Um crossover separa as frequências em bandas e envia para seu respectivo alto-falante , por exemplo: as baixas frequências são enviadas para o woofer, as altas são enviadas para o tweeter, e assim por diante. Existem dois tipos de crossovers, os ativos e os passivos, ambos exercem a mesma função, a diferença entre eles é que, enquanto os ativos são digitais ou analógicos, os passivos usam resistores, indutores e capacitores, montados em uma placa de circuito impresso, instalada dentro da caixa acústica. Os crossovers são classificados por seus tipos de atenuações nas frequências de corte que variam de 6db, 12db, 18db e 24db. Quanto mais dBs de atenuação possuírem, maior é o angulo de corte na freqüência estabelecida, entregando assim menor potência nas regiões de corte. <p><b>

De maneira geral os divisores de freqüência podem ser classificados em ativos e passivos. Os divisores ativos são usados em sistemas de som mais sofisticados, sendo instalados entre o pré-amplificador e o amplificador de potência. Os divisores passivos são os rotineiramente mais usados e podem ser instalados tanto na mesma posição que os ativos, isto é, entre o pré-amplificador e o amplificador de potência, como nos próprios sonofletores (o que é o caso mais comum). Dentre os divisores passivos existem os de tipo série e os de tipo paralelo. No tipo série os elementos reativos são dispostos em série com a fonte de potência, já no circuito paralelo estes elementos encontram-se em paralelo com o amplificador, oferecendo algumas vantagens, principalmente quanto a perdas e estabilidade de características. É deste último tipo de divisor que trataremos em maior profundidade, procurando cobrir tanto os aspectos teóricos de projeto como a realização prática, fornecendo inclusive um exemplo de montagem com todas as indicações necessárias como exemplo para a construção.  

Os divisores de freqüência passivos são constituídos pela associação série e/ou paralelo de elementos reativos. Sua formulação é realizada pela aplicação das chamadas funções de transferência, que tratam de soluções matemáticas as quais permitem a síntese da resposta do filtro divisor em termos de amplitude e fase, características estas que definirão a adequação de cada tipo de divisor. O equacionamento e a solução matemática do problema são realizados através de cálculos bastante complexos e que são tratados em diversas publicações científicas. Para quem desejar maiores detalhamentos desse assunto, a Áudio Engineering Society traz numerosos estudos a respeito. Muitos tipos de divisores tem sido propostos pela literatura especializada, e se tornaram conhecidos pelos nomes dos seus propositores: Butterworth, Bessel, Chebychev, Gaussiano, Linkwitz-Riley, e outros. Através de estudos matemáticos e da prática habitual de projeto, acabou por tornar-se universalmente aceito o tipo de divisor conhecido como de “Butterworth”, cujas características são: · Resposta em amplitude máxima plana, ou seja, nas proximidades da freqüência de corte oferece a resposta mais suave, sem picos ou quedas bruscas. · Resposta em fase de comportamento constante, porém na freqüência de corte dependente da taxa de atenuação. · Possibilidade de escolha de taxas de atenuação para fora da banda passante, de 6 dB/oitava, 12 dB/oitava, 18 dB/oitava, 24 dB/oitava e assim por diante. Os filtros resultantes são conhecidos como, respectivamente, Butterworth de 1ª ordem, 2ª ordem, 3ª ordem, 4ª ordem, etc. Portanto temos filtros de ordem impar(1ª,3ª ,etc.) e de ordem par (2ª, 4ª, etc.), cujas características são diversas, como veremos a seguir. Outros tipos de filtros apresentando características de respostas diferentes também poderiam ser empregados como divisores de freqüência, no entanto como não tem um emprego tão universal como os filtros de Butterworth, e considerando que estamos aqui iniciando uma introdução ao assunto deixaremos para os comentar em artigos futuros.  

O divisor de 1a ordem é o filtro mais simples, consistindo somente em uma indutância que direciona as freqüências baixas ao “woofer” e um capacitor, que entrega as freqüências mais altas ao Tweeter, conforme pode ser visto na figura. Este tipo de divisor é mais barato e normalmente encontrado em sistemas econômicos. O maior problema encontrado no divisor de 1a ordem consiste na atenuação demasiadamente suave fora da banda de passagem. Na figura a seguir mostramos a resposta em freqüência de diversos filtros, inclusive do de 6dB/oitava, sintonizados em 1000Hz, onde este comportamento torna-se evidente. Na freqüência de corte de 1000 Hz, é proporcionada uma queda de 3 dB aos dois falantes; uma oitava abaixo e acima desta freqüência, ou seja, em 500 Hz e 2000 Hz, a atenuação é de 9 dB; duas oitavas além, em 250 Hz e 4000 Hz, a atenuação ainda é de somente 15 dB. Isto significa que para não haver deficiência na qualidade sonora resultante, no caso do divisor de 6db/oitava, precisamos escolher falantes que apresentem boa resposta pelo menos duas oitavas além da freqüência de corte que queremos escolher. Esta superposição entre as respostas dos falantes, em torno de quatro oitavas, origina também efeitos de reforço e cancelamento aleatórios em torno destas freqüências, geralmente no plano vertical, se os falantes estiverem posicionados dessa forma na caixa acústica. Portanto o posicionamento correto dos falantes é muito importante para evitar, ou melhor, minimizar, estas interferências. Embora este efeito ocorra também com filtros de ordens mais elevadas, ele é mais pronunciado com o de 1a ordem. Sobre a forma de colocar os falantes no painel frontal comentaremos em artigos próximos. A maior vantagem do divisor de 1a ordem reside no fato dele apresentar o menor desvio de fase absoluta entre os falantes, e por conseqüência não originar problemas de alinha mento na resposta transiente, sendo, portanto essencialmente do tipo que muitos fabricantes comercialmente denominam “linear phase”. Com base nestas características muitos sonofletores fabricados por “puristas”, empregam filtros de 1a ordem, no entanto os falantes empregados são geralmente fabricados especialmente, tendo em vista a larga faixas de freqüência que tem de suportar. Dessa forma, para o amador, a vantagem do filtro de 1a. Ordem permanece apenas em plano teórico, em vista que as desvantagens práticas acima apontadas são bem maiores.

