کراس اور چیست ؟

کراس اور چیست و چه کاربردی دارد ؟

کراس اوور دستگاه های الکترونیکی هستند که با تقسیم سیگنال به باند ها بر اساس فرکانس ها ، یک سیگنال ورودی صوتی منفرد را به دو یا سه سیگنال تبدیل می کنند. بنابراین ، به عنوان مثال ، یک سیگنال ورودی منفرد را می توان به باندهایی با فرکانس های کم ، زیاد و متوسط ​​برد تقسیم کرد. با تصویر کردن آن به عنوان چهارراهی که سه مسیر برای طی کردن دارد و کراس اوور به عنوان علامتی که هر باند فرکانس را به مقصد خود نشان می دهد ، آسان است.

چرا به کراس اور نیازهست ؟

هر سیستم صوتی ، برای هدایت صدا به درایور صحیح ، به یک کراس اوور نیاز دارد. باید  صدای جیر جیر و زیربناها به ترتیب زیاد ، متوسط ​​و پایین فرکانس تنظیم شوند. هر بلندگو با برد کامل دارای یک شبکه متقاطع در داخل است. اگر این فرکانسها به درستی هدایت نشوند ، بلندگوها سعی می کنند صداهایی را که توان پخش آنها را ندارند پخش کنند. نت های میانی و باس در پشمی ها جمع می شوند و صدای جیر جیر در پخش صدای توییتر باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. در بدترین حالت ، برخی از فرکانس ها ممکن است به طور کامل از بین بروند .

انواع کراس اور

دو نوع متقاطع وجود دارد - فعال و منفعل. گذرگاه های غیرفعال به برق نیاز ندارند و کنترل محدودی بر میزان هر کانال دارند. آنها کنترل را محدود می کنند تا بتوانند حجم صدای توییت را نسبت به حجم ووفر تنظیم کنند. آنها بین تقویت کننده و بلندگوها یا زیر فرق قرار می گیرند و به همین ترتیب ، یک سیگنال از قبل تقویت شده را به درایور مناسب منتقل می کنند. این کراس اوورها معمولاً بصورت کارخانه ای اجرا می شوند و غالباً دقت کمتری دارند ، در نتیجه صدای کمتری به وجود می آید.

یک کراس اوور فعال به منبع انرژی اضافی نیاز دارد و برای نصب کمی پیچیده تر است. بین گیرنده و تقویت کننده می رود و با سیگنال های سطح پایین و غیر تقویت شده عمل می کند. در بیشتر موارد ، این امکان را می دهد که حجم نسبی هر باند فرکانس را کنترل کنید ، و البته فرکانس به خودی خود قدم می گذارد. برخی از کراس اوورها نیز دارای عملکرد اکولایزر هستند. یک کراس اوور فعال به آمپلی فایر اجازه می دهد تا تنها بر فرکانس های مورد نیاز خود برای تقویت متمرکز شود ، در اصل کنترل بیشتری بر نحوه عملکرد آمپ های شما می دهد.

چه نوع کراس اوری را انتخاب کنیم ؟

اگر در حال ساختن یک سیستم صوتی سفارشی هستید ، کراس اوورهای فعال باید یک انتخاب بدیهی باشند ، اما آنها به منبع انرژی نیاز دارند. برای نصب آن باید کمی برنامه ریزی بیشتری انجام دهید و کمی بیشتر هزینه کنید ، اما نتیجه نهایی یک سیستم صوتی خواهد بود که کاملاً کنترل آن را بر عهده دارید.

خب حالا یک کراس اوور چگونه باعث ضعیف شدن یک فرکانس میشه؟

Attenuation Slope  یا شیب کاهش

به طور قطع میشه گفت ما کراس اووری نداریم که کاملا دقیق عمل کنه.یعنی بتونه فرکانسهای بعد از فرکانس کات آف(Cut off Frequency)  رو کاملا حذف کنه،بلکه فقط قدرت این رو داره که فرکانسهای بالا یا پائین نقطه کات آف رو ضعیفشون کنه.حالا هر مقدار از این نقطه فاصله بگیریم،کاهش بیشتر میشه.به شیب خطی که کراس اوور این فرکانسها رو از نقطه کات آف تضعیف میکنه، Attenuation Slope میگن.حالا هر مقدار این شیب بیشتر باشه، کراس اوور دارای قدرت فیلترینگ بیشتری میباشد.
کراس اوور با شیب صفر به معنای فیلتر نشدن هیچ فرکانسی و با شیب بی نهایت به معنای فیلتر شدن کامل تمامی فرکانس هایی که بالا یا پایین تر از Cut off Frequency قرار دارند میباشد. واحد اندازه گیری شیب کاهش،دسیبل بر اکتاو (dB/Octave) میباشد.یعنی به ازای هر یک اکتاو که از فرکانس کات اف فاصله بگیریم،چند dB از قدرت فرکانس کم میشود.هر اکتاو به معنای نصف شدن فرکانس میباشد.مثلا فرکانس ۴۰۰ هرتز یک اکتاو از فرکانس ۲۰۰ هرتز بالاتره،و فرکانس ۲۰۰ هرتز یک اکتاو از فرکانس ۱۰۰بالاتره و …

کراس اوور ها از لحاظ قدرت فیلترینگ درجات مختلفی دارند که در ذیل خدمتتون عرض میکنم:

