Ultimamente muitos visitantes do nosso site (www.musicaudio.net) vêm nos pedindo informações sobre sistemas com subwoofers e sobre a utilização destes juntamente com crossovers. Vamos com esse artigo tentar aclarar um pouco esse assunto; para que serve um crossover, seus principais controles e seu funcionamento. Para isso, em muitas ocasiões iremos nos apoiar em capturas de telas de um programa chamado AudioCore, da XTA Electronics, que nos foi cedido com autorização para que pudéssemos escrever esse artigo. Então, desde logo, nossos sinceros agradecimentos.
Para evitar confusões, falaremos um pouco de sua nomenclatura. Tanto neste artigo, como na bibliografia em geral, quando falamos de x-overs, filtros, processadores, speaker management, etc. Sempre estamos falando do mesmo tipo de equipamento, que poderá ter mais ou menos utilidade, mas sempre é o mesmo equipamento.
Para evitar confusões, falaremos um pouco de sua nomenclatura. Tanto neste artigo, como na bibliografia em geral, quando falamos de x-overs, filtros, processadores, speaker management, etc. Sempre estamos falando do mesmo tipo de equipamento, que poderá ter mais ou menos utilidade, mas sempre é o mesmo equipamento.
O que são?
X-over é um dispositivo eletrônico cuja função principal é dividir o espectro audível para possibilitar a reprodução de cada pedaço de faixa em transdutores diferentes.
Como já sabemos, o espectro se compreende de 20Hz a 20.000Hz. Todo este espectro (19.980 frequências) é muito amplo para ser reproduzido por somente um transdutor (altofalante, cone, motor, tweeter, etc.) sobretudo se quisermos que a resposta seja completa e em volume constatável. Para isso foram inventados os x-overs. Eles dividem esse espectro em pedaços, os chamados ways (vias). Se juntarmos todas as vias que obtemos com um x-over teremos novamente todo o espectro audível. Vemos o exemplo de um x-over que divide o espectro em nada mais e nada menos que oito pedaços. Este é um exemplo exagerado, já que os sistemas mais potentes funcionam normalmente com 3 ou 4 vias, e é difícil encontrar um sistema que utilize mais vias.
X-over é um dispositivo eletrônico cuja função principal é dividir o espectro audível para possibilitar a reprodução de cada pedaço de faixa em transdutores diferentes.
Como já sabemos, o espectro se compreende de 20Hz a 20.000Hz. Todo este espectro (19.980 frequências) é muito amplo para ser reproduzido por somente um transdutor (altofalante, cone, motor, tweeter, etc.) sobretudo se quisermos que a resposta seja completa e em volume constatável. Para isso foram inventados os x-overs. Eles dividem esse espectro em pedaços, os chamados ways (vias). Se juntarmos todas as vias que obtemos com um x-over teremos novamente todo o espectro audível. Vemos o exemplo de um x-over que divide o espectro em nada mais e nada menos que oito pedaços. Este é um exemplo exagerado, já que os sistemas mais potentes funcionam normalmente com 3 ou 4 vias, e é difícil encontrar um sistema que utilize mais vias.
Muitos dos x-overs que encontramos no mercado, tanto analógicos como digitais, permitem várias configurações ou “modos”, de forma que, um mesmo x-over pode funcionar como “estéreo 2 vias” ou “mono 3 vias”.
No primeiro caso nos encontramos com um x-over que; de uma entrada saca dois cortes, duas vias; e com sua outra entrada, faz exatamente o mesmo. É como ter dois x-overs mono de 2 vias. no segundo caso estaremos diante de um x-over que de uma só entrada nos dá três vias. Isso fica mais claro com os seguintes esquemas:
Sendo assim, os x-overs normalmente podem funcionar em vários “modos” como vimos.
Diferença entre filtros internos e x-overs
Bom, neste ponto, devemos esclarece se um x-over é a mesma coisa que um filtro interno.
Vamos imaginar uma caixa acústica que possua em seu interior um cone de 15 polegadas e um drive de agudos. Pois bem, mesmo ela possuindo dois componentes, nós somente a alimentamos com um sinal, único e não dividido.