O filtro de 2ª ordem emprega dois elementos reativos por ramo de circuito, uma indutância e um capacitar. O problema de superposição que havíamos encontrado no filtro de 1a ordem já agora fica bem menos crítico. Conforme podemos observar na mesma figura anterior, uma oitava acima e abaixo da freqüência de corte (500 Hz e 2000 Hz) o sinal fica atenua do de 15 dB, uma diferença bastante sensível em relação ao divisor anterior e que impõe bem menos exigências aos reprodutores que serão empregados. No entanto em contrapartida os sinais elétricos nas saídas do divisor de 2a ordem encontram-se em contrafase, com 180o de diferença, provocando um ponto de amplitude nula na freqüência de corte. Esta característica é contornada por muitos projetistas através da inversão elétrica dos sinais na entrada do divisor, invertendo a ligação do “tweeter” ou do “woofer”. No entanto esta medida se resolve este problema, cria outro, pois ter-se-á um pico de 3 dB na freqüência de corte acompanhado de um deslocamento de fase de 180o no restante das banda passante de graves e agudos. Uma outra solução mais completa, porém mais custosa e por isto pouco usada, consiste em manter as ligações nas polaridades corretas e usar um outro falante (“filler”) especificamente para cobrir este ponto de amplitude nula. Naturalmente isto implica em criar mais uma faixa de crossover, com todos os problemas decorrentes, o que não é uma boa escolha para o projetista amador. O divisor de 2a ordem, apesar destes problemas é ainda o mais usado, já que se trata de uma solução de compromisso entre as vantagens e desvantagens do emprego de filtros de complexidade crescente e custos maiores e aqueles mais simples e custos menores.

O divisor de 3a ordem emprega três elementos reativos por ramo. Este divisor, apesar da maior complexidade, é o mais indicado tecnicamente, tanto pela pequena superposição das faixas de atuação dos falantes, assegurando uma resposta com menor faixa de interferência e conseqüentemente possuindo maior regularidade, como por assegurar um menor defasamento na freqüência de corte. Isto proporciona uma resposta mais plana e uniforme em toda a extensão em torno do corte, sendo virtualmente idêntica à do filtro de 1a ordem. Outras possibilidades do divisor de 3a ordem e que são exploradas por projetos mais sofisticados, incluem a maior facilidade de equalização elétrica da resposta acústica dos falantes e a possibilidade para a inclusão de amortecimento r resistivo, isto sendo possível pelo maior controle que os divisores de ordem mais alta proporcionam em relação ao comportamento dos falantes. A desvantagem deste divisor consiste no seu custo relativamente elevado, por empregar um maior número de elementos reativos. Para complementação observamos que são mais raramente empregados os divisores de ordem mais alta. Os de 4a ordem (24 dB/oitava) são usados em sonofletores profissionais que empregam a técnica de retardo no tempo para compensação de desvios de fase (“time delay compensated”), os de 5a ordem (30 dB/Oitava ) e acima já são custosos demais e praticamente não compensam serem empregados. Estes tipos são mais indicados em divisores ativos, já que são mais facilmente sintetizados através de amplificadores operacionais.  

Um circuito bastante fácil de fazer, todos os componentes comuns no mercado, o divisor também conhecido como crossover em 3 vias, que são: alta, média e baixa frequência, além de melhorar a qualidade sonora protege também os drivers e alto falantes.

1 – RESISTOR 8,2 OHMS X 20 W
2 – CAPACITORES ELETROLITICO 4,7 uF X 250V
6 – CAPACITORES ELETROLITICO 22uF X 250V
3 – CARRETEL PLÁSTICO COM 2,2 CM BOBINA
16 – METROS DE COBRE 21 AWG
6 – METROS DE COBRE 18 AWG
12 – METROS DE COBRE 16 AWG

1 - indutor 0,65 mH nucleo de ar (carretel)
1 - de 0,6 mH nucleo de laminas de ferro
1 - de 1.8 mH também com nucleo de laminas de ferro.