Il crossover è un dispositivo che consente la suddivisione della gamma audio in più sottogamme (comunemente chiamate “vie”) ognuna delle quali alimenterà l’altoparlante corrispondente. Per operare l’attenuazione delle frequenze “indesiderate” si sfrutta la proprietà reattiva di alcuni componenti elettrici, soprattutto delle induttanze e dei condensatori.
In particolare l’induttanza mostra una bassa resistenza (tipicamente quella del filo che la costituisce) da 20 Hz fino alla frequenza di intervento, oltre questo valore la resistenza aumenterà con una progressione di 6 dB per ottava (si ricorda che una ottava è l’intervallo tra una qualsiasi frequenza e il suo doppio) fino a 20000 Hz. Il condensatore si comporta esattamente in modo opposto, la sua resistenza diminuirà con l’aumentare della frequenza con una progressione di – 6 dB per ottava Proviamo ad applicare questo concetto in pratica. Supponiamo di voler
realizzare un sistema formato da un woofer e un tweeter, dovremo quindi dividere la gamma audio in due parti (sistema due vie) ed individuare, in base alle caratteristiche degli altoparlanti ed all’obiettivo del progetto, quale dovrà essere la frequenza di separazione tra le due zone (frequenza di incrocio), per il nostro esempio ipotiziamo una frequenza di 3000 Hz. Inseriremo quindi una induttanza in serie al woofer per attenuare le frequenze superiori a 3000 Hz (passa-basso) e un condensatore in serie al tweeter per attenuare le frequenze inferiori a 3000 Hz (passa-alto).
Frequenza di taglio
In un crossover a 2 vie sono presenti un filtro passa-basso, che provvede a convogliare verso l’altoparlante dei medio-bassi tutte le frequenze basse fino alla sua frequenza di taglio, e un filtro passa-alto che provvede a convogliare verso l’altoparlante dei medio-acuti tutte le frequenze partendo dalla sua frequenza di taglio per arrivare fino e oltre i 20.000 Hz.Ne consegue che dove il filtro passa-basso inizia ad attenuare le frequenze dei medio-acuti, il filtro passa-alto deve iniziare a riprodurle. Nei crossover la frequenza di taglio viene normalmente definita frequenza d’incrocio, perché su questa frequenza le curve dei due filtri si incrociano come visibile nella figura. In un filtro crossover a 2 vie, composto da un passa-basso e un passa-alto, abbiamo una sola frequenza di taglio che va scelta normalmente tra i 2.000 e i 3.000 Hz.
Stabilire le caratteristiche di un filtro crossover
Prima di costruire un crossover dobbiamo sapere due cose fondamentali: frequenza di taglio e pendenza. Ora vi darò qualche consiglio per trovare la giusta frequenza di taglio, se ho a che fare con un subwoofer il filtro dovrà avere un taglio di frequenza inferiore ai 100 Hertz ed aggiustarlo fino a quando il suono non ti risulterà perfetto, ricorda che più alto è il punto di taglio, maggiore è la potenza richiesta dal driver e si avrà un suono con maggiore direzionalità.
Bisogna, prima di tutto, effettuare una taratura grezza per far lavorare l’altoparlante nella fascia più adatta, facendo un lavoro di “rifinitura” scegliendo il punto di taglio che riesce a dare una corretta emissione sonora ( ricorda che anche una piccola variazione nel taglio di frequenza può variare nettamente l’immagine sonora dell’impianto).
A questo punto abbiamo stabilito che un subwoofer non dovrebbe essere tagliato al di sopra dei 100 Hz, mentre per un Woofer da 20 cm dovrebbe poter scendere a 80/90 Hz, un
16 cm dovrebbe essere tagliato intorno ai 90/100Hz un 12 cm a 450/500Hz, ed un tweeter in una frequenza variabile dai 3000 ai 4500 Hz (naturalmente questi valori sono in linea generale, perché in commercio si possono trovare diffusori in grado di lavorare in uno spicchio di frequenza molto più ampio).
Per quando riguarda la pendenza di taglio (che non è altro che la “ripidità” che assume il taglio di frequenza) in linea generale, consiglierei 6-12dB/ottava per i tweeter, 6dB/ottava per i midrange, 12dB/ottava per i woofer e 18-24dB/ottava per il subwoofer.
Ricorda, queste non sono delle regole fisse ma è solo un modo per aiutarti a lavorare con i filtri crossover.
Nei filtri a 2 vie si sceglie normalmente una frequenza di taglio compresa tra i 2.000 e i 3.000 hertz. La frequenza di taglio giunge sui due altoparlanti attenuata di un 50% (3 dB), ma essendo equamente ripartita, potremo ascoltare anche la frequenza di taglio con un livello sonoro pari al 50 + 50 = 100%.
Nei filtri a 3 vie, che si utilizzano quando ci sono 3 altoparlanti, normalmente si sceglie una frequenza di taglio compresa tra i 400 e i 500 hertz per il Woofer e una frequenza di taglio compresa tra i 4.000 e i 6.000 Hz per il Tweeter. Tutte le frequenze centrali vengono riprodotte dal Midrange.
Approfondimento
Frequenza di un fenomeno periodico con periodo di 1s. Espressa in hertz(Hz). 1Hz=1s^-1.
Induttanza elettrica, di una spira nella quale una variazione uniforme di intensità di corrente di 1Ampere/s produce l’insorgere di una forza elettromotrice di 1volt. Espressa in henry (H), 1H=1V s/A.
