Akustische Frequenzweichen sind elektronische Geräte, die ein Eingangssignal aufnehmen und zwei oder drei Ausgänge erzeugen, die aus getrennten Hoch-, Mittel- und Niederfrequenzbändern bestehen. Unterschiedliche Bereiche speisen unterschiedliche Lautsprecher oder "Treiber" in einem Soundsystem: Woofer und Subwoofer. Ohne Frequenzweiche kommt es zu einem zufälligen Zusammenbruch des Tons. In diesen blockiert ein Hochpassfilter Tiefen, sendet aber hochfrequente Töne an den Hochtöner, während ein Tiefpassfilter Höhen blockiert und niederfrequente Töne an den Subwoofer weiterleitet.
Komponenten-Soundsystem
Crossover-„Netzwerke“von koaxialen Mehrbereichs-Autolautsprechern sind normalerweise in Lautsprecher eingebaut und bestehen aus kleinen elektrischen Komponenten wie Spulen oder Kondensatoren. Frequenzweichen für Drei-Wege-Systeme mit Hochtönern, Mitteltönern und Subwoofern umfassen zusätzlich zu Hoch- und Tiefpassfiltern"Bandbreiten" reproduzieren Frequenzen zwischen zwei Punkten, wobei sowohl hohe als auch niedrige Frequenzen im selben Netzwerk verwendet werden. Dafür darf es einen Mitteltöner nur von 100 Hz bis 2500 Hz geben.
Es gibt zwei Haupttypen von akustischen Frequenzweichen: aktiv und passiv. Passive benötigen keinen Strom, um das Signal zu filtern. Aktive erfordern eine Strom- und Masseverbindung, geben Ihnen jedoch viel mehr Flexibilität und präzise Kontrolle über die Musik der Benutzer.
Aktives Audiosystem
Ein Soundsystem wird als "aktiv" bezeichnet, wenn jeder Treiber, Hochtöner, Tieftöner seinen eigenen Verstärkungskanal hat. Dadurch werden die verfügbare Leistung, der Dynamikbereich und die Kontrolle der tonalen Reaktion des Systems über das gesamte Audiospektrum erheblich gesteigert. Eine akustisch aktive Frequenzweiche verbindet den Receiver und den Verstärker und schneidet unerwünschte Frequenzen ab, sodass sie sich nur auf die Frequenzen konzentrieren kann, die der Benutzer hören möchte.
Sie haben normalerweise Lautstärkeregler für jeden Kanal, sodass Sie alle "Stimmen" von verschiedenen Treibern im Gleichgewicht h alten können. Einige Frequenzweichen enth alten andere Audioverarbeitungsfunktionen wie Entzerrung, um das System weiter anzupassen. Der einzige potenzielle Nachteil dieser Art von Frequenzweiche ist, dass sie +12 V, Masse und Steckverbindungen benötigt. Dies stellt ein größeres Problem bei der Installation und Konfiguration dar als ein passives Gerät.
Passive akustische Geräte
Akustische Passivweiche ist nicht an eine Stromquelle angeschlossen. Es gibt zwei Arten von passiven Frequenzweichen: Komponenten-Frequenzweichen, die zwischen Verstärker und Lautsprecher gesch altet werden, und eingebaute Frequenzweichen, die sich zwischen Receiver und Verstärker befinden.
Komponente. Nach dem Verstärker kommen die passiven Übergänge der Komponenten im Signalweg. Dies sind kleine Netzwerke aus Kondensatoren und Spulen, die normalerweise in der Nähe von Lautsprechern installiert werden. Komponentenlautsprecher werden mit Frequenzweichen geliefert, die für eine optimale Leistung eingestellt sind. Sie sind einfach zu installieren und zu konfigurieren. Das Vollbereichssignal verlässt den Verstärker und geht zu einer passiven Frequenzweiche, die es in zwei Teile aufteilt und die hohen Töne an den Hochtöner und die Mitten und Tiefen an den Tieftöner sendet. Die meisten passiven Komponenten-Frequenzweichen haben zusätzliche Einstellungen, mit denen Sie den Hochtöner aussch alten können, wenn der Ton für den Woofer zu laut erscheint.
Neben passiven Frequenzweichen, die mit Lautsprechersignalen arbeiten und zwischen Verstärker und Lautsprecherkomponenten gesch altet werden, gibt es auch eingebaute akustische Autoweichen, die vor dem Verstärker installiert sind. Sie sehen aus wie kleine Zylinder mit RCA-Steckern an jedem Ende und werden einfach in die Eingänge gesteckt. Eingebaute Frequenzweichen verschwenden keine Energie wie hohe Frequenzen bei einem Subwoofer. Die Installation einer eingebauten Frequenzweiche ist eine großartige und kostengünstige Möglichkeit, den Klang des Centers zu verbessern, insbesondere in einem Komponenten-Lautsprechersystem.
