Warum brauchen wir Frequenzweichen in der Komponentenakustik?

Beim Einbau einer modernen Stereoanlage in ein Fahrzeug muss der Besitzer die richtige Frequenzweiche wählen. Dies ist nicht schwierig, wenn Sie sich zuerst damit vertraut machen, was es ist, wofür es bestimmt ist und als Teil des Lautsprechersystems es funktioniert.

Zweck

⭐ ⭐ ⭐ ⭐ ⭐ Frequenzweiche ist ein spezielles Gerät in der Struktur des Lautsprechersystems, das dazu bestimmt ist, den erforderlichen privaten Bereich für jeden der installierten Lautsprecher bereitzustellen. Letztere sind für den Betrieb in bestimmten Frequenzbereichen ausgelegt. Die Ausgabe der Frequenz des dem Lautsprecher zugeführten Signals außerhalb des Bereichs kann zumindest zu einer Verzerrung des wiedergegebenen Tons führen, zum Beispiel:

1. wird eine zu niedrige Frequenz angelegt, wird das Klangbild verzerrt;
2. Wird eine zu hohe Frequenz angelegt, droht dem Besitzer der Stereoanlage nicht nur eine Klangverzerrung, sondern auch der Ausfall des Hochtöners (Tweeter), der dieser Betriebsweise möglicherweise einfach nicht standhält.

Unter normalen Bedingungen besteht die Aufgabe eines Hochtöners darin, nur hochfrequenten Ton bzw. tieffrequenten Ton wiederzugeben. Das Mittenband wird dem Mid-Woofer zugeführt – einem Lautsprecher, der für den Klang der Mittenfrequenzen verantwortlich ist.

Basierend auf dem Vorhergehenden ist es, um Autoaudio mit hoher Qualität zu reproduzieren, notwendig, die geeigneten Frequenzbänder auszuwählen und sie auf bestimmte Lautsprecher anzuwenden. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Frequenzweiche verwendet.

Crossover-Gerät

Strukturell enthält die Frequenzweiche ein Paar Frequenzfilter, die wie folgt funktionieren: Wenn die Übergangsfrequenz beispielsweise auf 1000 Hz eingestellt ist, wählt einer der Filter Frequenzen unterhalb dieser Anzeige aus. Und die zweite besteht darin, nur das Frequenzband zu verarbeiten, das die angegebene Marke überschreitet. Die Filter haben ihre eigenen Namen: Tiefpass - für die Verarbeitung von Frequenzen unter tausend Hertz; Hi-Pass - zur Verarbeitung von Frequenzen über tausend Hertz.

Das Prinzip, nach dem eine Zwei-Wege-Frequenzweiche funktioniert, wurde oben vorgestellt. Es gibt auch Drei-Wege-Produkte auf dem Markt. Der Hauptunterschied ist, wie der Name schon sagt, das dritte Filter, das das mittlere Frequenzband von sechshundert bis fünftausend Hertz verarbeitet.

Tatsächlich führt eine Erhöhung der Filterkanäle für das Tonband und deren anschließende Zuführung zu den entsprechenden Lautsprechern zu einer besseren und natürlicheren Klangwiedergabe im Auto.

Technische Merkmale

Die meisten modernen Frequenzweichen enthalten Induktivitäten und Kondensatoren. Abhängig von der Menge und Qualität der Herstellung dieser reaktiven Elemente werden die Kosten des fertigen Produkts bestimmt Warum enthalten Bandpassweichen Spulen und Kondensatoren? Der Grund ist, dass dies die einfachsten reaktiven Elemente sind. Sie verarbeiten problemlos unterschiedliche Frequenzen des Audiosignals.

Kondensatoren können hohe Frequenzen isolieren und verarbeiten, während Spulen zur Steuerung niedriger Frequenzen benötigt werden. Wenn Sie diese Eigenschaften richtig verwenden, erhalten Sie als Ergebnis den einfachsten Frequenzfilter. Es macht keinen Sinn, sich in die komplexen Gesetze der Physik einzuarbeiten und Formeln als Beispiel zu nennen. Wer sich eingehender mit den theoretischen Grundlagen vertraut machen möchte, findet leicht Informationen in Lehrbüchern oder im Internet. Für Profilspezialisten reicht es aus, das Funktionsprinzip von Netzwerken vom Typ LC-CL in Erinnerung zu rufen.