A razão para que isso possa ser feito assim é que a caixa em seu interior possui um circuito eletrônico que trabalha com o sinal já amplificado e se encarrega de dividir o espectro; de certo ponto alimenta o drive e de outro ponto alimente o cone. Chamamos este tipo de dispositivo de FILTRO interno. E está regulado pelo fabricante da caixa e nós não podemos modificá-lo ou variá-lo.
No entanto, essa mesma caixa, pode ter uma opção chamada “biamplificar” que podemos ativar através de um interruptor ou algum mecanismo similar. Neste caso, a entrada de sinal será diferentes para o drive e para o cone e seremos nós, mediante um x-over, quem irá determinar a partir de onde trabalhará o drive e de onde trabalhará o cone.
Cabe destacar, que para a função de biamplificação iremos precisar de dois amplificadores (um para cada componente) já que os alimentaremos com sinais diferentes. O que fica claro no esquema a seguir.
Diferença entre filtros internos e x-overs
Bom, neste ponto, devemos esclarece se um x-over é a mesma coisa que um filtro interno.
Vamos imaginar uma caixa acústica que possua em seu interior um cone de 15 polegadas e um drive de agudos. Pois bem, mesmo ela possuindo dois componentes, nós somente a alimentamos com um sinal, único e não dividido.
A razão para que isso possa ser feito assim é que a caixa em seu interior possui um circuito eletrônico que trabalha com o sinal já amplificado e se encarrega de dividir o espectro; de certo ponto alimenta o drive e de outro ponto alimente o cone. Chamamos este tipo de dispositivo de FILTRO interno. E está regulado pelo fabricante da caixa e nós não podemos modificá-lo ou variá-lo.
No entanto, essa mesma caixa, pode ter uma opção chamada “biamplificar” que podemos ativar através de um interruptor ou algum mecanismo similar. Neste caso, a entrada de sinal será diferentes para o drive e para o cone e seremos nós, mediante um x-over, quem irá determinar a partir de onde trabalhará o drive e de onde trabalhará o cone.
Cabe destacar, que para a função de biamplificação iremos precisar de dois amplificadores (um para cada componente) já que os alimentaremos com sinais diferentes. O que fica claro no esquema a seguir.
Nos artigo iremos nos limitar a falar sobre os x-overs externos já que são os que nos permitem controlar certos parâmetros enquanto que os filtros já vem com esses parâmetros definidos pelo fabricante e não podem ser modificados.
Controles de um x-over
Antes de sabermos quais botões iremos manejar num x-over cabe destacar que com a aparição dos x-overs digitais, a manipulação que nos permite um só aparato cresceu substancialmente frente aos x-overs analógicos. Sendo assim, trataremos praticamente todos os controles que encontrarmos; simplesmente que nos analógicos suas funções podem ser muito mais limitadas ou menores, mas no final serão as mesmas.
Ponto de corte: (x-over point, frequência, etc) como já podemos ver com os esquemas anteriores, este é o botão crucial de um x-over e determina o ponto a partir do qual dividiremos nossas vias. Evidentemente se temos um x-over de 3 vias, teremos 2 pontos de corte, um que determina entre low e mid e outro entre mid e high. Em algumas ocasiões estes potenciômetros trazem consigo associado um seletor “X10” que significa que multiplicaremos por 10 a frequência em que estamos operando, de maneira que se temos o potenciômetro em 200Hz e utilizarmos este seletor se converte em 2000Hz.
A seleção dos pontos de corte deve ser feita considerando-se as características dos componentes que são afetados. Caso o drive da nossa caixa sem filtro, reproduza aceitavelmente frequências de até 1Khz e nosso cone reproduza de maneira natural frequências até 2Khz, será óbvio que devemos posicionar o ponto de corte entre 1Khz e 2Kkz. Para localizar com exatidão esses parâmetros é bom ter apoio em um analisador de espectro.
Controles de um x-over
Antes de sabermos quais botões iremos manejar num x-over cabe destacar que com a aparição dos x-overs digitais, a manipulação que nos permite um só aparato cresceu substancialmente frente aos x-overs analógicos. Sendo assim, trataremos praticamente todos os controles que encontrarmos; simplesmente que nos analógicos suas funções podem ser muito mais limitadas ou menores, mas no final serão as mesmas.
