Что такое кроссовер и зачем он нужен

Кроссовер – устройство, осуществляющее частотное разделение сигналов. Высокочастотный (high pass) кроссовер пропускает сигналы с частотой выше определенной без изменения, сигналы более низких частот проходят через него с ослаблением, величина которого зависит от крутизны амплитудно-частотной характеристики кроссовера.

Низкочастотный (low pass) кроссовер наоборот, пропускает низкие частоты и подавляет высокие. Полосовой (band pass) кроссовер - это фильтр, пропускающий сигналы в определенном диапазоне частот и ослабляющий сигнал за его пределами.

Существуют пассивные и активные кроссоверы. В пассивных используются исключительно пассивные (не требующие источника питания) компоненты - в основном конденсаторы и катушки индуктивности, иногда резисторы. Активным кроссоверам требуется источник питания. Пассивные кроссоверы обычно включаются между усилителем и динамиками, в то время как активные - между головным устройством и усилителем. Иметтся также несколько пассивных кроссоверов, предназначенных для включения между головным устройством и усилителем, но частота среза таких устройств (известная также как точка перегиба, crossover point - определение см. ниже) зависит от входного сопротивления усилителя, которое меняется от одной модели к другой.

Для применения кроссоверов много причин. Одна из них - отфильтровать самые низкие частоты в случае использования относительно небольших динамиков. Другая - разделить сигнал в многополосных громкоговорителях так, чтобы низкочастотный динамик получил басы, среднечастотник - средние частоты, а пищалка - верхние.

Кроссоверы характеризуются порядком и частотой среза. Порядок кроссовера показывает крутизну спадающего участка характеристики. Кроссовер первого порядка заваливает сигнал на 6dB/октава (т. е. при изменении частоты вдвое мощность изменяется в четыре раза). Кроссовер второго порядка имеет крутизну 12dB/октава, третьего порядка - 18dB/октава и так далее. Точка перегиба (частота среза АЧХ) - это частота, на которой ослабление сигнала достигает -3dB. Таким образом, для кроссовера первого порядка с частотой среза 200Hz ослабление сигнала будет -3dB на 200Hz, -9dB на 100Hz, -15dB на 50Hz, и т. д. Следует отметить, что крутизна скатов АЧХ, приведенная выше - приближенная. Очень важно сопротивление нагрузки пассивного кроссовера. Кроссовер, рассчитанный для динамика сопротивлением 4 Ом при работе с динамиком другого сопротивления будет иметь другую частоту среза. В кроссоверах второго и более высоких порядков использование нерасчетной нагрузки увеличит неравномерность АЧХ. Не делайте этого.