Réseaux de crossover passifs vs actifs
Pour optimiser les capacités de performance d'un haut-parleur, il doit fonctionner dans la gamme de fréquences pour laquelle il a été conçu. Un woofer ou subwoofer ne pourra pas reproduire les hautes fréquences avec précision. Un tweeter s'autodétruira si vous lui demandez d'essayer de jouer des fréquences de basses. Pour cette raison, nous utilisons des systèmes de haut-parleurs trois et quatre voies dans la plupart des véhicules. Cela signifie utiliser des réseaux de crossover.
Le but d'un crossover est de séparer les fréquences qui passent à travers. Nous allons plonger jusqu'à la taille dans les avantages et inconvénients des crossovers couramment utilisés dans les ensembles de haut-parleurs composants pour systèmes audio auto.
Comment fonctionne un réseau de crossover passif
Un réseau de crossover passif est un composant ou groupe de composants qui est installé sur les fils de haut-parleur entre un amplificateur et un haut-parleur. Le comportement de ces composants atténue des portions du signal allant au haut-parleur lui-même. Quatre composants sont couramment utilisés dans les réseaux passifs : condensateurs, bobines, résistances et dispositifs de protection.
La combinaison et la configuration de ces composants sont utilisées pour créer un réseau de filtre passe-bas, passe-haut ou passe-bande. Les résistances sont utilisées pour atténuer la sortie des dispositifs, ou parfois utilisées comme partie d'un circuit de correction d'impédance dépendant de la fréquence appelé réseau Zobel. Certains fabricants incluent des ampoules, diodes ou une forme de résistances à température positive pour limiter la tension qu'un tweeter reçoit. Des réseaux passifs actifs complets ont été disponibles (mais c'était il y a longtemps).
Comment fonctionne un crossover actif
Un crossover actif est un dispositif qui modifie un signal audio avant l'amplificateur. Il fonctionne sur des signaux de niveau ligne ou préampli seulement. Les crossovers actifs combinent amplificateurs opérationnels, résistances et condensateurs pour altérer différentes gammes de fréquences du signal. Contrairement aux réseaux passifs, les crossovers actifs peuvent être conçus pour augmenter le niveau du signal, mais seulement dans le cas de filtres alimentés. Les réseaux actifs incluent souvent d'autres fonctions, comme les contrôles de niveau à distance et les circuits de boost de basses.
Avantages des crossovers passifs
Il vaut la peine de noter que chaque réseau passif est conçu pour fonctionner à une fréquence spécifique pour un haut-parleur spécifique. Si vous changez le haut-parleur, le filtre ne répondra pas de la même façon. Dans certains cas, si l'impédance du haut-parleur est significativement différente de celle pour laquelle le réseau a été conçu, le haut-parleur peut être endommagé, ou des portions du réseau peuvent être endommagées.
Les réseaux passifs sont faciles à utiliser. Vous tirez un fil de votre amplificateur vers l'entrée du réseau, puis connectez chaque haut-parleur à la sortie. En dehors de monter le réseau dans un endroit sec exempt de vibrations, c'est à peu près tout ce que vous avez à considérer.
Certains réseaux passifs incluent une forme d'atténuation de niveau de sortie. La plupart utilisent un commutateur à deux ou trois positions. Certains utilisent des jumpers. Un réseau haut de gamme extrême peut inclure un L-pad variable ou un potentiomètre pour des capacités de réglage fin extrême.
Les crossovers passifs vous permettent de diviser la puissance d'un seul canal d'amplificateur pour piloter deux haut-parleurs différents. Moins de canaux d'amplificateur peuvent réduire dramatiquement le coût du système, puisque vous n'avez besoin que d'une paire de canaux d'amplificateur pour faire fonctionner un ensemble complet de haut-parleurs.
Limitations des crossovers passifs
Puisqu'un réseau de crossover passif est conçu pour une fréquence spécifique, une fois les pièces choisies et assemblées, il n'y a aucun moyen de changer cette fréquence sans introduire de nouvelles pièces ou additionnelles.
