مشاهده نسخه کامل
: hamidR15
08-02-2011, 19:09
آشنائی با کراس اوورها و آموزش ساخت كراس اوورPassive
سلام خدمت دوستان و اساتيد محترم
تو مقاله اي كه در ذيل ملاحظه ميفرمائيد،سعي كردم به طور خلاصه در مورد كراس اوورها خصوصا كراس اوور پسيو و طريقه ساخت آن مطالبي رو به طور خلاصه خدمتتون عرض كنم.اميدوارم كه مورد توجه و استفادتون قرار بگيره.
همانطور که میدانیم فرکانسها و ولتاژهای خروجی از آمپلیفایرها پس از تقویت به اسپيكر منتقل ميگردد. هر اسپیکر بنا به وظیفه ای که داره، دارای یک پاسخ فرکانسی میباشد.مثلا ساب ووفرها دارای پاسخ فرکانسی بین 20 الی 400 هرتزهستند،در مقابل یک تیوتر باید بتونه فرکانسهای بین 5 الی 20 کیلو هرتز رو به گوش شنونده برسونه.برخی اسپیکرها دامنه فركانسي گسترده تري دارن و ميتوانند فركانسهاي بيشتري رو اجرا نمايند.به اين نوع اسپيكرها اصطلاحان فول رنج هم ميگن.پاسخ فرکانسی اين نوع درايورها حدودا بین 28 الی 26 کیلو هرتز هستش.
پر واضح است گه نباید یک فرکانس پائین (مثلا50 هرتز)وارد تیوتر گردد و همچنین یک فرکانس بالا (مثلا 16 کیلو هرتز) نبايد وارد ساب ووفر گردد وبه قول معروف اين گونه فركانسها بايد ف ي ل ت ر گردند.
حالا چگونه میتوان این ف ي ل ت ر رو روي بخشي از دامنه فرکانسی صدا يا همون موزيك انجام داد؟استفاده از یک کراس اوور و انتخاب يك فركانس كات آف مناسب ميتواند راه حل اين مشكل باشد.
كراس اوور ها كلا به دو نوع Passive وActive تقسيم ميشوند.
در كراس اوورهاي Active كه به كراس اوورهاي الكترونيك نيز معروف هستند،از قطعات الكترونيكي در ساختشون استفاده ميشود.اين نوع كراس اوورها قبل از تقويت شدن فركانسها قرار ميگيره و با آمپراژ و ولتاژ كم(در حد ميلي ) كار ميكنه.كراس اوور آمپليفايرها و پخشها از نوع اكتيو هستند.
در مقابل كراس اوورهاي Passive قبل از اسپيكر قرار ميگيره. يعني زماني كه فركانس ها آمپلي فاي شدن و ولتاژ و آمپر خيلي بالاست(تا 50 ولت ) ازشون استفاده ميشه.كراس اوور كامپوننتها كراس اوورهاي پسيو هستن.
خب حالا يك كراس اوور چگونه باعث ضعيف شدن يك فركانس ميشه؟
Attenuation Slope يا شيب كاهش
به طور قطع ميشه گفت ما كراس اووري نداريم كه كاملا دقيق عمل كنه.يعني بتونه فركانسهاي بعد ازفركانس كات آف(Cut off Frequency) رو كاملا حذف كنه،بلكه فقط قدرت اين رو داره كه فركانسهاي بالا يا پائين نقطه كات آف رو ضعيفشون كنه.حالا هر مقدار از اين نقطه فاصله بگيريم،كاهش بيشتر ميشه.به شيب خطي كه كراس اوور اين فركانسها رو از نقطه كات آف تضعيف ميكنه، Attenuation Slope ميگن.حالا هر مقدار اين شيب بيشتر باشه، كراس اوور داراي قدرت ف ي ل ت ر ي ن گ بيشتري ميباشد.
كراس اوور با شيب صفر به معناي ----- نشدن هيچ فركانسي و با شيب بي نهايت به معناي ----- شدن كامل تمامي فركانس هايي كه بالا يا پايين تر از Cut off Frequency قرار دارند ميباشد. واحد اندازه گيري شيب كاهش،دسيبل بر اكتاو (dB/Octave) ميباشد.يعني به ازاي هر يك اكتاو كه از فركانس كات فاصله بگيريم،چند dB از قدرت فركانس كم ميشود.هر اكتاو به معناي نصف شدن فركانس ميباشد.مثلا فركانس 400 هرتز يك اكتاو از فركانس 200 هرتز بالاتره،و فركانس 200 هرتز يك اكتاو از فركانس 100بالاتره و ...