Ponto de corte: (x-over point, frequência, etc) como já podemos ver com os esquemas anteriores, este é o botão crucial de um x-over e determina o ponto a partir do qual dividiremos nossas vias. Evidentemente se temos um x-over de 3 vias, teremos 2 pontos de corte, um que determina entre low e mid e outro entre mid e high. Em algumas ocasiões estes potenciômetros trazem consigo associado um seletor “X10” que significa que multiplicaremos por 10 a frequência em que estamos operando, de maneira que se temos o potenciômetro em 200Hz e utilizarmos este seletor se converte em 2000Hz.
A seleção dos pontos de corte deve ser feita considerando-se as características dos componentes que são afetados. Caso o drive da nossa caixa sem filtro, reproduza aceitavelmente frequências de até 1Khz e nosso cone reproduza de maneira natural frequências até 2Khz, será óbvio que devemos posicionar o ponto de corte entre 1Khz e 2Kkz. Para localizar com exatidão esses parâmetros é bom ter apoio em um analisador de espectro.
Ganho: uma vez estando cortado o espectro, será necessário nivelar as vias. Estamos usando transdutores diferentes que por segurança possuem sensibilidades diferentes e não serão amplificados da mesa forma, é necessário então, um controle de ganho em cada via, para colocá-las todas em um mesmo nível relatiivo. Aqui seria bom a utilização de RTAs e sonômetros.
Inversão de polaridade: em cada via temos a possibilidade de inverter a polaridade. Devido à utilização de determinados filtros (que veremos mais à frente) poderá ser necessário a inversão de polaridade; ou simplesmente para ter todos os componentes na mesma polaridade com um acesso rápido. Aqui podem nos auxiliar os “polarity check” e as respostas de impulso de um analisador.
Delay: em cada saída temos um dela que podemos ajustar em milisegundos. Provavelmente pela fisiologia da caixa não teremos toso os componentes perfeitamente alinhados (por uso de difusores, por exemplo), com este delay podemos simular virtualmente que todos os componentes e consequentemente, todas as vias estejam perfeitamente alinhadas. Ou talvez nossos subs estejam deslocados com respeito ao restante do sistema; com este delay podemos colocá-los virtualmente no lugar em que devem estar.
Muitos x-overs possuem delays nas entradas, para ocasiões em que todo o nosso sistema seja uma torre de delay de m sistema maior, e com o qual nos interessa atrasar todas as vias ao mesmo tempo, o que é muito mais fácil de fazer numa só entrada do que em cada saída. Para isso iremos nos apoiar nas ferramentas de impulso e na resposta na fase de um analisador FFT.
Equalizações: sobretudo nos digitais, temos a opção de dar cortes de EQ normalmente paramétricos, dependendo do modelo teremos mais ou menos possibilidades com a EQ, tanto nas saídas como nas entradas. Sem nenhuma dúvida é uma ajuda na hora de ajustar o equipamento ou corrigir a resposta dos nossos componentes para encaixá-los melhor com os outros.
LPF e HPF: Com os x-overs podemos também acomodar a resposta tanto nos agudos como nos graves do nosso sistema.
Mute: podemos mutar as saídas e entradas ao nosso gosto de forma rápida, isso nos ajuda a detectar rapidamente problemas.
Limitadores: Com a finalidade de proteger os componentes de nossos equipamentos alguns modelos de x-over possuem limitadores que podemos ajustar, tanto nas saídas como nas entradas.
Aqui vemos o esquema geral de um x-over bem completo:
Equalizações: sobretudo nos digitais, temos a opção de dar cortes de EQ normalmente paramétricos, dependendo do modelo teremos mais ou menos possibilidades com a EQ, tanto nas saídas como nas entradas. Sem nenhuma dúvida é uma ajuda na hora de ajustar o equipamento ou corrigir a resposta dos nossos componentes para encaixá-los melhor com os outros.
LPF e HPF: Com os x-overs podemos também acomodar a resposta tanto nos agudos como nos graves do nosso sistema.
Mute: podemos mutar as saídas e entradas ao nosso gosto de forma rápida, isso nos ajuda a detectar rapidamente problemas.
