Crossover (eletrônica)

Crossover
Placa de circuito impresso de um crossover passivo de duas vias.
Características
Classificação	(filtro eletrônico)
Commons	Audio crossover
Composto de	capacitor circuito impresso DSP indutor resistor
Trabalha com	analog electronics, digital electronics
Parte de	3-way loudspeaker box, loudspeaker box
Localização
Especificações ténicas
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Crossover (ou divisor de frequências) é um tipo de filtro eletrônico que separa sinais de áudio em duas ou mais faixas de frequência, para que os diferentes sinais possam ser enviados para diferentes alto falantes projetados para operar com frequências específicas. Os crossovers podem ser ativos ou passivos. Eles geralmente são descritos como de "duas vias" ou "três vias", o que indica se dividem o sinal em duas ou três faixas de frequência, respectivamente. Os crossovers são usados ​​em todos os tipos de alto falantes, caixas acústicas e amplificadores de potência.

Visão geral

A definição de um crossover de áudio ideal muda em relação ao aplicativo de tarefas e áudio em questão. Se as bandas separadas forem misturadas novamente (como no processamento multibanda), o crossover de áudio ideal dividiria o sinal de áudio de entrada em bandas separadas que não se sobrepõem ou interagem e que resultam em um sinal de saída inalterado em frequência, níveis relativos e resposta de fase. Esse desempenho ideal só pode ser aproximado. Como implementar a melhor aproximação é uma questão de debate animado. Por outro lado, se o crossover de áudio separar as faixas de áudio em um alto falante, não há exigência de características matematicamente ideais dentro do próprio cruzamento, pois a frequência e a resposta de fase dos drivers de alto falante em suas montagens eclipsarão os resultados. Saída satisfatória do sistema completo que compreende o crossover de áudio e os drivers de alto falante em seus gabinetes é a meta de design. Esse objetivo é frequentemente alcançado usando características de filtro crossover assimétricas não idelétricas. Muitos tipos de crossover diferentes são usados ​​no áudio, mas geralmente pertencem a uma das classes a seguir.

Tipos

Quanto a filtros de frequência

• Passa alta ("high pass"): é um filtro que permite que frequências acima de um certo ponto passem sem serem filtradas, aquelas abaixo do mesmo ponto continuam a passar pelo filtro, mas são atenuadas de acordo com a curva do crossover.

• Passa baixa ("low pass"): é um filtro que permite que frequências abaixo de um certo ponto passem sem serem filtradas, aquelas acima do mesmo ponto são atenuadas.

• Passa faixa ("band pass"): é o filtro que permite a passagem de uma certa gama de frequências, atenuando aquelas acima ou abaixo daquela faixa.

Quanto aos componentes

Existem crossovers passivos, que são conjuntos de componentes eletrônicos puramente passivos (sem fonte de alimentação), sendo que a maioria deles são compostos por capacitores, indutores (bobinas) e algumas vezes resistores. Existem também os crossovers ativos, que são circuitos eletrônicos com alimentação.

Crossovers passivos são tipicamente colocados entre o amplificador e os alto falantes, enquanto crossovers ativos são tipicamente colocados entre o pré-amplificador e o amplificador. No divisor de frequências ativo, as faixas de áudio são amplificadas separadamente e depois direcionadas a seus alto falantes correspondentes. Divisores ativos apresentam maior custo e complexidade sendo, porém, mais eficientes. Existem alguns poucos crossovers passivos que são desenhados para serem usados entre o pré-amplificador e o amplificador, mas a ponto de corte das freqüências (mais conhecido como "crossover point" ou ponto de corte) destes crossovers não são bem definidos, pois estes dependem na impedância de entrada do amplificador, que varia de amplificador para amplificador.

Existem muitas razões para a utilização de crossovers. Uma delas é para filtrar graves profundos de pequenos alto falantes (tweeters), evitando-se assim a queima dos mesmos. Outro uso é para separar o sinal em um sistema com multi-alto falantes, pois o woofer vai receber somente o grave, o mid-range recebe as frequências médias e o tweeter recebe os agudos.

Crossovers/Divisores de frequências de 3 vias:

Esquema elétrico de um crossover passivo.

Diagrama de um crossover ativo, onde as frequências são separadas após a pré-amplificação, amplificadas individualmente e direcionadas a seus alto falantes específicos.

Quanto à ordem e ponto de corte

A ordem de um crossover indica o quão profunda é sua curva de atenuação. Um crossover de primeira ordem deixa sair um sinal a -6 dB/[[oitava] (isto é, o quadruplo da potência pelo dobro ou metade da frequência). Um crossover de segunda ordem tem uma curva de -12 dB/oitava, um de terceira ordem tem uma curva de -18 dB/oitava, e assim sucessivamente.

O ponto de corte do crossover é geralmente a frequência na qual temos o início de uma atenuação de 3dB do sinal de entrada. Assim no caso de termos um crossover passa alta de primeira ordem com ponto de corte em 200Hz e injetamos um sinal composto de várias frequências, vamos obter na saída um sinal a 200 Hz com uma atenuação de -3dB, a 100 Hz (próxima oitava) uma atenuação de -9dB, a 50 Hz uma atenuação de -15 dB e assim sucessivamente.

Deve ser notado que uma curva de um crossover, como definido acima, é somente uma aproximação, pois existem muitas variações e influências em crossovers. A impedância esperada de um crossover passivo é também importante.

Um crossover passa alta que é projetado como sendo de 6dB/oitava e tendo um ponto de corte a 200 Hz com uma carga de 4ohms não terá a mesma frequência de corte com uma carga diferente de 4 ohms.