كراس اوور ها از لحاظ قدرت ف ي ل ت ري ن گ درجات مختلفي دارند كه در ذيل خدمتتون عرض ميكنم:
درجه 1 يا Order1: به طور كلي كراس اوورهاي ضعيفي هستند و شيب كاهش آنها 6dB/octave هست.
درجه 2 يا Order2: كراس اوورهائي در حد متوسط با شيب كاهش آنها12dB/octave هست كه اغلب در كراس اوور كامپوننتها(نوع پسيو )و همينطور در آمپليفايرها و پخشها(نوع اكتيو)،با اين شيب مورد استفاده قرار ميگيرند.البته تو برخي پخشهاي حرفه اي شيبهاي بالاتر نيز طراحي و ساخته شده اند. به طور مثال در پخش P80 پايونير كراس اوور Low Pass Filter كه براي ساب ووفر استفاده ميشه داراي شيب 18dB/octave ميباشد.همچنين اگر در حالت شبكه از اين پخش استفاده گردد،شيب كاهش به 36dB/octave نيز ميرسد.
درجه 4 يا Order4:اين نوع كراس اوورها از قدرت ف ي ل ت ر ي ن گ بيشتري نسبت به دو نوع قبلي برخوردار هستند.شيب كاهش اين نوع كراس اوورها24dB/octave ميباشد.
خب ،حالا بیائیم با قطعات تشکیل دهنده یک کراس اوور پسیو آشنا شویم.در ساخت اين کراس اوورها به طور کلی از دوقطعه اصلی خازنهاي بيپلار (Bipolar pacitor) و سلفها (inductors) استفاده میشود.
وظیفه خازن اینه که در مقابل عبور فرکانسهای پائین از خودش مقاومت نشون میده و باعث میشه تا فرکانسهای پائین از اون عبور نکنه.در مقابل در برابر فرکانسهای بالا هیچ واکنشی نشون نمیده و اینگونه فرکانسها به راحتی از خازن عبور میکنند.پس خازن به عنوان یک ف ی ل ت ر بالا گذر HPF عمل میکنه.
وظیفه سلف دقیقا برعکس خازن هست.یعنی در برابر عبور فرکانسهای پائین هیچ مقاومتی نمیکنه و باعث عبور این فرکانسها میشه ،در مقابل باعث میشه تا فرکانسهای بالا بلوک گردند و نتوانند از اون عبور نمایند.پس سلف به عنوان یک ف ی ل ت ر پائین گذر LPF عمل میکنه.
همانطور كه در بالا گفته شد،پائین ترین درجه كراس اوورهاي Passive1order هست.این کراس اوور که شیب تفکیک فرکانسی اون 6dB/Octaveمیباشد برای ووفرها از یک سلف که به صورت سری بسته میشه و در تیوترها از یک خازن به همون شکل استفاده میشه.اما این کراس اوور برای سیستمهای با قدرت بالا کافی نیست.و ممکنه باعث آسیب دیدن مثلا تیوترها شود.
اكنون اگر موافق هستيد بریم سراغ ساخت یک کراس اوور پسیوبالا گذريا همون High Pass Filter خودمون.
ما يك ساب ووفر فرضي داريم و ميخواهيم براش يه كراس اوور پسيو HPF/Sub Sonic بسازيم تا مانع ورود فركانسهاي پائين مزاحم به كوئل سابمون بشن تا در مقابل صدمات احتمالي ازش محافظ كنه
داده های ما:
امپدانس ساب ووفر 4 اهم
فرکانس کات آف 30Hz(طبق محاسبه نرم افزار)
جهت بدست آوردن مقادیر سلف و خارن ابتدا باید اعداد داده هامون در فرمولهاي مربوطه قرار بگیرن.
