کراس اور پسیو

کراس اور پسیو در سیستم‌های صوتی

کراس اور پسیو (Passive Crossover) یکی از انواع کراس اورها است که بدون نیاز به منبع تغذیه اضافی کار می‌کند و از اجزای الکترونیکی پسیو مانند خازن‌ها، القاگرها و مقاومت‌ها تشکیل شده است. این نوع کراس اور معمولاً بعد از آمپلی‌فایر قرار می‌گیرد و سیگنال صوتی تقویت‌شده را بین بلندگوهای مختلف تقسیم می‌کند.

اصول کارکرد کراس اور پسیو

کراس اور پسیو سیگنال صوتی را بر اساس فرکانس‌های مختلف به مسیرهای جداگانه‌ای ارسال می‌کند. هدف اصلی آن است که هر بلندگو تنها فرکانس‌هایی را که برای آن طراحی شده است، پخش کند. به این ترتیب، ساب‌ووفرها فرکانس‌های پایین، میدرنج‌ها فرکانس‌های میانی و توییترها فرکانس‌های بالا را پخش می‌کنند.

Passive Crossover

اجزای مورد نیاز

  1. خازن (Capacitor):

    • برای مسدود کردن فرکانس‌های پایین و عبور دادن فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود.
    • فرمول محاسبه: C=12πfRC = frac{1}{2pi f R}
    • جایی که C ظرفیت خازن (فاراد)، f فرکانس قطع (هرتز) و R مقاومت (اهم) است.

  2. سلف  (Inductor):

    • برای مسدود کردن فرکانس‌های بالا و عبور دادن فرکانس‌های پایین استفاده می‌شود.
    • فرمول محاسبه: L=R2πfL = frac{R}{2pi f}
    • جایی که L اندوکتانس (هنری)، f فرکانس قطع (هرتز) و R مقاومت (اهم) است.

  3. مقاومت (Resistor):

    • برای تنظیم و تثبیت امپدانس در مدار استفاده می‌شود.

انواع فیلترهای کراس اور پسیو

  1. فیلتر پایین‌گذر (Low-Pass Filter):

    • این فیلتر تنها اجازه عبور فرکانس‌های پایین‌تر از فرکانس قطع را می‌دهد و فرکانس‌های بالا را تضعیف می‌کند.
    • مدار شامل یک القاگر سری است.
    • فرمول محاسبه فرکانس قطع: fc=R2πLf_c = frac{R}{2pi L}

  2. فیلتر بالاگذر (High-Pass Filter):

    • این فیلتر تنها اجازه عبور فرکانس‌های بالاتر از فرکانس قطع را می‌دهد و فرکانس‌های پایین را تضعیف می‌کند.
    • مدار شامل یک خازن سری است.
    • فرمول محاسبه فرکانس قطع: fc=12πRCf_c = frac{1}{2pi RC}

  3. فیلتر میان‌گذر (Band-Pass Filter):

    • این فیلتر تنها اجازه عبور فرکانس‌های بین دو فرکانس قطع (بالا و پایین) را می‌دهد و بقیه فرکانس‌ها را تضعیف می‌کند.
    • مدار شامل ترکیبی از خازن‌ها و القاگرها است.
    • فرمول محاسبه فرکانس قطع بالایی و پایینی بستگی به ترکیب مدار دارد و معمولاً شامل محاسبات پیچیده‌تری است.

محاسبات نمونه

فرض کنید می‌خواهیم یک فیلتر پایین‌گذر برای یک ساب‌ووفر طراحی کنیم که فرکانس قطع آن 100 هرتز باشد و مقاومت 8 اهم باشد. ابتدا باید القاگر مورد نیاز را محاسبه کنیم:

L=R2πfc=82π×100≈0.0127 هنریL = frac{R}{2pi f_c} = frac{8}{2pi times 100} approx 0.0127 text{ هنری}

برای یک فیلتر بالاگذر برای یک توییتر با فرکانس قطع 2000 هرتز و مقاومت 8 اهم، خازن مورد نیاز به شکل زیر محاسبه می‌شود:

C=12πfcR=12π×2000×8≈9.95×10−6 فارادC = frac{1}{2pi f_c R} = frac{1}{2pi times 2000 times 8} approx 9.95 times 10^{-6} text{ فاراد}

نتیجه‌گیری

کراس اور پسیو یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های صوتی است که به بهبود کیفیت صدا و توزیع بهینه فرکانس‌ها کمک می‌کند. با استفاده از اجزای پسیو مانند خازن‌ها، القاگرها و مقاومت‌ها، می‌توان مدارهای مختلفی برای فیلتر کردن فرکانس‌های صوتی طراحی کرد. محاسبات دقیق و انتخاب صحیح اجزا، نقش مهمی در عملکرد بهینه کراس اور پسیو ایفا می‌کند.