a mais.
Pontos de Crossover e Ordem
· No ponto de crossover, a potência de cada alto-falante é reduzida em -3dB (1/2), de modo que a energia total do som é 1. Nele, o som vem de 2 fontes e a proporção de intensidade de atuação no eixo é aumentada. As tendências recentes de design são para que a potência seja diminuída para -6dB (1/4) para cada alto-falante no ponto de crossover. A taxa de inclinação pode ser ajustada.
Ordens
· A Primeira Ordem (-6dB / oitava) reduz a potência para 1/4 por oitava, adequado para sistemas baratos de baixa potência.
· A Segunda Ordem (-12dB / oitava) reduz a potência para 1/16 por oitava. Oferece a melhor precisão técnica com o mínimo de complicações e distorção harmônica. Para alto-falantes médios e altos, o movimento do cone ou do diafragma do driver é mantido constante conforme a frequência diminui (excursão constante).
· A Terceira Ordem (-18dB / oitava) reduz a potência para 1/64 por oitava. É bom para proteger alto-falantes em potências mais altas. Também ajuda a reduzir a energia dos graves que prejudica os drivers de compressão com cornetas curtas.
· A Quarta Ordem (-24dB / oitava) reduz a potência para 1/256 por oitava. É melhor para o controle máximo dos alto-falantes, mas requer alinhamento crítico que raramente é alcançado.
A Quarta Ordem tornou-se o crossover padrão para sistemas profissionais.
(Placa TIPD134 2-Way Crossover Ativo) 
(Driver JBL Selenium Acoplado a Corneta Curta) 
Crossovers Ativos
· Os sistemas ativos podem ser de 2, 3 ou 4 vias. 
O sinal nível de linha do pré-amplificador ou mixer é filtrado eletronicamente nas bandas de frequência corretas para ser enviado a amplificadores independentes que acionam o alto-falante grave, alto-falante médio e o tweeter separadamente.
· A diferença auditiva entre um sistema de alto-falantes ativo e passivo é notada por todos. Um sistema de som ativo configurado corretamente tem maior clareza e realismo e livre de distorção de intermodulação. Para que um sistema ativo seja compacto e acessível, os amplificadores podem ser incluídos nos gabinetes de alto-falantes. 
· Os crossovers ativos também vêm com controles de volume nos canais, permitindo que você mantenha o equilíbrio do som de todos os drivers. Alguns designs de crossovers ativos vêm com outros recursos de processamento de som, como equalização, permitindo que você ajuste ainda mais o som gerado até que esteja satisfeito.
· No entanto, a desvantagem dos crossovers ativos é que eles exigem conexões de +12V, aterramento e de ativação para funcionar. Isso os torna mais difíceis de instalar e configurar.
Crossovers Passivos
· Os crossovers passivos não precisam de uma conexão a uma fonte de energia para funcionar. Para manter o contexto, o tipo que iremos falar (Crossover de Componentes Passivos) atua e se encaixa no meio do amplificador e dos alto-falantes.
· Estes crossovers se encaixam no caminho do sinal além do amplificador. Eles apresentam uma pequena rede de capacitores e bobinas e são instalados perto dos alto-falantes. Os sistemas de alto-falantes com crossovers de componentes são projetados para oferecer o melhor desempenho possível fora da caixa com poucos ou nenhuns ajustes externos. Eles também são simples de instalar e configurar.
· Um sinal de alcance completo deixa o amplificador primeiro com um crossover de componentes passivos e depois chega ao crossover, onde o sinal é separado em duas partes.
As notas altas são enviadas para o tweeter, enquanto as notas médias e baixas vão para o woofer. Na maioria dos sistemas de crossover de componentes passivos, é possível reduzir um pouco o som do tweeter quando se pensa que ele é muito alto para o woofer.
(Crossover Passivo 2-Vias Simples)
Desvantagens das redes passivas
· Elas podem ser volumosas e causar perda de energia. Elas não são apenas específicas de frequência, mas também de impedância (a resposta varia com a carga elétrica à qual estão conectadas). 
Isto impede compatibilidade com sistemas de diferentes impedâncias. Filtros crossover ideais são muito difíceis de projetar, uma vez que os componentes interagem de formas complexas. Seu comportamento é dependente do nível de sinal dos condutores. Eles bloqueiam o amplificador de potência de tomar o máximo controle sobre o movimento da bobina de voz. Eles são uma perda de tempo, se a precisão da reprodução for o objetivo. Alternativamente, os componentes passivos podem ser utilizados para construir circuitos de filtragem antes do amplificador. Esta implementação é chamada de crossover passivo de nível de linha.
Um típico diagrama de crossover passivo de áudio:
Conclusão: Eficiência
· A eficiência é medida no eixo, 1 Watt a 1 metro (exemplo abaixo).
· Os alto-falantes cônicos variam entre 86 - 96 dB/mW. 
· Drivers de compressão e buzinas e tweeters de bala, aproximadamente 110 dB/mW.
Claramente o objetivo de aplicar uma função como o Crossover é elevar a qualidade sonora através da eficiência correta. Levando sempre em consideração ao menos 3 de suas limitações físicas:
· Não é possível unir 2 alto-falantes diferentes perfeitamente; 
· Um crossover deve ter a complexidade minimalista para atingir o resultado desejado; 
· Quanto mais complexo for um crossover, mais difícil será o controle do sistema.
Exemplos:
(Behringer Super-X Pro CX2310 Crossover Estéreo 2-vias/mono & 3-vias)
 (Planet Audio EC20B Crossover de 3 vias com três circuitos de filtro)
 (Audiotek CX3 2 Vias 4 Ohms Rede Crossover Passiva)