فرمول محاسبه خازن مورد استفاده در کراس اوور پسیو:
XC=1/(2pi*F*C
مقاومت خازنی(اهم) = XC
XC=4
2pi=6.28
F= فركانس Cut Off
مقدار ظرفیت خازنی=C
6.28*30=1/4
188.4=0.25
C=0.25/188.4
C=0.0013269 Farad
باتوجه به مقادير وعرف بازار بر حسب ميكرو فاراد بيان ميكينيم: F*10^-6
C=1326.9µF
1326.9 ميكرو فاراد
----------------------------
فرمول محاسبه سلف مورد استفاده در کراس اوور پسیو:
XI=2pi*F*L
مقاومت سلفی(اهم)= XI
XI=4
2pi=6.28
فرکانس کات آف= F
مقدار ظرفیت سلفی= L
L*30*6.28=4
L=4/(30*6.28
L=0.02123 Henry
كه با توجه به مقادير و عرف بازار بر حسب ميلي هانري بيان ميكينيم: H*10^-3
L=21.23mH
21.23 ميلي هانري
خب پس مشخص شد ما باید خازنی به ظرفيت 1326.9 ميكرو فاراد به همراه سلفی معادل 21.23 میلی هانری تهیه نمائیم.پس از اون باید به روش ذیل نسبت به نصب خازن و سلف عمل نمائیم.
ابتدا سلف(L) را بصورت موازي با ساب ووفر متصل نموده و خازن (C) را با اين مجموعه سري مي نمائيم.
اکنون ما یک کراس اوور پسیو بالا گذر(High Pass Filter)یا به نوعی یک ساب سونیک با شیب 12dB/Octaveو فرکانس Cut Off 30Hz ساختیم.به همین راحتی.
حالا اگر بخواهیم کراس اوورمون پائین گذر باشه (Low Pass Filter) باشه با همون شرائط چگونه عمل کنیم؟پاسخ ساده هستش. جای سلف و خازن عوض میشن.یعنی سلف رو به صورت سری و خازن رو به صورت موازی به ساب ووفر متصل مینمائیم.
خب از همه دوستان و اساتيد پوزش ميخوام كه خستتون كردم.
امیدوارم مورد استفادتون قرار بگیره.
ارادتمند،حمید.15/11/1389
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
---------- Post added at 07:09 PM ---------- Previous post was at 07:06 PM ----------
نميدونم چرا اينقدر فونتش ريز شده. من تو word تايپ كردم و اينجا Paste كردم. مديران محترم ميتونن فونت رو درشت تر نمايند تا قابل خوندن بشه.هر كاري كردم نشد.
ممنونم.
سلام خدمت دوستان و اساتيد محترم
تو مقاله اي كه در ذيل ملاحظه ميفرمائيد،سعي كردم به طور خلاصه در مورد كراس اوورها خصوصا كراس اوور پسيو و طريقه ساخت آن مطالبي رو به طور خلاصه خدمتتون عرض كنم.اميدوارم كه مورد توجه و استفادتون قرار بگيره.
همانطور که میدانیم فرکانسها و ولتاژهای خروجی از آمپلیفایرها پس از تقویت به اسپيكر منتقل ميگردد. هر اسپیکر بنا به وظیفه ای که داره، دارای یک پاسخ فرکانسی میباشد.مثلا ساب ووفرها دارای پاسخ فرکانسی بین 20 الی 400 هرتزهستند،در مقابل یک تیوتر باید بتونه فرکانسهای بین 5 الی 20 کیلو هرتز رو به گوش شنونده برسونه.برخی اسپیکرها دامنه فركانسي گسترده تري دارن و ميتوانند فركانسهاي بيشتري رو اجرا نمايند.به اين نوع اسپيكرها اصطلاحان فول رنج هم ميگن.پاسخ فرکانسی اين نوع درايورها حدودا بین 28 الی 26 کیلو هرتز هستش.
پر واضح است گه نباید یک فرکانس پائین (مثلا50 هرتز)وارد تیوتر گردد و همچنین یک فرکانس بالا (مثلا 16 کیلو هرتز) نبايد وارد ساب ووفر گردد وبه قول معروف اين گونه فركانسها بايد ف ي ل ت ر گردند.
حالا چگونه میتوان این ف ي ل ت ر رو روي بخشي از دامنه فرکانسی صدا يا همون موزيك انجام داد؟استفاده از یک کراس اوور و انتخاب يك فركانس كات آف مناسب ميتواند راه حل اين مشكل باشد.
كراس اوور ها كلا به دو نوع Passive وActive تقسيم ميشوند.