درجه ۱ : به طور کلی کراس اوورهای ضعیفی هستند و شیب کاهش آنها ۶dB/octave  هست.
درجه ۲ : کراس اوورهائی در حد متوسط با شیب کاهش آنها۱۲ dB/octave  هست که اغلب در کراس اوور کامپوننتها(نوع پسیو )و همینطور در آمپلیفایرها و پخشها(نوع اکتیو)،با این شیب مورد استفاده قرار میگیرند.البته تو برخی پخشهای حرفه ای شیبهای بالاتر نیز طراحی و ساخته شده اند. به طور مثال در پخش P80 پایونیر کراس اوور Low Pass Filter  که برای ساب ووفر استفاده میشه دارای شیب ۱۸dB/octave  میباشد.همچنین اگر در حالت شبکه از این پخش استفاده گردد،شیب کاهش به ۳۶dB/octave  نیز میرسد.
درجه 3: این نوع کراس اوورها از قدرت فیلترینگ بیشتری نسبت به دو نوع قبلی برخوردار هستند.شیب کاهش این نوع کراس اوورها۲۴dB/octave  میباشد.
خب ،حالا بیائیم با قطعات تشکیل دهنده یک کراس اوور پسیو آشنا شویم.در ساخت این کراس اوورها به طور کلی از دوقطعه اصلی خازنهای بیپلار (Bipolar pacitor) و سلفها (inductors) استفاده میشود.
وظیفه خازن اینه که در مقابل عبور فرکانسهای پائین از خودش مقاومت نشون میده و باعث میشه تا فرکانسهای پائین از اون عبور نکنه.در مقابل در برابر فرکانسهای بالا هیچ واکنشی نشون نمیده و اینگونه فرکانسها به راحتی از خازن عبور میکنند.پس خازن به عنوان یک فیلتر بالا گذر HPF عمل میکنه.
وظیفه سلف دقیقا برعکس خازن هست.یعنی در برابر عبور فرکانسهای پائین هیچ مقاومتی نمیکنه و باعث عبور این فرکانسها میشه ،در مقابل باعث میشه تا فرکانسهای بالا بلوک گردند و نتوانند از اون عبور نمایند.پس سلف به عنوان یک فیلتر پائین گذر LPF عمل میکنه.

کراس اور اکتیو و غیر فعال : در صنعت سیستم صوتی ماشین دو نوع کراس اوور رایج وجود دارد، دسته اول که پسیو هستند برای فیلتر کردن سیگنال نیازی به منبع برق ندارند در حالیکه کراس های اکتیو برای عمل فیلترینگ سیگنال باید به برق متصل باشند و سیم کشی مثبت و منفی باید برایشان فراهم شود. اما در جواب به این پرسش که کدام نوع را انتخاب کنیم تنها میتوان یک عامل موثر است:

چه میزان کنترل و دقت روی اجزای صدا را می‌خواهید تجربه کنید؟

همانطور که گفتیم تفکیک کننده های پسیو نیازی به منبع تامین برق ندارند و از طریق خازن و سلف (سیم پیج) فرکانس ها را فیلتر می‌کنند، یک مثال خوب برای این دسته کراس اوور های موجود در کامپوننت ها هستند که در مدار سیم کشی بین آمپلی فایر ( یا هر منبع تولید سیگنال دیگری) و بلندگو ها قرار می‌گیرند. کراس اووری که در یک پک کامپوننت قرار دارد از پیش تنظیم شده و آماده نصب است ( مانند تفکیک کننده صدا در کامپونت هلیکس E62C.2  .)

یکی از ایراداتی که به این نوع کراس اوور وارد می‌شود این است که بعد از آمپلی فایر نصب می‌شود و سیگنالی که تازه از آمپلی فایر عبور کرده و تقویت شده را فیلتر می‌کند، زیرا در حین عمل تفکیک فرکانس، سیگنال کمی دچار افت شده و بخشی از توان هدر می‌رود اما مزیتی که میتوان در مقابل این افت توان برای کراس اوور های پسیو در نظر گرفت سادگی در نصب و قیمت تمام شده بسیار پایین است که باعث می‌شود از عیب آن چشم پوشی کنیم.

کراس اوور Active یا فعال

برخلاف تفکیک کننده های غیرفعال Passive، تفکیک کننده های فعال Active برای انجام کار نیاز به منبع تامین برق مستقیم دارند، اما مهم ترین نکته در مورد این دسته از تفکیک کننده ها این است که در مدار سیم کشی سیستم صوتی بین رادیو پخش و آمپلی فایر قرار می‌گیرند و در نتیجه عمل تفکیک فرکانسی را قبل از رسیدن سیگنال به آمپلی فایر انجام می‌دهند پس یعنی دیگر افت توان ناشی از عمل فیلترینگ بعد از آمپلی فایر اتفاق نخواهد افتاد. نکته دیگر اینکه معمولا کراس اوور های اکتیو دارای قابلیت تنظیم هم هستند و تنظیماتی همچون گین (gain) ، فیلتر های بالاگذر و پایین گذر  ( HPF / LPF ) و حتی برخی مدل ها دارای تنظیمات اکولایزر و تنظیمات صدایی دیگر هم هستند که بیشترین انعطاف پذیری و کنترل روی سیگنال را در اختیار ما قرار می‌دهد. تنها ایراد اساسی که می‌توان به کراس های اکتیو گرفت .طریقه نصب و راه اندازی آن هاست که به سیم کشی جداگانه، تخصص در تنظیم و تجربه در نصب نیازمند است. در نهایت باید گفت تا زمانی که برق یک کراس اور اکتیو تامین شود بهتر از کراس پسیو عمل می‌کند و اگر شخصیتی هستید که طرف دار سیستم های‌عند HighEnd است و نهایت کیفیت برایتان مهم است حضور یک کراس اوور اکتیو برای شما ضروری است. پرووسسور در سیستم صوتی نیز نوعی کراس اوور اکتیو بسیار پیشرفته محسوب می‌شود.