Limitadores: Com a finalidade de proteger os componentes de nossos equipamentos alguns modelos de x-over possuem limitadores que podemos ajustar, tanto nas saídas como nas entradas.
Aqui vemos o esquema geral de um x-over bem completo:
Filtros
A forma com que nosso x-over “corta” o especto pode ser diferente e existem vários tipos de filtros que se dividem várias maneiras.
A primeira divisão é a ordem; se refere à “agressividade” com que o corte é realizado, o que é o mesmo a pendente de queda que o corte possui.
- Primeira ordem – 6dB/ootava
- Segunda ordem – 12dB/oitava
- Terceira ordem – 18dB/oitava
- Quarta ordem – 24 dB/oitava
- Quinta ordem – 30 dB/oitava
- Sexta ordem – 36 dB/oitava
- Sétima ordem – 42 dB/oitava
- Oitava ordem – 48 dB/oitava
Existem filtros maiores (mais agressivos), mas normalmente até 48dB por oitava é o mais comum no áudio.
Essas pendentes não são “gratuitas”; produzem um atraso que é acusado na fase, da seguinte forma:
- Primeira ordem – 45º
- Segunda ordem – 90º
- Terceira ordem – 135º
- Quarta ordem – 180º
- Quinta ordem – 225º
- Sexta ordem – 270º
- Sétima ordem – 315º
- Oitava ordem – 360º
Fruto da combinação destes filtros com sua respectivas desfases, poderíamos ter que fazer uso da anteriormente mencionada troca de polaridade.
Também podemos dividir os filtros atendendo o seu desenho. Antes de explicar isso, cabe mencionar que a soma de dois sinais sonoros RELACIONADOS produz um aumento de 6dB.
Butterworth: produz una atenuação de 3dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Butterworth produz um aumento total de 3dB (-3 + 6 = +3).
Bessel: produz uma atenuação de 8dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Bessel produz uma atenuação de 2dB (-8 + 6 = -2). Existe um Bessel chamado retificado em que o ponto de corte é movido para se produza onde a atenuação é de 3dB.
Linkwitz – Riley: produz uma atenuação de 6dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Linkwitz – Riley produz 0dB, nem atenuação, nem realce (-6 + 6 = 0)
Também podemos dividir os filtros atendendo o seu desenho. Antes de explicar isso, cabe mencionar que a soma de dois sinais sonoros RELACIONADOS produz um aumento de 6dB.
Butterworth: produz una atenuação de 3dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Butterworth produz um aumento total de 3dB (-3 + 6 = +3).
Bessel: produz uma atenuação de 8dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Bessel produz uma atenuação de 2dB (-8 + 6 = -2). Existe um Bessel chamado retificado em que o ponto de corte é movido para se produza onde a atenuação é de 3dB.
Linkwitz – Riley: produz uma atenuação de 6dB no ponto de corte. Quando combinado com outro Linkwitz – Riley produz 0dB, nem atenuação, nem realce (-6 + 6 = 0)
Existem mais, mas estes são os mais comuns; seus nomes derivam de seus criadores.
Integração nos sistemas
Normalmente os x-overs vem integrados nos racks de etapas e não é algo que precisamos modificar todo dia, talvez os delays e mais poucas coisas.
Alguns modelos incluem uma entrada para um microfone de medição possibilitando um pré ajuste (normalmente somente EQ) do sistema completo em função da informação que o microfone capta.
A maioria dos x-overs tèm a possibilidade de serem controlados por software software; tanto para um desenho e manejo mais fácil como para uma monitoração do que está passando em tempo real, leitura de vu, etc.
Integração nos sistemas
Normalmente os x-overs vem integrados nos racks de etapas e não é algo que precisamos modificar todo dia, talvez os delays e mais poucas coisas.
Alguns modelos incluem uma entrada para um microfone de medição possibilitando um pré ajuste (normalmente somente EQ) do sistema completo em função da informação que o microfone capta.
A maioria dos x-overs tèm a possibilidade de serem controlados por software software; tanto para um desenho e manejo mais fácil como para uma monitoração do que está passando em tempo real, leitura de vu, etc.
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