در كراس اوورهاي Active كه به كراس اوورهاي الكترونيك نيز معروف هستند،از قطعات الكترونيكي در ساختشون استفاده ميشود.اين نوع كراس اوورها قبل از تقويت شدن فركانسها قرار ميگيره و با آمپراژ و ولتاژ كم(در حد ميلي ) كار ميكنه.كراس اوور آمپليفايرها و پخشها از نوع اكتيو هستند.
در مقابل كراس اوورهاي Passive قبل از اسپيكر قرار ميگيره. يعني زماني كه فركانس ها آمپلي فاي شدن و ولتاژ و آمپر خيلي بالاست(تا 50 ولت ) ازشون استفاده ميشه.كراس اوور كامپوننتها كراس اوورهاي پسيو هستن.
خب حالا يك كراس اوور چگونه باعث ضعيف شدن يك فركانس ميشه؟
Attenuation Slope يا شيب كاهش
به طور قطع ميشه گفت ما كراس اووري نداريم كه كاملا دقيق عمل كنه.يعني بتونه فركانسهاي بعد ازفركانس كات آف(Cut off Frequency) رو كاملا حذف كنه،بلكه فقط قدرت اين رو داره كه فركانسهاي بالا يا پائين نقطه كات آف رو ضعيفشون كنه.حالا هر مقدار از اين نقطه فاصله بگيريم،كاهش بيشتر ميشه.به شيب خطي كه كراس اوور اين فركانسها رو از نقطه كات آف تضعيف ميكنه، Attenuation Slope ميگن.حالا هر مقدار اين شيب بيشتر باشه، كراس اوور داراي قدرت ف ي ل ت ر ي ن گ بيشتري ميباشد.
كراس اوور با شيب صفر به معناي ----- نشدن هيچ فركانسي و با شيب بي نهايت به معناي ----- شدن كامل تمامي فركانس هايي كه بالا يا پايين تر از Cut off Frequency قرار دارند ميباشد. واحد اندازه گيري شيب كاهش،دسيبل بر اكتاو (dB/Octave) ميباشد.يعني به ازاي هر يك اكتاو كه از فركانس كات فاصله بگيريم،چند dB از قدرت فركانس كم ميشود.هر اكتاو به معناي نصف شدن فركانس ميباشد.مثلا فركانس 400 هرتز يك اكتاو از فركانس 200 هرتز بالاتره،و فركانس 200 هرتز يك اكتاو از فركانس 100بالاتره و ...
كراس اوور ها از لحاظ قدرت ف ي ل ت ري ن گ درجات مختلفي دارند كه در ذيل خدمتتون عرض ميكنم:
درجه 1 يا Order1: به طور كلي كراس اوورهاي ضعيفي هستند و شيب كاهش آنها 6dB/octave هست.
درجه 2 يا Order2: كراس اوورهائي در حد متوسط با شيب كاهش آنها12dB/octave هست كه اغلب در كراس اوور كامپوننتها(نوع پسيو )و همينطور در آمپليفايرها و پخشها(نوع اكتيو)،با اين شيب مورد استفاده قرار ميگيرند.البته تو برخي پخشهاي حرفه اي شيبهاي بالاتر نيز طراحي و ساخته شده اند. به طور مثال در پخش P80 پايونير كراس اوور Low Pass Filter كه براي ساب ووفر استفاده ميشه داراي شيب 18dB/octave ميباشد.همچنين اگر در حالت شبكه از اين پخش استفاده گردد،شيب كاهش به 36dB/octave نيز ميرسد.
درجه 4 يا Order4:اين نوع كراس اوورها از قدرت ف ي ل ت ر ي ن گ بيشتري نسبت به دو نوع قبلي برخوردار هستند.شيب كاهش اين نوع كراس اوورها24dB/octave ميباشد.
خب ،حالا بیائیم با قطعات تشکیل دهنده یک کراس اوور پسیو آشنا شویم.در ساخت اين کراس اوورها به طور کلی از دوقطعه اصلی خازنهاي بيپلار (Bipolar pacitor) و سلفها (inductors) استفاده میشود.
وظیفه خازن اینه که در مقابل عبور فرکانسهای پائین از خودش مقاومت نشون میده و باعث میشه تا فرکانسهای پائین از اون عبور نکنه.در مقابل در برابر فرکانسهای بالا هیچ واکنشی نشون نمیده و اینگونه فرکانسها به راحتی از خازن عبور میکنند.پس خازن به عنوان یک ف ی ل ت ر بالا گذر HPF عمل میکنه.