Concevoir un crossover passif peut être quelque peu complexe. Les réseaux les plus simples reposent sur quelques hypothèses de base sur l'impédance de chaque haut-parleur à la fréquence de crossover. Concevoir un réseau qui compense la charge réactive complexe que les haut-parleurs créent en bougeant est difficile. Cela nécessite un logiciel de modélisation informatisé et un moyen de mesurer l'impédance et la réponse en fréquence du haut-parleur à des niveaux d'excitation variables.
Les crossovers passifs de haute qualité sont conçus pour une distance et un angle spécifiques entre le woofer et le tweeter. Si le réseau est conçu pour que les haut-parleurs soient loin l'un de l'autre, rapprocher les haut-parleurs causera une sommation incorrecte des signaux. Même changer l'angle d'un haut-parleur peut avoir un effet dramatique sur la réponse en fréquence au point de crossover.
Les réseaux de crossover passifs ont des limitations sur la quantité de puissance qu'ils peuvent gérer. Les champs magnétiques créés dans une bobine ont une limite. La tension appliquée à un condensateur a aussi une limite. Les réseaux de crossover peuvent et surchauffent et échouent si trop de puissance leur est envoyée.
Les réseaux de crossover passifs consomment de l'énergie. Utiliser un système de haut-parleur avec un réseau passif n'est pas tout à fait aussi efficace qu'un utilisant un réseau de filtre actif. L'efficacité globale du réseau de crossover dépend de sa complexité et de la qualité des composants utilisés dans le réseau.
Les réseaux de crossover passifs sont quelque peu sensibles au bruit. Si vous faites passer un fil avec un signal CA à côté de la bobine dans un réseau passif, le réseau peut facilement capter ce signal et l'ajouter au signal audio. Choisir un emplacement sûr pour monter les réseaux de crossover passifs est important.
Avantages des crossovers actifs
La plupart des réseaux de crossover actifs sont réglables. Cela signifie qu'en tournant un bouton ou en déplaçant un commutateur, vous pouvez changer la fréquence de crossover. Cette flexibilité rend les crossovers actifs appropriés pour une utilisation avec presque n'importe quel système de haut-parleurs. La plupart des crossovers actifs incluent aussi des contrôles de niveau, donc vous pouvez facilement affiner le niveau du médium et du tweeter pour compenser différents emplacements de montage.
Les crossovers actifs ne se soucient pas de la puissance de vos amplificateurs parce qu'ils traitent le signal avant qu'il n'entre dans l'amplificateur. Les crossovers actifs ne sont pas non plus très sensibles aux variations de température, donc ils peuvent être très précis, tout le temps. Si l'un des canaux d'amplificateur dans un système de crossover actif s'écrase, la distorsion n'affecte que ce canal unique.
Défis des crossovers actifs
Parce que les crossovers actifs sont universels dans leur conception, être capable de régler les fréquences de crossover avec précision peut être difficile. Les étiquettes sur les potentiomètres sont notoirement inexactes. La plupart des crossovers actifs ont des pentes d'atténuation fixes. Vous ne pouvez pas changer ces pentes pour compenser les caractéristiques de réponse ou les variations de placement. À moins que le fabricant du haut-parleur ne le fournisse, ou que vous ayez une expérience extensive dans la mesure de la réponse électro-mécanique et acoustique de l'ensemble de haut-parleurs, savoir à quelle fréquence croiser les haut-parleurs peut être difficile. Trop bas et vous risquez d'endommager le tweeter. Trop haut et vous obtenez de la distorsion du médium. De nombreuses combinaisons de haut-parleurs nécessitent aussi le chevauchement ou le sous-cheauchement des fréquences de crossover pour produire une réponse plate.
Un crossover actif nécessite un canal d'amplificateur dédié pour chaque haut-parleur. Ces exigences de canaux supplémentaires peuvent augmenter le coût de conception d'un système.
La solution parfaite
S'il n'y a pas de limite à votre budget, la solution de crossover idéale pour un ensemble de haut-parleurs est un crossover actif avec un Processeur de Son Numérique (DSP) effectuant le filtrage. Un DSP offrira des fréquences de crossover réglables, et la plupart offrent des pentes et alignements de crossover réglables.
Peu importe ce que vous choisissez, c'est une bonne idée de passer du temps avec un RTA haute résolution pour vous assurer que votre système est configuré pour la réponse la plus lisse et plate possible à la fréquence de crossover.