Điều cần biết về Crossover - Bộ phân tần ra loa trong hệ thống âm thanh

Crossover là gì?

- Bộ phân tần âm thanh ra loa là phân chia các đoạn tần số ra nhiều khúc, mỗi khúc cho 1 loa con làm việc. 
- Mạch phân tần là một thiết bị trong hệ thống âm thanh, với mục đích chuyển tải đúng dải tần mong muốn tới củ loa tương ứng. 
- Bộ phân tần crossover là một tổ hợp các mạch lọc tín hiệu điện thụ động. Trước hết ta quan niệm một bộ phân tần đơn giản nhất gồm các tụ điện, điện trở và cuộn các cuộn cảm
 

Lợi ích của bộ phân tần ra loa trong hệ thống âm thanh

- Bảo vệ củ loa hạn chế cháy loa trung và treble  vì Crossover giúp hạn chế được tần số thấp, dòng điện lớn đi vào loa 
- Giúp chất lượng âm thanh rõ ràng và tách bạch hơn. Chẳng hạn như một dàn đồng ca, mọi người cùng hát, cùng 1 đoạn nhạc mà người thì giọng cao, người thì giọng thấp, người hát to, người hát bé. Hơn nữa nhiều người cùng hát một đoạn nhạc thì không thể nào khớp nhịp với nhau hoàn toàn, kiểu gì cũng có chênh lệch gây nên ồn ào. Nếu không có phân tần (Crossover), mà  để 3 loa đấu song song, cho làm việc như nhau. Nhưng khi có bộ phân tần thì như một bài hát với nhiều người hát nhưng khi ra loa thì tiếng hát mỗi người một đoạn không lẫn với nhau

Chức năng của Crossover (Bộ phân tần)

Mặt sau bộ phân tần

1. Input: để tín hiệu từ mixer hay EQ chuyển đến.
2. Low unbal: dùng để xuất tín hiệu tần số thấp cho loa sub ra ampli dùng dây hiệu unbalance (tức là dây chỉ có 2 ruột thôi).
3. Low bal: dùng để xuất tín hiệu tần số thấp cho loa sub ra ampli dùng dây tín hiệu balance (tức là dây có 3 ruột).
4. High unbal: dùng để xuất tín hiệu tần số trung và cao cho loa fullrange ra ampli dùng dây tín hiệu unbalance (tức là dây chỉ có 2 ruột thôi).
5. High bal: dùng để xuất tín hiệu tần số trung và cao cho loa fullrange ra ampli dùng dây tín hiệu balance (tức là dây có 3 ruột).
crossover-bo-phan-tan-ra-loa-trong-he-thong-am-thanh

Mặt trước Bộ phân tần

1. Gain: chỉnh âm lượng đầu vào của tín hiệu từ mixer hay EQ, nút này chỉnh tín hiệu vào đường input.
2. Low: chỉnh âm lượng của tín hiệu ra ampli cho loa sub.
3. High: chỉnh âm lượng của tín hiệu ra ampli cho loa fullrange.
4. Low/High: chỉnh điểm chia tần số giữa tần số cao (ra loa full) và tần số thấp (ra loa sub). Tùy từng loại nhạc, cũng như chất lượng của thiết bị, điểm chia này có thể từ 80Hz - 250Hz.
Ưu điểm Crossover Active
 
- Bộ phân tần chủ động giúp giảm nguy cơ gây hư hỏng cho loa treble. Trong trường hợp amply hoạt động ở ngưỡng xảy ra hiện tượng “clipping” (là trường hợp tín hiệu ra lớn hơn mức tối đa mà amply kiểm soát được)
- Với bộ phân tần chủ động, do nằm trước amply nên các phần quá tải của phần bass sẽ vẫn được đưa sang amply của loa bass và đến loa bass. Loa mid và loa treble vẫn nhận được tín hiệu “sạch” từ các amply của chúng.
- Vì mạch phân tần chủ động chỉ làm việc ở mức tín hiệu audio nhỏ, các mạch lọc được xây dựng và sử dụng bằng các mạch điện tử tích cực thông thường tương tự được sử dụng trong các bộ lọc tần số equalizer (vốn cho phép có được sự linh động hơn rất nhiều trong thiết kế). Như vậy, thay vì phải tiêu phí năng lượng để chỉnh tín hiệu ra loa theo củ loa có độ nhạy thấp nhất, tín hiệu ra của Crossover Active  có thể được điều chỉnh để có được sự cân bằng tốt nhất giữa các củ loa. Điều này giúp các nhà thiết kế lựa chọn củ loa dễ dàng hơn cũng như thiết kế được các mạch lọc có độ dốc cao hơn nên làm giảm được lượng tín hiệu ngoài giới hạn tần số hoạt động mà từng củ loa thường phải đảm nhận.

Nguyên tắc phân tách kênh của Crossover 

Trước khi tìm hiểu cách sử dụng Crossover để phân tách kênh, Chúng ta chú ý những thuật ngữ của Crossover như sau 
 
Crossover frequency (tần số cắt) là ranh giới giữa chế độ tần số được thiết lập cho loa trầm với chế độ tần số được thiết lập cho loa trung; hoặc tương tự như vậy, giữa loa trung và loa tép. 
Crossover point (điểm cắt tần số) của loa subwoofer là điểm khống chế khoảng hoạt động của loa siêu trầm. Trên điểm đó là khoảng hoạt động của loa front, rear và center.
 
Một kinh nghiệm trong việc xác định tần số cắt là căn cứ vào đường kính củ loa bass thành phần
 
- Trong hệ thống loa vệ tinh với các loa bass đường kính từ 3-4 inch (7,5-10 cm), ta có thể thiết lập mức cắt tần số trong khoảng 100-120Hz. Đối với loa bookself, mức này là từ 60-100Hz. Đối với loa cột có bass lớn hoặc nhiều loa bass, bạn có thể thiết lập bất kỳ mức nào trong khoảng từ 40-80Hz. Đó là về lý thuyết, còn theo khuyến cáo của THX, bạn nên thiết lập mức cắt đồng loạt 80Hz và đặt cỡ loa "Small" đối với tất cả các loa.
- Những hệ thống âm thanh cỡ lớn có thùng loa subwoofer riêng biệt có thể chia thành nhiều dải tần, trong đó các loa bass có thể đảm nhiệm dải tần từ 120Hz trở xuống. Điều này giúp cho các củ loa hoạt động đúng với phạm vi dải tần thiết kế.  Trong hệ thống loa hai đường tiếng, dải tần được chia thành 2 phần: phần tần số cao sẽ đi vào củ loa treble, phần tần số thấp đi vào củ loa mid/bass. Với hệ thống 3 đường tiếng, hệ thống cũng có 2 củ loa bass và treble như hệ thống 2 đường tiếng nhưng sẽ có thêm một củ loa phụ trách riêng cho phần mid và lúc này, bộ phân tần sẽ chia tín hiệu ra thành 3 dải tần riêng biệt khác nhau.