Die Anzahl der reaktiven Elemente beeinflusst die Übergangskapazität. Die Zahl 1 bezeichnet ein Element, 2 - bzw. zwei. Abhängig von der Anzahl und dem Verbindungsschema der Elemente führt das System das Filtern von ungeeigneten Frequenzen für einen bestimmten Kanal auf unterschiedliche Weise durch.

Es ist sinnvoll anzunehmen, dass reaktivere Elemente verwendet werden, um den Filtrationsprozess zu verbessern. Das unerwünschte Frequenzfilterschema für einen bestimmten Kanal hat seine eigene Charakteristik, die Roll-off-Steilheit genannt wird.

Filter haben die inhärente Eigenschaft, unerwünschte Frequenzen allmählich und nicht sofort abzuschneiden.

Das nennt man Sensibilität. Abhängig von diesem Indikator werden Produkte in vier Kategorien eingeteilt:

• Modelle erster Ordnung;
• Modelle zweiter Ordnung;
• Modelle dritter Ordnung;
• Modelle vierter Ordnung.

Unterschiede zwischen aktiven und passiven Frequenzweichen

Beginnen wir den Vergleich mit einer passiven Frequenzweiche. Aus der Praxis ist bekannt, dass die passive Frequenzweiche die am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete Variante auf dem Markt ist. Anhand des Namens können Sie verstehen, dass passive keine zusätzliche Energie benötigen. Dementsprechend ist es für den Fahrzeugbesitzer einfacher und schneller, die Ausrüstung in sein Auto einzubauen. Aber leider garantiert Schnelligkeit nicht immer Qualität.

Aufgrund des passiven Prinzips der Schaltung muss das System einen Teil der Energie aus dem Filter entnehmen, um seinen Betrieb sicherzustellen. In diesem Fall neigen reaktive Elemente dazu, die Phasenverschiebung zu ändern. Dies ist natürlich nicht der schwerwiegendste Nachteil, aber der Besitzer wird die Frequenzen nicht feinabstimmen können.

Mit aktiven Frequenzweichen können Sie diesen Nachteil beseitigen. Tatsache ist, dass sie zwar viel komplizierter sind als passive, aber der Audiostrom bei ihnen viel besser gefiltert wird. Aufgrund des Vorhandenseins nicht nur von Spulen und Kondensatoren, sondern auch zusätzlicher Halbleiterelemente gelang es den Entwicklern, die Größe des Geräts erheblich zu reduzieren.

Sie sind selten als separate Geräte zu finden, aber in jedem Autoverstärker gibt es als integralen Bestandteil einen aktiven Filter. Aufgrund des passiven Prinzips der Schaltung muss das System einen Teil der Energie aus dem Filter entnehmen, um seinen Betrieb sicherzustellen. In diesem Fall neigen reaktive Elemente dazu, die Phasenverschiebung zu ändern. Dies ist natürlich nicht der schwerwiegendste Nachteil, aber der Besitzer wird die Frequenzen nicht feinabstimmen können.

Mit aktiven Frequenzweichen können Sie diesen Nachteil beseitigen. Tatsache ist, dass sie zwar viel komplizierter sind als passive, aber der Audiostrom bei ihnen viel besser gefiltert wird. Aufgrund des Vorhandenseins nicht nur von Spulen und Kondensatoren, sondern auch zusätzlicher Halbleiterelemente gelang es den Entwicklern, die Größe des Geräts erheblich zu reduzieren.

Sie sind selten als separate Geräte zu finden, aber in jedem Autoverstärker gibt es als integralen Bestandteil einen aktiven Filter.

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Anpassungsfunktionen

Um als Ergebnis qualitativ hochwertiges Car-Audio zu erhalten, müssen Sie die richtige Grenzfrequenz wählen. Bei Verwendung einer aktiven XNUMX-Wege-Frequenzweiche müssen zwei Grenzfrequenzen angegeben werden. Der erste Punkt markiert die Grenze zwischen niedriger und mittlerer Frequenz, der zweite die Grenze zwischen mittlerer und hoher Frequenz. Vor dem Anschließen der Frequenzweiche muss der Besitzer des Autos immer daran denken, dass die Frequenzeigenschaften des Lautsprechers richtig ausgewählt werden müssen.

Auf keinen Fall sollten sie mit Frequenzen gespeist werden, mit denen sie einfach nicht normal arbeiten können. Andernfalls führt dies nicht nur zu einer Verschlechterung der Klangqualität, sondern auch zu einer Verringerung der Lebensdauer.

Schaltplan der passiven Frequenzweiche

Video: Wozu dient eine Audioweiche?

Abschluss

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