I Filtri Crossover. Per poter pilotare in modo corretto gli altoparlanti presenti in una cassa acustica sono essenziali i filtri Crossover.

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1 I Filtri Crossover Per poter pilotare in modo corretto gli altoparlanti presenti in una cassa acustica sono essenziali i filtri Crossover. Reperire in commercio filtri Crossover con determinate caratteristiche non è impresa facile leggendo attentamente questo articolo sarete in grado di autocostruirli. Cosa sono i filtri Crossover? A cosa servono? La gamma di frequenze che può riprodurre un amplificatore HI-FI è molto ampia parte da un minimo di 15 Hz fino a superare i Hz, per essere ascoltate queste frequenze devono essere applicate a più altoparlanti che provvedono a trasformarle in vibrazioni sonore. Quindi un solo altoparlante non sarà mai in grado di riprodurre tutta la gamma delle frequenze acustiche. Per riprodurre fedelmente tutta la gamma audio si racchiudono in una cassa acustica più altoparlanti. Il Woofer avendo un cono di ampie dimensioni riesce a riprodurre fedelmente le onde sonore delle frequenze basse, ma non quelle degli acuti. Il Tweeter riproduce fedelmente le onde sonore delle frequenze acute, ma non quelle dei bassi o dei medio bassi. Il Midrange riesce a riprodurre fedelmente le onde sonore delle frequenze medie e acute ma non quelle dei bassi. Il filtro Crossover, collegato tra l'uscita dell'amplificatore e gli altoparlanti serve per smistare le frequenze dei Bassi, dei Medi e degli Acuti che verranno inviate separatamente agli altoparlanti più idonei alla loro riproduzione. Ci sono filtri Crossover a 2 e a 3 vie, la scelta tra l'uno o l'altro dipende dal numero di altoparlanti che si intende inserire nella cassa acustica,e dalle loro caratteristiche. 1

2 Se si dispone di un altoparlante per medio-bassi in grado di riprodurre tutte le frequenze da 30 a Hz e di uno per medio-acuti in grado di riprodurre tutte le frequenze da a Hz allora scegliete un CROSSOVER 2 VIE. Un crossover a 2 vie è composto da un filtro Passa-Basso per i medio-bassi e un filtro Passa-Alto per gli acuti. In questo tipo di crossover vi è una sola frequenza di TAGLIO (o di Incrocio) che và scelta tra Hz (vedi tabella Hz). Se si dispone di un Woofer in grado di riprodurre tutte le frequenze da 20 a Hz, di un Midrange in grado di riprodurre tutte le frequenze da a Hz e di un Tweeter in grado di riprodurre tutte le frequenze da a Hz allora scegliete un CROSSOVER 3 VIE. Un crossover a 3 vie è composto da un filtro Passa-Basso per il Woofer un filtro Passa-Banda per il Midrange e un filtro Passa-Alto per il Tweeter. Questo tipo di Crossovere ha due frequenze di TAGLIO che vanno scelte così: per i Bassi tra Hz e per gli Alti tra Hz (vedi tabella min.e max). Un parametro importante per calcolare correttamente un filtro Crossover è il valore dell'impedenza d'ingresso e d'uscita. Per cui se viene realizzato per casse da 8 ohm và collegato ad un amplificatore progettato per pilotare casse da 8 ohm, lo stesso discorso vale per quelli a 4 ohm. I DB PER OTTAVA (db x ottava) Sul mercato ci sono Crossover a 6, 12,18 o 24 db x OTTAVA (detti anche rispettivamente di 1 ordine,2 ordine,3 ordine,4 ordine). Le ottave corrispondono alla frequenza di TAGLIO moltiplicato ecc. Oppure diviso ecc. Esempio: prendiamo un crossover con una frequenza di TAGLIO a Hz la prima ottava superiore si trova a Hz (2.000 x 2 = 4.000) mentre la prima ottava inferiore si trova a Hz (2.000 : 2 = 1.000) e così per le altre ottave. Quindi quando si parla di 6, 12,18 o 24 db x ottava significa che per ogni ottava superiore o inferiore il segnale viene attenuato di 6, 12, 18 e 24 decibel. 2

3 Prima di passare agli esempi pratici voglio darvi qualche consiglio : le Induttanze devono essere avvolte sempre in aria oppure su speciali rocchetti chiamati Plaincore. (mai su nuclei ferromagnetici). Le Capacità, utilizzate Condensatori Poliestere che hanno tolleranze inferiori rispetto agli Elettrolitici, se siete costretti ad usare gli elettrolitici a causa delle elevate capacità risultante dai calcoli optate per quelli non polarizzati (anche se non facilmente reperibili). In alternativa potrete usare dei comuni elettrolitici collegati opportunamente in modo da renderli non polarizzati, fate così: collegate in serie due elettrolitici che abbiano una valore doppio rispetto a quello richiesto. esempio: se collegherete in serie due condensatori da 22 microfarad otterrete un condensatore non polarizzato da 11 microfarad (come potete vedere dalle due figure). Positivo comune. Negativo comune. 3

4 Tenete sempre a mente che i comuni elettrolitici hanno tolleranze elevate oltre il 45% mentre quelli non polarizzati usati nei crossover professionali hanno tolleranze inferiori al 10%. Per cui non fidatevi del valore stampato sul loro involucro prima di usarli misurateli con un buon capacimetro, prima di effettuare la misura però è opportuno rigenerare l'elettrolitico applicandogli per pochi secondi e per più volte consecutive una tensione continua di Volt e provvedendo ogni volta a scaricarlo, solo così riuscirete a stabilire il suo esatto valore. Se vi manca qualche microfarad per raggiungere il valore richiesto potrete collegare in parallelo all'elettrolitico un comune condensatore poliestere. Passiamo alla pratica: Schema1-Filtrocrossover2vie12dBxottava4e8ohm(2 ordine) Formule per calcolare i componenti: C1 e C2 (in Microfarad) = : (8,88 X frequenza di taglio X impedenza altoparlante) 4

