Bộ phân tần âm thanh là thiết bị điện tử lấy một tín hiệu đầu vào và tạo ra hai hoặc ba đầu ra bao gồm các dải tần số cao, trung và thấp được tách biệt. Các phạm vi khác nhau cung cấp các loa hoặc "trình điều khiển" khác nhau trong hệ thống âm thanh: loa trầm và loa siêu trầm. Nếu không có bộ phân tần, một sự cố ngẫu nhiên của âm thanh sẽ xảy ra. Trong đó, bộ lọc thông cao chặn âm thấp nhưng gửi các nốt tần số cao đến loa tweeter, trong khi bộ lọc thông thấp chặn âm cao và chuyển các nốt tần số thấp đến loa siêu trầm.
Hệ thống âm thanh thành phần
Mạng "mạng" chéo của loa ô tô đa dải đồng trục thường được tích hợp sẵn trong loa và bao gồm các thành phần điện nhỏ như cuộn dây hoặc tụ điện. Bộ phân tần cho hệ thống ba chiều sử dụng loa tweeter, trình điều khiển tầm trung và loa siêu trầm bao gồm, ngoài các bộ lọc thông cao và thấp,"băng thông" tái tạo tần số giữa hai điểm bằng cách sử dụng cả tần số cao và thấp trên cùng một mạng. Đối với điều này, có thể có một trình điều khiển tầm trung chỉ từ 100 Hz đến 2500 Hz.
Có hai loại chuyển âm chính: chủ động và thụ động. Những cái thụ động không cần nguồn để lọc tín hiệu. Các thiết bị đang hoạt động yêu cầu kết nối nguồn và nối đất, nhưng cung cấp cho bạn khả năng kiểm soát chính xác và linh hoạt hơn nhiều đối với âm nhạc của người dùng.
Hệ thống âm thanh hoạt động
Một hệ thống âm thanh được gọi là "hoạt động" khi mỗi driver, loa tweeter, loa trầm đều có kênh khuếch đại riêng. Điều này làm tăng đáng kể công suất khả dụng, dải động và khả năng kiểm soát phản ứng âm của hệ thống trên toàn bộ phổ âm thanh. Một bộ phân tần hoạt động âm thanh kết nối giữa bộ thu và bộ khuếch đại và cắt các tần số không mong muốn để nó chỉ có thể tập trung vào các tần số mà người dùng muốn nghe.
Chúng thường có điều khiển âm lượng trên mỗi kênh, vì vậy bạn có thể cân bằng tất cả "giọng nói" từ các trình điều khiển khác nhau. Một số crossover bao gồm các tính năng xử lý âm thanh khác như cân bằng để tùy chỉnh thêm hệ thống. Nhược điểm tiềm ẩn duy nhất của loại bộ phân tần này là nó yêu cầu kết nối + 12V, nối đất và phích cắm. Điều này gây ra vấn đề lớn hơn để cài đặt và định cấu hình so với thiết bị thụ động.
Thiết bị âm thanh thụ động
Bộ phân tần thụ động âm thanh không được kết nối với nguồn điện. Có hai loại bộ phân tần thụ động: bộ phân tần thành phần, được kết nối giữa bộ khuếch đại và loa và bộ chuyển đổi tích hợp, được đặt giữa bộ thu và bộ khuếch đại.
Thành phần. Quá trình chuyển đổi thụ động của các thành phần trong đường dẫn tín hiệu đến sau bộ khuếch đại. Đây là những mạng lưới tụ điện và cuộn dây nhỏ thường được lắp đặt gần loa. Loa thành phần đi kèm với bộ phân tần để có hiệu suất tối ưu. Chúng rất dễ cài đặt và cấu hình. Tín hiệu toàn dải thoát ra khỏi bộ khuếch đại và đi đến bộ phân tần thụ động chia nó ra làm hai và gửi các nốt cao đến loa tweeter và các âm trung và trầm đến loa trầm. Hầu hết các bộ phân tần thành phần thụ động đều có cài đặt bổ sung cho phép bạn tắt loa tweeter nếu âm thanh có vẻ quá lớn đối với loa trầm.
Ngoài các bộ phân tần thụ động hoạt động dựa trên tín hiệu loa và được kết nối giữa bộ khuếch đại và loa, còn có các bộ phân tần ô tô tích hợp được lắp đặt phía trước bộ khuếch đại. Chúng trông giống như các xi lanh nhỏ với phích cắm RCA ở mỗi đầu và chỉ cần cắm vào các đầu vào. Các bộ phân tần tích hợp không lãng phí năng lượng như tần số cao đối với loa siêu trầm. Lắp đặt bộ phân tần tích hợp là một cách tuyệt vời và không tốn kém để cải thiện âm thanh của trung tâm, đặc biệt là trong hệ thống loa thành phần.
