Калькулятор кроссовера

Рассчитайте элементы пассивных ФВЧ и ФНЧ первого порядка для выбранной частоты раздела динамиков.

Калькулятор элементов акустического кроссовера
Введите частоту раздела и номинальный импеданс динамика для оценки ёмкости и индуктивности.

О пассивных акустических кроссоверах

Кроссовер делит аудиосигнал так, чтобы каждый динамик получал предназначенный ему диапазон частот. В простой пассивной двухполосной схеме последовательный конденсатор образует ФВЧ первого порядка для твитера, а последовательная катушка — ФНЧ первого порядка для НЧ-динамика. На выбранной частоте раздела модуль реактивного сопротивления каждой идеальной ветви равен номинальному импедансу динамика, что даёт привычный электрический спад шесть децибел на октаву. Ёмкость равна единице, делённой на произведение двух, пи, частоты и импеданса. Калькулятор переводит фарады в микрофарады. Индуктивность равна импедансу, делённому на произведение двух, пи и частоты; результат переводится из генри в миллигенри. Частота вводится в герцах, импеданс — в омах. Повышение частоты раздела уменьшает оба номинала. Повышение импеданса уменьшает ёмкость, но увеличивает индуктивность. Расчёт описывает идеальные фильтры первого порядка с резистивной нагрузкой. Импеданс реального динамика не остаётся постоянным во всём диапазоне. Индуктивность звуковой катушки, нагрузка корпуса, резонансы и механическое и электрическое поведение динамика меняют его импеданс и акустический выход. Собственная АЧХ, физическое смещение, полярность и фаза на оси прослушивания также влияют на суммарную характеристику. Поэтому математически верная пара элементов без измерений и настройки не обязательно даст ровный акустический переход. Выбирайте стандартные номиналы, близкие к расчётным, и элементы с подходящими характеристиками напряжения, тока, сопротивления и мощности. В сигнальном тракте часто используют плёночные конденсаторы, а последовательное сопротивление катушки должно быть достаточно низким для проекта. Не выбирайте раздел за пределами безопасного рабочего диапазона динамика. Особенно твитерам может требоваться более крутой фильтр или более высокая частота раздела для ограничения хода и нагрева. Используйте результат для предварительного проектирования, затем проверяйте схему по данным импеданса, измерениям АЧХ, моделированию и прослушиванию. Фильтры второго, третьего и четвёртого порядка требуют дополнительных элементов и других коэффициентов, поэтому их номиналы нельзя напрямую выводить из этого калькулятора первого порядка.

Примеры кроссоверов

Идеальные значения первого порядка до округления к доступным номиналам.

Исходные данныеНоминалы элементовТипичное применение
2,000 Hz, 8 ΩC = 9.9472 µF; L = 0.6366 mHРаспространённая отправная точка для двухполосной системы на восемь ом.
3,000 Hz, 4 ΩC = 13.2629 µF; L = 0.2122 mHСистеме с меньшим импедансом нужен конденсатор большей ёмкости.
500 Hz, 8 ΩC = 39.7887 µF; L = 2.5465 mHБолее низкие частоты раздела требуют больших номиналов.

Как рассчитать кроссовер первого порядка

  1. Выберите частоту раздела в безопасном пересечении рабочих диапазонов обоих динамиков.
  2. Введите номинальный импеданс динамика в омах.
  3. Нажмите «Рассчитать элементы», чтобы получить идеальные ёмкость и индуктивность.
  4. Округлите до доступных номиналов и проверьте акустическую характеристику измерениями.

Частые вопросы

Какой элемент подключается к твитеру?

Рассчитанный конденсатор включается последовательно с твитером, образуя ФВЧ первого порядка. При снижении частоты его импеданс сильнее препятствует прохождению низкочастотной энергии.

Какой элемент подключается к НЧ-динамику?

Рассчитанная катушка включается последовательно с НЧ-динамиком, образуя ФНЧ первого порядка. Её реактивное сопротивление растёт с частотой и уменьшает высокочастотный ток.

Почему измеренная частота раздела может отличаться?

Импеданс и акустическая характеристика динамика зависят от частоты, в отличие от идеального резистора. Фаза, уровень, корпус и расположение тоже меняют акустический раздел.

Можно ли использовать эти значения для второго порядка?

Нет. Более высокие порядки используют другие коэффициенты и несколько реактивных элементов в каждой ветви. Применяйте формулы или ПО для выбранной схемы Butterworth, Linkwitz-Riley или иной.

Использовать номинальный или измеренный импеданс?

Номинальный импеданс удобен для первой оценки. Измеренный импеданс вблизи предполагаемой частоты раздела даёт более полезную исходную точку для реального проекта.