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PROGETTO DI RETI TIPO «M»

Le reti tipo « k », serie o parallelo, difficilmente attenuano con la pendenza di 12 dB per ottava sia sopra che sotto la frequenza di crossover: si avvicinano ai 12 dB per ottava ad una distanza di almeno un’ottava dalla frequenza di taglio. Se invece si vuole che la pendenza sia sempre di 12 dB per ottava è necessario scegliere una rete tipo « m », serie o parallelo (fig. 7-D e 7-B). I valori da assegnare ai componenti si possono calcolare nel modo visto prima partendo dalle formule di fig. 7, oppure, più semplicemente, si possono ricavare direttamente dalle tabelle 3 e 4.

RETI CROSSOVER PER IMPEDENZE DIVERSE

Capita spesso di avere altoparlanti di diversa impedenza da accoppiare ad una rete di impedenza fissa e determinata. Un modulo semplice ed efficace per superare questa difficoltà è indicato in fig. 9. Il trasformatore d'uscita ha due prese: 8 e 16Ω. Il circuito è in realtà una rete parallelo da 12 dB per ottava.

Fig 9 - Rete crossover per altoparlanti di diversa impedenza

Fig 10 - Accoppiamento di altoparlanti di diversa impedenza

Un altro metodo è mostrato in fig 10 L'accoppiamento viene effetuato mediante trasformatori o autotrasformatori. Naturalmente questa è una soluzione costosa, perché i trasformatori devono essere di potenza almeno pari a quella dell'amplificatore ed inoltre devono avere una risposta di frequenza uniforme su tutta la gamma dell'altoparlante al quale sono collegati. Risulta poi inevitabile una perdita di potenza dovuta alla dissipazione propria di ciascun trasformatore.

CONVERSIONE DELLE IMPEDENZE

Le tabelle di calcolo, precedentemente viste, sono per 4 e 8Ω, ma se si vuole calcolare una rete crossover per un'impedenza diversa si possono facilmente trasformare i valori tabulati mediante le due formule seguenti:

dove: L_x è la nuova induttanza; L è l’induttanza originale; R₀ è l’impedenza per cui . è stata calcolata la tabella} Z₁ è la nuova impedenza; C_x è la nuova capacità e C la, capacità letta in tabella.

Se le frequenze di crossover fissate non si trovano tra i valori della tabella si possono calcolare ugualmente C ed L variandone il valore inversamente con la frequenza.

RETE CROSSOVER A TRE VIE

Differisce dalla rete a due vie solo per l'aggiunta di un filtro passa-banda per l'altoparlante mid-range. La fig. 11 mostra lo schema di una rete a tre vie del tipo « k » da 6 dB per ottava. Sì vede che sostanzialmente è lo stesso schema della fig. 6-C tranne che per l'aggiunta degli elementi C_1A e L_1A per il circuito mid-range.

Fig 11 - Crossover tipo «K» a tre vie - 6dB per ottava

Tali elementi sono calcolati nello stesso modo di C₁ e L₁, tenendo conto naturalmente della diversa frequenza di crossover (f_c).

Se la prima frequenza di crossover è 350 Hz, i valori di C_1A, e L₁ vanno calcolati appunto per f_c1 = 350 Hz. Analogamente, se la seconda frequenza di crossover è di 5.000 Hz, C₁ e L_1A vanno calcolati per f_c2 = 5.000 Hz.

Osservando le curve di frequenza si vede che sono due i punti di crossover: 350 e 5.000 Hz.

Fig 12 - Crossover tipo «k» a tre vie - 12 dB per ottava

In fig. 12 si vede una rete analoga, ma con un'attenuazione di 12 dB per ottava.

I valori dei componenti sono calcolati in base alle frequenze di crossover di 450 e, 5.000 Hz e per un’impedenza di 8Ω.

La sezione di bassa frequenza è costituita da L₃ e C₃, che formano un filtro passa-basso con taglio a 450 Hz. La sezione di media frequenza è un filtro passa-banda costituito da due coppie di elementi: la prima coppia comprende C_3A e L_3A è consente il passaggio delle frequenze sopra i 45O Hz; la seconda coppia è formata da L_3B e C_3B e lascia passare le frequenze fino a 5.000 Hz. La sezione passa-alto è costituita da C_3C; e L_3C.

Fig 13 - Risposta di frequenza del crossover a tre vie della fig 12

Per trovare i valori dei componenti si possono utilizzare le tabelle già viste. Nella tab. 2 sotto la colonna dei 450 Hz per L₃ si trova il valore di 4 mH e per C₃ il valore di 31,3 μF. C_3A e L_3A devono tagliare alla stessa frequenza, quindi sono uguali a C₃ e L₃. La sezione d'uscita del filtro passa-banda (mid-range) comprende L_3B e C_3B, per i quali si trovano i valori di 0,36 mH e 2,81 μF, sotto la colonna dei 5.000 Hz. Infine C_3C e L_3C avranno gli stessi valori C_3B e L_3B, perché tagliano ancora a 5.000 Hz; cambia solo il collegamento. La curva di risposta risultante di tutta la rete filtro è mostrata in fìg. 13.

A questo punto è facile immaginare la estensione dei criteri di calcolo fino a qui usati anche nelle reti a quattro o cinque vie.

Un esempio di rete a cinque vie è dato dalla fig. 14.

Fig 14 - Rete crossover a 5 vie

L'inserzione di un tweeter supplementare in un sistema già esistente si può fare nel modo indicato in fig. 15: in serie al secondo tweeter c'è semplicemente un condensatore, calcolato come il C₁ della equazione di fig. 6-C per una rete da 6 dB per ottava.

Fig 15 - Collegamento di un tweeter supplementare

RETE TRE VIE TIPO «M»

La fig. 16 mostra un esempio di crossover tipo «m ». Per la scelta dei valori si adottano sempre gli stessi criteri di calcolo e ci si serve delle tabelle 3 e 4.

Fig 16 - Crossover tipo «m» a tre vie - 12dB per ottava

Ciascun elemento di una rete tipo « m » ha capacità e induttanze diverse, mentre in una rete tipo « k » alcuni elementi del circuito hanno lo stesso valore. inoltre una rete « m » richiede generalmente capacità e induttanze più elevate; l'attenuazione nel punto di crossover può anche essere di 4 dB, in compenso la pendenza è di 12 dB per ottava fin dall'inizio, sia sopra che sotto la frequenza di crossover.