Nguyên tắc sử dụng âm thanh trên ô tô
Để hiểu crossover là gì và nhu cầu âm thanh có thực sự cần một hay nhiều crossover hay không, điều quan trọng là bạn phải hiểu một số nguyên tắc rất đơn giản khi sử dụng crossover trên ô tô. Ý tưởng chính là âm nhạc được tạo thành từ các tần số âm thanh chi phối toàn bộ âm vực của thính giác con người, nhưng các nguồn riêng lẻ tạo ra các tần số cụ thể tốt hơn các nguồn khác.
Loa tweeter được thiết kế để tái tạo tần số cao, loa trầm được thiết kế để tái tạo tần số thấp, v.v. Mục đích chính là tách nhạc thành các tần số thành phần của nó và gửi đến các loa cụ thể để đạt được độ trung thực của âm thanh cao hơn. Bằng cách đảm bảo rằng chỉ có tần số phù hợp mới phát ra được loa cổ điển của bạn, bạn có thể giảm méo tiếng và cải thiện chất lượng âm thanh của hệ thống âm thanh trên ô tô một cách hiệu quả hơn.
Lắp đặt bộ phân tần âm thanh thụ động là một công việc tương đối dễ dàng vì nó cung cấp hệ thống dây phân tần giữa bộ khuếch đại và loa. Ví dụ: bạn có thể kết nối bộ phân tần thụ động với đầu ra bộ khuếch đại, sau đó kết nối đầu ra loa tweeter với loa tweeter và đầu ra loa siêu trầm với loa siêu trầm.
Việc lắp đặt bộ phân tần âm thanh trên ô tô đang hoạt động nói chung sẽ là một thủ tục phức tạp hơn. Vấn đề chính là các crossover hoạt động yêu cầu nguồn điện, vì vậy bạn sẽ cần chạy dây nguồn và dây nối đất cho mỗi thiết bị. Nếu đã được cài đặtbộ khuếch đại, nó sẽ dễ dàng hơn để cài đặt một bộ phân tần hoạt động. Trên thực tế, nối đất nó ở cùng nơi với bộ khuếch đại được nối đất sẽ giúp ngăn chặn tiếng ồn khó chịu trong vòng nối đất.
Phân loại chéo
Các bộ phân tần âm thanh có thể được phân loại theo số lượng dải tần mà phổ âm thanh được phân chia. Hai chiều phân chia phổ âm thanh thành hai phần và gửi thông tin đến các loại trình điều khiển khác nhau. Ba chiều chia phổ âm thanh thành ba phần, v.v. Sự giao nhau cũng có thể được mô tả bằng điểm bắt đầu cắt dốc. Nó thường đề cập đến tần suất bắt đầu xuống dốc. Trong chế độ song công, cả hai trình điều khiển sẽ có 6 dB tại điểm giao nhau.
Các thuật ngữ thường được sử dụng để mô tả độ dốc chéo bao gồm 6 dB / quãng tám, 12 dB / quãng tám, 18 dB / quãng tám, hoặc 24 dB / quãng tám. Độ dốc của giao nhau mà các thuật ngữ này đề cập đến. Đối với sự thay đổi một quãng tám, bộ phân tần 6 dB / quãng tám sẽ có đầu ra thấp hơn điểm bắt đầu 6 dB; 12 dB / quãng tám sẽ có đầu ra 12 dB. Một nhóm thuật ngữ khác thường được sử dụng để mô tả độ dốc chéo là bậc 1, bậc 2, bậc 3 và bậc 4.
Các thuật ngữ này bắt nguồn từ số lượng các thành phần cần thiết để tạo ra độ dốc được mô tả. Bộ phân tần bậc 1 sử dụng 1 thành phần và sẽ cho khoảng 6 dB / quãng tám. Bộ phân tần thứ 2 sử dụng 2 thành phần và sẽ cung cấp cho bạn khoảng 12 dB / quãng tám, v.v.
Linh kiện loa trung tâm
Nếu khó tìm thấy giá trị không lớn hơn 10% âm thanh mong muốn, hãy điều chỉnh. Nơi đâymột số mẹo để làm việc với các thành phần khác nhau:
- Tụ điện: kết hợp hai tụ điện, nối chúng song song. Sử dụng chúng theo cách này, người ta có thể chỉ cần cộng hai giá trị với nhau để có được dung lượng tương đương kết hợp.
- Điện trở: mắc nối tiếp hai điện trở để tạo ra một điện trở tổng hợp tương đương với giá trị tổng. Xếp hạng công suất trên cả hai phải cao để đáp ứng yêu cầu hệ thống.
- Cuộn cảm: Nếu bạn không cần sử dụng nhiều cuộn cảm, bạn có thể mua một cuộn cảm quá khổ và sau đó rút các cuộn dây cho đến khi đạt được giá trị mong muốn. Nhược điểm của phương pháp này là bạn phải sử dụng một loại đồng hồ đo điện cảm cụ thể.