وظیفه سلف دقیقا برعکس خازن هست.یعنی در برابر عبور فرکانسهای پائین هیچ مقاومتی نمیکنه و باعث عبور این فرکانسها میشه ،در مقابل باعث میشه تا فرکانسهای بالا بلوک گردند و نتوانند از اون عبور نمایند.پس سلف به عنوان یک ف ی ل ت ر پائین گذر LPF عمل میکنه.
همانطور كه در بالا گفته شد،پائین ترین درجه كراس اوورهاي Passive1order هست.این کراس اوور که شیب تفکیک فرکانسی اون 6dB/Octaveمیباشد برای ووفرها از یک سلف که به صورت سری بسته میشه و در تیوترها از یک خازن به همون شکل استفاده میشه.اما این کراس اوور برای سیستمهای با قدرت بالا کافی نیست.و ممکنه باعث آسیب دیدن مثلا تیوترها شود.
اكنون اگر موافق هستيد بریم سراغ ساخت یک کراس اوور پسیوبالا گذريا همون High Pass Filter خودمون.
ما يك ساب ووفر فرضي داريم و ميخواهيم براش يه كراس اوور پسيو HPF/Sub Sonic بسازيم تا مانع ورود فركانسهاي پائين مزاحم به كوئل سابمون بشن تا در مقابل صدمات احتمالي ازش محافظ كنه
داده های ما:
امپدانس ساب ووفر 4 اهم
فرکانس کات آف 30Hz(طبق محاسبه نرم افزار)
جهت بدست آوردن مقادیر سلف و خارن ابتدا باید اعداد داده هامون در فرمولهاي مربوطه قرار بگیرن.
فرمول محاسبه خازن مورد استفاده در کراس اوور پسیو:
XC=1/(2pi*F*C
مقاومت خازنی(اهم) = XC
XC=4
2pi=6.28
F= فركانس Cut Off
مقدار ظرفیت خازنی=C
6.28*30=1/4
188.4=0.25
C=0.25/188.4
C=0.0013269 Farad
باتوجه به مقادير وعرف بازار بر حسب ميكرو فاراد بيان ميكينيم: F*10^-6
C=1326.9µF
1326.9 ميكرو فاراد
----------------------------
فرمول محاسبه سلف مورد استفاده در کراس اوور پسیو:
XI=2pi*F*L
مقاومت سلفی(اهم)= XI
XI=4
2pi=6.28
فرکانس کات آف= F
مقدار ظرفیت سلفی= L
L*30*6.28=4
L=4/(30*6.28
L=0.02123 Henry
كه با توجه به مقادير و عرف بازار بر حسب ميلي هانري بيان ميكينيم: H*10^-3
L=21.23mH
21.23 ميلي هانري
خب پس مشخص شد ما باید خازنی به ظرفيت 1326.9 ميكرو فاراد به همراه سلفی معادل 21.23 میلی هانری تهیه نمائیم.پس از اون باید به روش ذیل نسبت به نصب خازن و سلف عمل نمائیم.
ابتدا سلف(L) را بصورت موازي با ساب ووفر متصل نموده و خازن (C) را با اين مجموعه سري مي نمائيم.
اکنون ما یک کراس اوور پسیو بالا گذر(High Pass Filter)یا به نوعی یک ساب سونیک با شیب 12dB/Octaveو فرکانس Cut Off 30Hz ساختیم.به همین راحتی.
حالا اگر بخواهیم کراس اوورمون پائین گذر باشه (Low Pass Filter) باشه با همون شرائط چگونه عمل کنیم؟پاسخ ساده هستش. جای سلف و خازن عوض میشن.یعنی سلف رو به صورت سری و خازن رو به صورت موازی به ساب ووفر متصل مینمائیم.
خب از همه دوستان و اساتيد پوزش ميخوام كه خستتون كردم.
امیدوارم مورد استفادتون قرار بگیره.
ارادتمند،حمید.15/11/1389
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
---------- Post added at 07:09 PM ---------- Previous post was at 07:06 PM ----------
نميدونم چرا اينقدر فونتش ريز شده. من تو word تايپ كردم و اينجا Paste كردم. مديران محترم ميتونن فونت رو درشت تر نمايند تا قابل خوندن بشه.هر كاري كردم نشد.
ممنونم.