Egy hangrendszerben, ahol több hangszórót használunk, a különböző hangsugárzók összehangolásához elengedhetetlen a hangváltók (crossover) alkalmazása. A hangváltókat több szempont szerint is osztályozhatjuk, például: működési elv szerint, kapcsolásuk szerint, vágási meredekségük szerint, frekvencia szétosztásuk szerint. A legnagyobb különbséget a működési elvben véljük felfedezni, ugyanis itt megkülönböztetünk passzív és aktív hangváltókat.
Egy hangrendszerben, ahol több hangszórót használunk, a különböző hangsugárzók összehangolásához elengedhetetlen a hangváltók (crossover) alkalmazása. A hangváltókat több szempont szerint is osztályozhatjuk, például: működési elv szerint, kapcsolásuk szerint, vágási meredekségük szerint, frekvencia szétosztásuk szerint. A legnagyobb különbséget a működési elvben véljük felfedezni, ugyanis itt megkülönböztetünk passzív és aktív hangváltókat.
A passzív hangváltókat az erősítők és a hangszórók között alkalmazzuk, és a nevükből adódóan passzív elemekből épülnek fel: LRC, L (tekercs), R (ellenállás), C (kondenzátor). Előnyük, hogy könnyen installálhatók, és semmilyen kiegészítőt nem igényelnek. Hátrányuk viszont, hogy általában csak ahhoz a hangszóró szetthez használhatók, amelyhez adták, vagy készítettük.
Ez abból, adódik, hogy a hangszórók lesugárzási frekvenciatartománya más és más, a passzív váltók pedig fix beállítási paraméterekkel rendelkeznek, így ha esetleg egy magas sugárzót alacsonyabb frekvenciáról akarunk indítani, mint amit képes lesugározni, ez torz hangot eredményez. Egyedül, ami könnyen megoldható, az a magas, vagy középsugárzó hangerejének szabályozása, melyet egy ellenállás aránypárral tudunk beállítani.
Ezzel ellentétben az aktív frekvenciaváltók számos előnnyel bírnak passzív társaikkal szemben, melyek közül a legfontosabb a variálhatóság. Széleskörű beállítási lehetőségek közül választhatunk az aktív váltók esetében, mégpedig: vágási meredekség állítás, fázisbeállítás, vágási frekvenciaszabályozás, minden sávon külön hangerő szabályozás…
Szerintem ennyi bőven elég a lehetőségek közül. Ebből is láthatjuk, hogy milyen széleskörűen használhatjuk az aktív váltókat. Az aktív váltóban egy komplett kis elektronikát találunk, mely integrált áramkörök (IC) sokaságából épül fel, és ezért tápfeszültséget is igényel. Ezen felül a rendszerbe történő illesztése is más, ugyanis ezeket a hangváltókat a műsorforrás (CD-rádió), és az erősítők közé kell beépíteni.
Két szempontból nehézkesebb az aktív váltókkal dolgozni, mégpedig, hogy tápfeszültséget kell adnunk a készüléknek, és több erősítőre is szükségünk lesz, mint passzív társai általános alkalmazásánál. De, ha belegondolunk, hogy aktív frekvenciaváltókat főleg az effektíve drágább rendszereknél alkalmaznak, ezekhez a rendszerekhez már egyébként is több erősítőt célszerű használni a lehető legjobb minőség eléréséhez. A következőkben kapcsolás szerint vizsgálgassuk az aktív frekvenciaváltókat. E szerint lehetnek: Butterworth, Csebisev, vagy Bessel típusú szűrők. Szerintem most ne menjünk bele ezekről a típusokról műszaki ódákba, csak egy kicsit hasonlítsuk össze őket.
A Butterworth szűrő frekvenciamenete csak röviddel az adott határfrekvencia előtt kezd el erősen csökkenni. Frekvenciatartománya kellően egyenletes.
A Csebisev típusú szűrő erősítése túllépi a határfrekvenciát, és e fölött meredeken csökken.
Az áteresztő tartományban a frekvenciamenet nem igazán egyenletes.
A Bessel szűrők levágása nem olyan meredek, mint társaiké, viszont a sugárzott frekvenciatartományban az egyenletessége nagyon jó.
Mindent összevetve, kevés kompromisszummal a Butterworth szűrő a legalkalmasabb számunkra. A következő csoportosításból kiderül, hogy vágási meredekségük szerint milyen váltókat különböztetünk meg: 6, 12, 18, 24, 30, 36 dB/Oct. Ezek az általában használatos értékek. Mit is jelent a levágási meredekség? Azt, hogy az adott jel erőssége egy oktávon belül hány dB-el csökken.
Minél nagyobb a levágási meredekség, annál kevesebb jel jut át a határfrekvencián túlra, így pontosabban illeszthetők egymáshoz a hangszórók (habár az, hogy milyen vágási meredekséget állítsunk be, mindig a meghallgatástól függ). Frekvenciaszétosztás szerint megkülönböztetünk 2, 3, (4) utas frekiváltókat. A 2-utas váltóhoz egy mély-közép, és egy magas sugárzó csatlakozik, a 3-utas váltó egy mély, egy közép, és egy magas sugárzót szolgál ki, még az ún. 4-utas rendszer a 3-utas rendszert egészíti ki egy alsó mélysugárzóval.
Végül is, ha a teljes hangrendszert nézzük, akkor a szubládát is bele kell 1-útnak számítanunk a kérdésbe. Alapvetően önálló egységként 2, és 3 utas hangváltókról beszélhetünk.
Utoljára hagytam egy pár számítási kalkulációt passzív hangváltók méretezéséhez, mellyel vállalkozó szelleműek nyugodtan próbálkozhatnak.
Akkor most nézzük a legáltalánosabban használt 2-utas 6, 12, 18 dB/Oct. meredekségű változatokat. A paraméterekből, mint látjátok a kondenzátorok (C) kapacitását ki tudjátok számolni, mely eredményt Farad-ban kaptok (1Farad=1.000.000µF) ugyanígy a tekercsek induktivitását (L) melyet Henry-ben ad meg a képlet (1Henry=1000mH).
Az R1, R2 ellenállás aránypárral a magassugárzók hangerejét tudjátok esetlegesen csökkenteni, melyekre a táblázatban 4, ill. 8 Ohm-os hangszórókhoz megtaláljátok az értékeket, Ohm-ban.
4Ω | 8Ω | |||
Csillapítás dB-ben | R1 | R2 | R1 | R2 |
–1 | 0,4 | 32,8 | 0,9 | 65,6 |
–2 | 0,8 | 15,5 | 1,7 | 30,9 |
–3 | 1,2 | 9,7 | 2,3 | 19,4 |
–4 | 1,5 | 6,8 | 3,0 | 13,7 |
–5 | 1,8 | 5,1 | 3,5 | 10,3 |
–6 | 2,0 | 4,0 | 4,0 | 8,0 |
–7 | 2,2 | 3,2 | 4,4 | 6,5 |
–8 | 2,4 | 3,7 | 4,8 | 5,3 |
–9 | 2,6 | 2,2 | 5,2 | 4,4 |
–10 | 2,7 | 1,9 | 5,5 | 3,7 |
Paraméterek: π = 3.14, fc = vágási frekvencia (Hz)
Z = hangszóró impedanciája (ohm)