Xác định dải tần số
Điều chỉnh phân tần của hệ thống loa là điều chỉnh tần số chính xác. Để xác định phạm vi cho phép được sử dụng cho cài đặt, bạn cần biết dữ liệu cho cả loa và loa siêu trầm. Gói loa đã mua luôn có hướng dẫn sử dụng cho các cài đặt bạn cần sử dụng.
Nếu không, các quy tắc sau sẽ được áp dụng. Tần số cao nhất mà loa siêu trầm có thể xử lý nên được sử dụng cho cài đặt phân tần. Tần số thấp nhất mà loa có thể xử lý phải được đặt thành phân tần.
Ví dụ: đối với dải tần của loa siêu trầm là 20-130Hz và dải tần của loa trung tâm là 70-20.000Hz, phạm vi cho phépCài đặt phân tần cho loa chính sẽ là 70-130 Hz. Điều này có nghĩa là bạn có thể áp dụng cài đặt 70, 80, 90, v.v., lên đến 130 Hz cho loa chính. Nếu được sử dụng trên hoặc dưới kích thước đã chỉ định, thì các tần số nằm ngoài giới hạn sẽ không được loa siêu trầm hoặc loa tương ứng tái tạo.
Khối nhà chính
Trong hệ thống âm thanh trên xe hơi, các tụ điện lớn bên ngoài được sử dụng để ngăn đèn mờ khi phát các nốt trầm lớn. Họ đạt được điều này bằng cách cung cấp cho bộ khuếch đại một loạt công suất nhanh chóng. Tụ điện phân tần của loa có "điện trở" cao thường được gọi là phản kháng đối với tín hiệu tần số thấp.
Có ba thông số kỹ thuật chính cho tụ điện:
- Điện áp tối đa mà nó không bị đánh thủng biện chứng. Sự đánh thủng này xảy ra khi điện trường giữa hai bản tụ điện trở nên đủ để phân cực chất biện chứng, do đó biến nó thành chất dẫn điện. Khi điều này xảy ra, tụ điện sẽ trở nên nóng và có thể phát nổ.
- Điện dung của tụ điện thường được đo bằng microfarad - mF hoặc uF hoặc (chữ cái Hy Lạp mu) F. Một microfarad là 1 / 1.000.000 hoặc 1 × 10-6Farad. Và Picofarad cũng được sử dụng, là 1 / 1.000.000 hoặc 1 × 10-6microfarad (1 × 10-12Farad).
- Dung sai. Đây là một biến thể có thể chấp nhận được của giá trị. Ví dụ: tụ điện 47mF với phạm vi -20% / + 80% sẽ làcó công suất từ 37,6 đến 84,6 mF. Hệ thống âm thanh thường kết nối nối tiếp tụ điện với mỗi loa "tần số cao" để hoạt động như một bộ lọc thông cao.
Tính trở kháng hệ thống
Nếu tất cả các loa được kết nối song song và có cùng trở kháng thì việc tính toán phân tần âm thanh rất dễ thực hiện. Đơn giản chỉ cần chia trở kháng cho số lượng loa song song.
Ví dụ 1: Bốn loa 8 ohm, kết nối song song: 8/4=2 ohm. Ví dụ 2: Hai loa 4 ôm, mạch song song: 4/2=2 ôm.
Để tính toán các loa được kết nối song song nhưng có trở kháng khác nhau, áp dụng công thức sau:
R tổng=1 / (1 / r1 + 1 / r2 +…..).
Trên thực tế, việc tính toán chính xác hệ thống âm thanh là một quá trình thực nghiệm rất phức tạp. Để dễ dàng hơn, có nhiều máy tính trực tuyến cho phân tần loa trên internet, chẳng hạn như máy tính riêng biệt cho 2, 3 và 4 loa được kết nối song song, cũng như máy tính có thể được sử dụng cho các cấu hình nối tiếp / song song phức tạp hơn. Để làm điều này, bạn cần nhập trở kháng của từng loa vào ô vuông màu trắng của máy tính tương ứng. Tổng trở kháng cho các loa được kết nối song song sẽ được xác định. Và một tỷ lệ phần trăm cũng được tính cho mỗi người nói.
Màn hình sẽ hiển thị cách phân phối công suất đầu ra của bộ khuếch đại giữa các loa. Khi được sử dụng cùng với trở kháng khác nhauchia sẻ quyền lực sẽ được tính đến.
Nếu có một trình điều khiển có thể tái tạo toàn bộ phổ âm thanh một cách dễ dàng và chính xác, thì sẽ không cần sử dụng bộ phân tần. Lý do chính là nhiều trình điều khiển thường được yêu cầu để bao phủ toàn bộ phổ âm thanh. Không thể tạo ra một trình điều khiển có khả năng tạo ra cả tần số cao và tần số thấp cùng một lúc. Các loại trình điều khiển khác nhau được thiết kế để hoạt động tốt trong các phạm vi khác nhau. Sử dụng bộ giao nhau giúp điều phối công việc của các trình điều khiển khác nhau.
