Speaker Crossover: cos'è e come funziona?

Gli altoparlanti audio sono un punto fermo dell'home entertainment. Forniscono stimoli uditivi, che migliorano ulteriormente l'esperienza di consumo dei media. Se ami stare immerso mentre guardi un film o ascolti musica, è probabile che tu abbia un sistema di altoparlanti audio o ne cerchi uno sul mercato.

I sistemi di altoparlanti sono disponibili in molte configurazioni, ma quasi tutti condividono una caratteristica distinta: hanno più driver per altoparlanti. Allora perché tutti gli altoparlanti? Non basta un solo driver per altoparlanti? E perché sono disponibili in diverse dimensioni?

Che cos'è un crossover di altoparlanti?

Il crossover degli altoparlanti o il crossover audio è l'idea di dividere diversi segnali audio e inviarli segnali a diversi driver di altoparlanti (l'oggetto rotondo che emette il suono) specializzati in quel tipo di frequenza gamma. Per esempio:

• Il suono a bassa frequenza (20Hz–300Hz) è diretto a un subwoofer
• Le frequenze medie (300Hz–4kHz) sono dirette a un woofer
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• Le alte frequenze (4kHz–20kHz) sono dirette a un tweeter

Ma perché esattamente?

I produttori di altoparlanti suddividono le frequenze sonore in diversi driver per fornire audio ad alta fedeltà e altri vantaggi. L'audio ad alta fedeltà è possibile solo se il driver dell'altoparlante è in grado di produrre l'intero spettro delle frequenze udibili dall'uomo (20Hz–20kHz) con grande chiarezza.

Fresco! Un crossover degli altoparlanti divide le frequenze da trasmettere su driver specializzati per una migliore qualità del suono. Ma in che modo esattamente questi driver sono diversi l'uno dall'altro? E come è possibile dividere le frequenze sonore?

Per rispondere a queste domande, devi sapere alcune cose su come funziona un oratore.

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Capire i driver degli altoparlanti

All'interno dell'orecchio c'è il timpano. Quando l'aria colpisce il timpano, stimola il cervello, facendoti percepire il suono. Quando fai scorrere le dita davanti alle orecchie, l'aria si sposta nelle orecchie, colpendo il timpano, facendoti sentire un colpo. Un driver per altoparlanti è progettato per imitare ciò che le tue dita hanno fatto: spostare l'aria.

Un driver dell'altoparlante è costituito da magneti alimentati dall'elettromagnetismo per spostare l'aria. Questi magneti si muovono avanti e indietro per spingere l'aria nell'ambiente. Più grande è il driver dell'altoparlante, più aria si muove, più forte è l'SPL (livello di pressione sonora) e più tempo impiega il driver per ripristinarsi.

Se un driver può ripristinare e spingere l'aria solo a una bassa frequenza, sarà accurato solo a frequenze audio più basse come i bassi. Al contrario, più piccolo è il driver dell'altoparlante, più velocemente può essere ripristinato, più alte frequenze può produrre e più accurato produrrà suoni di tonalità più alta come gli acuti.

Ora che hai capito a cosa servono i driver degli altoparlanti, parliamo dei diversi tipi di driver degli altoparlanti.

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I 3 tipi di driver degli altoparlanti principali

Esistono tre tipi generali di driver per altoparlanti: il tweeter, il woofer e il subwoofer. Questi driver sono generalmente racchiusi in un'unica scatola o hanno contenitori separati.

• Il subwoofer è il driver più grande nel sistema di altoparlanti. Spostano più volume d'aria ma sono lenti e possono essere precisi solo alle basse frequenze.
• I tweeter sono i driver più piccoli in un sistema di altoparlanti. Spostano meno volume d'aria, ma possono spostarli più velocemente, rendendoli precisi per l'audio ad alta frequenza.
• I woofer forniscono un buon equilibrio tra subwoofer e tweeter. Inoltre, forniscono ulteriore chiarezza alle frequenze medie dove si incontrano le frequenze di taglio del tweeter e del subwoofer.

Ora che hai capito come sono progettati driver specifici per frequenze audio specifiche, ecco come funziona lo stesso crossover degli altoparlanti.

Come funziona il crossover degli altoparlanti?

I produttori implementano il crossover degli altoparlanti attraverso un circuito noto come filtro. Questo filtro viene utilizzato per abbassare il volume di un intervallo di frequenza audio target. La riduzione del volume di una certa frequenza accentuerà le frequenze che non sono interessate, facendo sembrare che un driver specifico produca solo una certa frequenza sonora.

Ci sono tre componenti chiave di questo filtro: il condensatore, l'induttore e il resistore.

Un condensatore è un componente elettrico costituito da pellicole a due conduttori e un dielettrico tra di loro. La capacità di un condensatore di bloccare la CC e passare la CA lo rende ideale per un filtro a banda bassa. Poiché le basse frequenze come i bassi non "sembrano" come DC, non eccita il condensatore abbastanza da passare attraverso il suo componente dielettrico. Al contrario, poiché l'AC continua a saltare su e giù alle frequenze più alte, può passare attraverso la parete del dielettrico e continuare a essere trasmesso al driver dell'altoparlante.

Un resistore è un componente elettrico con proprietà resistive. Abbassa il volume di tutte le frequenze e aiuta a creare bias del circuito per far funzionare il crossover.

Fondamentalmente, un condensatore viene utilizzato per abbassare il suono delle frequenze basse, un induttore abbassa le frequenze acute e un resistore abbassa tutte le frequenze insieme. Con questi componenti disposti su una configurazione specifica su un circuito, i produttori sintonizzano i loro altoparlanti per il mercato di destinazione in cui intendono vendere i loro prodotti.

Vantaggi del crossover degli altoparlanti

Ci sono diversi vantaggi in un sistema audio che utilizza un crossover di altoparlanti. La prima e più ovvia ragione è la chiarezza. Separare i bassi dagli alti e inviare queste frequenze a tre diversi driver di altoparlanti specializzati in quelle frequenze produrrà suoni più accurati.

Poiché più driver di altoparlanti stanno lavorando su diversi pezzi dello spettro audio, questi driver lo faranno hanno una longevità significativamente più lunga perché non dovranno lavorare duramente come un altoparlante full-range autista.

L'uso di diversi driver per altoparlanti specializzati renderà anche più semplice la messa a punto del sistema. Con componenti come un resistore, un condensatore e un induttore, i produttori possono regolare il volume, la proiezione e le frequenze che desiderano vengano riprodotte sul driver dell'altoparlante. Ad esempio, se i produttori vogliono realizzare altoparlanti per il normale consumo di contenuti multimediali, possono accentuare i bassi. Vogliono realizzare altoparlanti di monitoraggio? Bilancia gli alti, i medi e i bassi.

Il crossover degli altoparlanti mantiene il tuo hardware funzionante più a lungo

Ora dovresti capire cos'è un crossover per altoparlanti, come funziona e i suoi vantaggi. Ovviamente, se vuoi creare il tuo sistema audio fai-da-te, dovrai scavare ancora più a fondo sull'argomento, poiché i crossover degli altoparlanti sono piuttosto complessi. Ma, se sei solo un consumatore normale, questo dovrebbe darti una prospettiva migliore per aiutarti a trovare un sistema di altoparlanti di buona qualità se ne sei sul mercato.

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