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Cross PC programma di calcolo crossover passivi

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Dalla scherma iniziale digitiamo P e sarà aperta la prima finestra di dialogo che prevede la prima fondamentale scelta: calcolo filtri su carico resistivo a 2 o 3 vie?
Il programma funziona con un sistema di input controllato, le prime scelte possibili sono due: digitare S per accettare 2 oppure digitare N per cambiare. Posto che si digiti N, sarà poi necessario andare indietro con il tasto Backspace per cancellare il 2 e digitare 3, quindi digitare Invio e finalmente digitare S (sembra macchinoso ma in pratica è molto semplice). Vedi figura a lato.

Il progetto di un crossover due vie del secondo ordine (12dB) Compromise

Supponiamo di avere accettato la scelta predefinita per il progetto di un due vie, digitando S al passaggio 1, il programma continua con la sua routine ad input controllato e ci presenta la maschera fondamentale per l'immissione dei dati assolutamente necessari che sono:

  • frequenza di crossover - trovate il valore impostato a 2000 e di solito dovrete modificarlo poiché i tweeter per auto in grado di reggere fino a 2000 hz e con potenze applicate intorno ai 50 watt RMS sono pochi. La frequenza di crossover indica il punto dove i due altoparlanti sovrappongo la loro emissione per un breve tratto. E' come giuntare due cinghie sovrapponendole l'una all'altra per poi fare la cucitura. Ecco, il pezzo giuntato rappresenta la frequenza di crossover.
    Vediamo due ipotesi possibili, con tweeter avente una cupola da 19mm o con cupola da 25mm.

    • tweeter con cupola da 19mm - di solito i piccoli tweeter hanno una FS (frequenza limite inferiore) che si aggira intorno ai 1800-2000hz, pertanto seguendo le norme si dovrà impostare la frequenza di crossover a 4000hz.

    • tweeter con cupola da 25mm - questi hanno una FS che può variare fra 1200 e 1600hz. Un buon punto di partenza è indicare una frequenza di crossover posta a 3300hz.

Notate che nei sistemi a due vie è buona norma abbinare al tweeter un medio-basso in grado di riprodurre anche buona parte della gamma media, è escluso l'uso di un woofer che solitamente non ha le proprietà meccaniche per poter riprodurre, in modo credibile, frequenze superiori a 1000hz. Consiglio un midbass con ogiva e buona efficienza.

  • Re bobina woofer - il programma vuole conoscere il valore Re (resistenza elettrica misurata) che trovate indicato nel foglio illustrativo dei dati altoparlante (da non confondere con il valore di Impedenza nominale che serve solo a raggruppare gli altoparlanti in categorie). Di solito un woofer da 4 ohm nominali presenta una Re leggermente inferiore, ad esempio 3,4. Questo parametro insieme alla frequenza di crossover è quello che determinerà la risposta di cross pc nell'indicare i valori da usare per realizzare il filtro.
    Nel caso dei filtri a due vie contribuisce anche il tipo di filtro scelto (A, P o C).

  • Re bobina tweeter - stesso discorso fatto per il woofer.

  • Ordine del filtro - il mio consiglio è di iniziare con un 12 db che solitamente è il più indicato. In auto, infatti, esiste una notevole distanza fra il woofer ed il tweeter e spingere troppo la pendenza del filtro non giova. Consideriamo anche che adottare un sei decibel (primo ordine) non consentirebbe di far scendere il tweeter verso le medie frequenze quando si applicano potenze nell'ordine di 50 watt RMS. Ricordate l'esempio delle cinghie? L'ordine del filtro determina quanto lungo dovrà essere il tratto sovrapposto e precisamente: sarà maggiore nel primo ordine e via via minore, man mano che si aumenta l'ordine (pendenza). Nel quarto ordine sarà minimo.

Immettiamo i seguenti valori arbitrari e procediamo:
Frequenza di crossover 3300
Re woofer 3.4
Re tweeter 3.2
Ordine 2

Scelta del tipo di filtro

Dopo aver comunicato i dati di progetto il programma ci presenta la schermata per la scelta del Q. Le opzioni disponibili sono tre A, P e C. La scelta da fare non pone problemi particolari e si rivela particolarmente utile qualora ci troviamo a realizzare un sistema home hi-fi al quale vogliamo dare un timbro ben preciso. Quello che adiamo a decidere è il Fattore Q del filtro crossover.

  • per A avremo un incrocio tipo Linkwitz-Riley, risposta in frequenza PIATTA nel punto d'incrocio

  • per P avremo un incrocio tipo Butterworth, risposta in frequenza ENFATIZZATA nel punto d'incrocio

  • per C avremo un incrocio tipo Bessel, risposta in frequenza INTERMEDIA fra Linkwitz-Riley e Butterworth nel punto d'incrocio. Se si opta per questa scelta, si apre una ulteriore finestra che consente di scegliere l'ampiezza del picco (il programma lo pone ad 1,5 db)

Quindi, scegliamo C alla schermata per il tipo di filtro e poi immettiamo il valore 3 quando viene richiesto il picco.

Poiché nella maggior parte dei casi l'ottimizzazione del nostro crossover passivo per auto non potrà essere vincolata ad una teoria nata per un ambiente noto come quello domestico, la scelta del Fattore Q può essere fatta in base ai propri gusti ma va tenuto in debito conto che l'ottimizzazione del crossover dovrà essere svincolata dalla teoria. Pertanto, in fase di taratura e regolazione, facilmente, la frequenza di crossover che otterremo non corrisponderà con la scelta del tipo di filtro.

Un grosso grazie a Filippo (www.audiofanatic.it) che ha reso possibile la stesura di questo tutorial.

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