Prinzipien zur Verwendung von Autoradio
Um zu verstehen, was eine Frequenzweiche ist und ob der Klang wirklich eine oder mehrere Frequenzweichen benötigt, ist es wichtig, zunächst einige sehr einfache Prinzipien für die Verwendung einer Autoweiche zu verstehen. Die Grundidee ist, dass Musik aus Klangfrequenzen besteht, die die gesamte Bandbreite des menschlichen Gehörs bestimmen, aber einzelne Quellen sind besser darin, bestimmte Frequenzen zu erzeugen als andere.
Hochtöner sind für die Wiedergabe hoher Frequenzen ausgelegt, Woofer für die Wiedergabe niedriger Frequenzen usw. Der Hauptzweck besteht darin, Musik in ihre Frequenzkomponenten zu zerlegen und sie an bestimmte Lautsprecher zu senden, um eine höhere Audiotreue zu erreichen. Indem Sie sicherstellen, dass nur die richtigen Frequenzen Ihre klassischen Lautsprecher erreichen, können Sie Verzerrungen effektiver reduzieren und die Klangqualität Ihres Auto-Audiosystems verbessern.
Die Installation von passiven akustischen Frequenzweichen ist eine relativ einfache Aufgabe, da sie eine Crossover-Verkabelung zwischen dem Verstärker und den Lautsprechern bereitstellt. Sie könnten beispielsweise eine passive Frequenzweiche an einen Verstärkerausgang anschließen, dann den Hochtönerausgang mit einem Hochtöner und den Subwooferausgang mit einem Subwoofer verbinden.
Die Installation einer aktiven Car-Audio-Frequenzweiche ist im Allgemeinen ein komplizierteres Verfahren. Das Hauptproblem besteht darin, dass aktive Frequenzweichen Strom benötigen, sodass Sie Strom- und Erdungskabel für jedes Gerät verlegen müssen. Falls bereits installiertVerstärker, ist es einfacher, eine aktive Frequenzweiche zu installieren. Wenn Sie ihn an der gleichen Stelle erden, an der der Verstärker geerdet ist, können Sie störendes Rauschen in der Erdungsschleife vermeiden.
Crossover-Klassifizierung
Akustische Frequenzweichen können nach der Anzahl der Bänder klassifiziert werden, in die das Audiospektrum unterteilt ist. Zwei-Wege teilt das Audiospektrum in zwei Teile und sendet Informationen an verschiedene Treibertypen. Three-way teilt das Audiospektrum in drei Teile und so weiter. Eine Überkreuzung kann auch durch den Punkt beschrieben werden, an dem der steile Schnitt beginnt. Es bezieht sich normalerweise auf die Frequenz, mit der der Abstieg beginnt. Bei Duplex haben beide Treiber 6 dB am Übergangspunkt.
Begriffe, die häufig zur Beschreibung der Übergangssteilheit verwendet werden, sind 6 dB/Oktave, 12 dB/Oktave, 18 dB/Oktave oder 24 dB/Oktave. Die Flankensteilheit, auf die sich diese Begriffe beziehen. Bei einem Oktavwechsel hat eine 6-dB/Oktave-Frequenzweiche einen Ausgang, der 6 dB unter dem Startpunkt liegt; 12 dB/Oktave haben einen 12-dB-Ausgang. Eine andere Gruppe von Begriffen, die häufig zur Beschreibung der Crossover-Steilheit verwendet werden, sind 1. Ordnung, 2. Ordnung, 3. Ordnung und 4. Ordnung.
Diese Terme leiten sich aus der Anzahl der Komponenten ab, die benötigt werden, um die beschriebene Steigung zu erzeugen. Eine Frequenzweiche 1. Ordnung verwendet 1 Komponente und ergibt ungefähr 6 dB/Oktave. Eine Frequenzweiche 2. Ordnung verwendet 2 Komponenten und liefert etwa 12 dB/Oktave usw.
Center-Lautsprecherkomponenten
Wenn es schwierig ist, einen Wert zu finden, der nicht mehr als 10 % des gewünschten Klangs ausmacht, stellen Sie ihn ein. HierEinige Tipps zum Arbeiten mit verschiedenen Komponenten:
- Kondensatoren: Kombiniere zwei Kondensatoren, sch alte sie parallel. Wenn man sie auf diese Weise verwendet, kann man einfach die beiden Werte addieren, um die kombinierte äquivalente Kapazität zu erh alten.
- Widerstände: Sch alten Sie zwei Widerstände in Reihe, um einen kombinierten Widerstand zu erh alten, der dem Gesamtwert entspricht. Die Nennleistung auf beiden muss hoch sein, um die Systemanforderungen zu erfüllen.
- Induktoren: Wenn Sie nicht mehrere Induktoren verwenden müssen, können Sie einen übergroßen kaufen und die Spulen dann abwickeln, bis der gewünschte Wert erreicht ist. Der Nachteil dieser Methode ist, dass Sie einen bestimmten Induktivitätsmesser verwenden müssen.
Frequenzbereich festlegen
Die Einstellung der Frequenzweiche des Lautsprechersystems ist die richtige Frequenzeinstellung. Um den zulässigen Bereich zu bestimmen, der für Einstellungen verwendet wird, müssen Sie die Daten sowohl für die Lautsprecher als auch für den Subwoofer kennen. Das gekaufte Lautsprecherpaket enthält immer eine Anleitung für die Einstellungen, die Sie verwenden müssen.