5 Il significato di questi numeri è il seguente: Un milione di farad = a un microfarad) 8,88 è un numero fisso. La frequenza di taglio per i crossover a 2 vie potete sceglierla a vostro piacimento da questa tabella: L1 e L2 (in millihenry) = (impedenza altoparlante : frequenza di taglio) x 225 Impedenza dell'altoparlante 4 o 8 ohm in base agli altoparlanti utilizzati. 225 è un numero fisso. Esempio: Ammettiamo di voler calcolare i valori di induttanza e di capacità del crossover a 2 vie 12 db x ottava con frequenza di taglio a Hz con altoparlanti da 8 ohm (schema 1). Calcoliamo prima il valore delle due induttanze. L1 - L2 = (8 : 2.200) x 225 = 0,818 millihenry (valore che può essere arrotondato a 0,82 mh) Calcoliamo il valore delle due capacità. C1 - C2 = : (8,88 x x 8) = 6,398 microfarad (arrotondiamo a 6,2 o 6,4 MF) Per ottenere questa capacità possiamo collegare in parallelo un condensatore da 4,7 mf uno da 1,5 mf e uno da 0,22 mf così da ottenere 4,7 + 1,5 + 0,22 = 6,42 mf. Tenete presente che delle piccole tolleranze (+/- 5% ) faranno spostare la frequenza di taglio di poche decine di Hz, che all'atto pratico, cioè all'ascolto non vi faranno notare nessuna differenza. E se si utilizzano altoparlanti da 4 ohm? Il calcolo è identico a quello delle formule sopra descritte dovete solo cambiare il numero 8 con il numero 4. Collegandovi a questa pagina: Calcolatore di Crossover potrete calcolare i Crossover a 2 vie tramite un programma in JavaScript da me realizzato. 5

6 Schema2-Filtrocrossover2vie18dBxottava4e8ohm(3 ordine) Calcolo dei componenti dello schema 2 con frequenza di Taglio a Hz. Per casse da 8 ohm: C1 = : ( 9,42 x x 8 ) = 6 mf (9,42 è un numero fisso) C2 = : (3,14 x x 8) = 18 mf (83,14 è un numero fisso) L1 = ( 8 : ) x 119,4 = 0,43 mh (119,4 è un numero fisso) L2 = ( 8 : 2.200) x 238,8 = 0,87 mh (238,8 è un numero fisso) C3 = : ( 4,71 x x 8) = 12 mf (4,71 è un numero fisso) L3 = ( 8 : 2.200) x 79,6 = 0,28 mh ( 79,6 è un numero fisso) 6

7 Per casse da 4 ohm: Il calcolo è identico a quello delle formule sopra descritte dovete solo cambiare il numero 8 con il numero 4. Collegandovi a questa Pagina: Calcolatore di Crossover potrete calcolare i Crossover a 2 vie tramite un programma in JavaScript da me realizzato. Schema3-Filtrocrossover3vie12dBxottava4e8ohm(2 ordine) 7

8 La frequenza di taglio minima e massima per i crossover a 3 vie potete sceglierla da questa tabella. Per i calcoli di esempio (schema 3 ) ho scelto come frequenza di taglio AB-3 ( 500Hz Hz) : Per casse da 8 ohm: C1= : ( 8,88 x 8 x 4.000) = 3,52 mf L1 = ( 8 : ) x 225 = 0,45 mh C2 = : ( 8,88 x 8 x 500 ) = 28,15 mf L2 = ( 8 : 500 ) x 225 = 3,6 mh L3 = ( 8 : ) x 225 = 0,45 mh C3 = : ( 8,88 x 8 x ) = 3,52 mf L4 = ( 8 : 500 ) x 225 = 3,6 mh C4 = : ( 8,88 x 8 x 500 ) = 28,15 mf Per casse da 4 ohm : i calcoli sono gli stessi dovete solo sostituire il numero 8 con il 4. Collegandovi a questa Pagina: Calcolatore di Crossover potrete calcolare i componenti per i Crossover a 3 vie 12 db per ottava tramite un programma in JavaScript da me realizzato. 8

9 Schema4-Filtrocrossover3vie18dBxottava4e8ohm(3 ordine) Per i calcoli di esempio (schema 4 ) ho scelto come frequenza di Taglio AB-3 ( 500Hz Hz) 9

10 Per casse da 8 ohm : C1= : ( 9,42 x 8 x 4.000) = 3,32 mf L1= ( 8 : ) x 119,4 = 0,24 mh C2= : ( 3,14 x 8 x 4.000) = 9,95 mf C3= : ( 9,42 x 8 x 500 ) = 26,5 mf L2= ( 8: 500 ) x 119,4 = 1,9 mh C4= : ( 3,14 x 8 x 500 ) = 79,6 mf L3= ( 8 : ) x 238,8 = 0,48 mh C5= : ( 4,71 x 8 x ) = 6,6 mf L5= ( 8 : 500 ) x 238,8 = 3,8 mh C6= : ( 4,71 x 8 x 500 ) = 53,1 mf L6= ( 8 : 500 ) x 79,6 = 1,3 mh Per casse da 4 ohm : i calcoli sono gli stessi dovete solo sostituire il numero 8 con il 4. Collegandovi a questa Pagina: Calcolatore di Crossover potrete calcolare i componenti per i Crossover a 3 vie 18 db per ottava, tramite un programma in JavaScript da me realizzato. 10

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