Andernfalls gelten die folgenden Regeln. Für die Crossover-Einstellungen sollte die höchste Frequenz verwendet werden, die der Subwoofer verarbeiten kann. Die niedrigste Frequenz, die der Lautsprecher verarbeiten kann, sollte auf Crossover eingestellt werden.
Zum Beispiel für einen Subwoofer-Frequenzbereich von 20-130 Hz und einen Center-Lautsprecher-Frequenzbereich von 70-20.000 Hz, der zulässige BereichDie Crossover-Einstellung für den Hauptlautsprecher beträgt 70-130 Hz. Das bedeutet, dass Sie für den Hauptlautsprecher eine Einstellung von 70, 80, 90 usw. bis zu 130 Hz anwenden können. Bei Verwendung über oder unter der angegebenen Größe werden Frequenzen außerhalb der Grenzen weder vom Subwoofer noch vom entsprechenden Lautsprecher wiedergegeben.
Hauptbausteine
In einem Auto-Audiosystem werden große Außenbordkondensatoren verwendet, um zu verhindern, dass die Lichter verblassen, wenn laute Basstöne gespielt werden. Sie erreichen dies, indem sie dem Verstärker einen schnellen Leistungsschub geben. Lautsprecher-Crossover-Kondensatoren haben einen hohen "Widerstand", der allgemein als reaktiv für Niederfrequenzsignale bezeichnet wird.
Es gibt drei Hauptspezifikationen für Kondensatoren:
- Die maximale Spannung, bei der es nicht zu einem dialektischen Zusammenbruch kommt. Dieser Zusammenbruch tritt auf, wenn das elektrische Feld zwischen den beiden Platten des Kondensators ausreicht, um die Dialektik zu polarisieren und sie dadurch in einen Leiter umzuwandeln. In diesem Fall wird der Kondensator heiß und kann explodieren.
- Die Kapazität von Kondensatoren wird normalerweise in Mikrofarad gemessen - mF oder uF oder (griechischer Buchstabe mu) F. Ein Mikrofarad ist 1/1.000.000 oder 1 × 10 -6 Farad. Und Picofarad werden auch verwendet, was 1/1.000.000 oder 1 × 10-6 Mikrofarad (1 × 10-12 Farad).ist
- Toleranz. Dies ist eine akzeptable Schwankung des Werts. Ein 47-mF-Kondensator mit einem Bereich von -20 %/+80 % wäre das beispielsweisehaben eine Kapazität von 37,6 bis 84,6 mF. Audiosysteme sch alten typischerweise einen Kondensator in Reihe mit jedem „Hochfrequenz“-Lautsprecher, um als Hochpassfilter zu fungieren.
Systemimpedanz berechnen
Wenn alle Lautsprecher parallel gesch altet sind und die gleiche Impedanz haben, ist die akustische Frequenzweichenberechnung einfach durchzuführen. Teilen Sie einfach die Impedanz durch die Anzahl der parallel gesch alteten Lautsprecher.
Beispiel 1: Vier 8 Ohm Lautsprecher, Parallelsch altung: 8 / 4=2 Ohm. Beispiel 2: Zwei 4 Ohm Lautsprecher, Parallelsch altung: 4 / 2=2 Ohm.
Um parallel gesch altete Lautsprecher mit unterschiedlicher Impedanz zu berechnen, gilt folgende Formel:
R gesamt=1/(1/r1+1/r2+…..).
Tatsächlich ist die exakte Berechnung des Audiosystems ein sehr komplexer empirischer Vorgang. Um es einfacher zu machen, gibt es im Internet viele Online-Rechner für die Lautsprecherüberkreuzung, z. B. einen separaten Rechner für 2, 3 und 4 parallel gesch altete Lautsprecher, sowie Rechner, die für komplexere Reihen-/Parallel-Konfigurationen verwendet werden können. Dazu müssen Sie die Impedanz jedes Lautsprechers in die weißen Quadrate des entsprechenden Rechners eingeben. Die Gesamtimpedanz für parallel gesch altete Lautsprecher wird ermittelt. Außerdem wird für jeden Sprecher ein Prozentsatz berechnet.
Das Display zeigt an, wie sich die Ausgangsleistung des Verstärkers auf die Lautsprecher verteilt. Bei Verwendung zusammen mit unterschiedlicher ImpedanzPower Sharing wird berücksichtigt.
Wenn es einen Treiber gäbe, der das gesamte Audiospektrum einfach und genau reproduzieren könnte, wäre es nicht nötig, eine Frequenzweiche zu verwenden. Der Hauptgrund ist, dass normalerweise mehrere Treiber erforderlich sind, um das gesamte Klangspektrum abzudecken. Es ist nicht möglich, einen Treiber herzustellen, der in der Lage ist, gleichzeitig hohe und tiefe Frequenzen zu erzeugen. Verschiedene Arten von Treibern sind so konzipiert, dass sie in verschiedenen Bereichen gut funktionieren. Die Verwendung einer Frequenzweiche hilft, die Arbeit verschiedener Fahrer zu koordinieren.
