Aktiva delningsfilter

Introduktion
Delningsfiltrets uppgift är att dela upp den mixade signalen i två till fyra frekvensområden. Syftet är att varje slutsteg och/eller varje högtalarelement ska få ett avgränsat frekvensområde att återge så att effekten i slutsteget och högtalarens konstruktion kan anpassas till de vitt skilda fysikaliska förutsättningarna som de olika frekvensområdena har.
 
Delningsfiltret (och högtalarsystemet) brukar benämnas efter antalet uppdelade frekvensområden.
 
2-vägs delningsfilter
2-vägs delningsfilter delar upp signalen i låga frekvenser (low) och höga frekvenser (high). Delningsfrekvensen brukar ligga runt 1 kHz eller, vilket kanske är vanligare, runt 100–200 Hz. I det sistnämnda fallet går den lägsta basen för sig och ”resten” till en högtalare som egentligen klarar hela registret, en fullrange-högtalare. Fullrange-högtalaren slipper då de lägsta frekvenserna och kan leverera ett renare ljud. Samtidigt tas basregistret om hand av ett eget slutsteg och större högtalarelement som kan göra basregistret rättvisa.
 
3-vägs delningsfilter
3-vägs delningsfilter delar upp signalen i basregistret (low), mellanregistret (mid) och diskantregistret (high). Delningsfrekvenserna brukar ligga runt 100–250 Hz respektive 1–2,5 kHz.
 
4-vägs delningsfilter
4-vägs delningsfilter delar upp signalen i basregistret (low), låga mellanregistret (low mid), höga mellanregistret (high mid) och diskantregistret (high). Delningsfrekvenserna brukar ligga runt 100–250 Hz, 1–2,5 kHz och 5–8 kHz.
 
Aktiva och passiva delningsfilter
Aktiva delningsfilter delar före slutstegen och kräver därför ett slutsteg för varje frekvensområde. Aktiva delningsfilter behöver ström för att fungera. De är ofta rackmonterbara och placeras nästan alltid tillsammans med slutstegen.
 
Passiva delningsfilter delar efter slutsteget och är i de allra flesta fall inbyggda i högtalarlådan. Passiva filter är billigare och enklare i sin konstruktion och kräver inte separat strömförsörjning. Nackdelen är att ett slutsteg får jobba ensamt med ett större frekvensområde och att själva delningsfiltret stjäl ca 20 % av effekten.
 
Ofta används en kombination av aktiva och passiva filter. T.ex. ett aktiv delningsfilter som delar vid 100 Hz och skickar allt under 100 Hz till kraftiga slutsteg och högtalare för den lägsta basen. Allt över 100 Hz går till ett andra slutsteg och andra högtalarlådor, s.k. toppar. I en sådan topp kan det sitta ett passivt delningsfilter som delar vid t.ex. 3 kHz. Allt över 3 kHz går då till diskantelementet och allt mellan 100 Hz och 3 kHz går till det större högtalarelementet i toppen.
 
Vid delningsfrekvensen dämpas signalen ett visst antal decibel per oktav (jämför med hipass och lowpass). I skarven sker alltså en mer eller mindre stor överlappning, beroende på hur brant filtret är. Överlappningen skapar en liten dipp i frekvenskurvan, något som kan komma att behöva kompenseras med masterequalizern. Det uppstår också mer subtila problem med t.ex. fasriktigheten i detta område. Ju brantare filter (mindre överlappning) desto bättre. Ett brantare filter avlastar också högtalarelementen eftersom de, i högre grad, slipper ta hand om ”fel” frekvensområde. Dämpningen bör ligga på minst 18, men helst 24 dB per oktav.
 
Justeringar på aktiva delningsfilter
På de passiva delningsfiltren går det inte att göra några justeringar. På de aktiva går det för det mesta att välja delningsfrekvenser samt finjustera styrkan på de utgående signalerna.
 
Delningsfrekvenserna kan justeras för att passa för olika högtalarsystem och lokaler. Justeringen kan vara en ratt att vrida på med en frekvensskala tryckt runtom eller kanske med digital visning av frekvensen. Det kan också vara s.k. jumpers som måste flyttas eller små vridströmställare. Det kräver att man skruvar isär burken och fysiskt flyttar en eller flera små ”kontakter” (jumpers) till andra stift alternativt ställer vridströmställarna i önskat läge med hjälp av en skruvmejsel. Styrkan kan finjusteras för att anpassas till slutsteg med olika ingångskänslighet.
 
Processorstyrd delning
Processorstyrda delningsfilter, även kallade högtalarprocessorer, är vanligtvis dedikerade till ett speciellt märke och modell av slutsteg/högtalare. De känner av signalen till högtalaren (från slutstegens högtalarutgång) och justerar, vid behov, automatiskt inställningarna. Själva enheten kan innehålla flera olika funktioner med avsikt att optimera högtalarens prestanda.
 
Flytande delningsfrekvens
Vid ökande belastning kan delningsfrekvensen flyttas upp automatiskt för att förhindra att högtalaren låter orent (distar) p.g.a. överbelastning. När belastningen sedan sjunker igen flyttas delningsfrekvensen blixtsnabbt tillbaka.
 
Limiter
Alla högtalare har en gräns för vad de tål innan de förstörs. Tråden i högtalarelementets s.k. talspole blir till slut så varm att den smälter av och i värsta fall kan värmen göra att talspolen antänds och att högtalaren helt sonika brinner upp. För att förhindra att detta sker används en limiter som sätter stopp för hur mycket man kan mata in i högtalaren. I en processorstyrd delning känner delningsfiltret av högtalarens belastning och anpassar limiterns verkan efter det.
 
Equalizer
Alla högtalare har mer eller mindre ojämn frekvensgång. Med hjälp av en inbyggd equalizer kan man kompensera för de ojämnheter som inte högtalarelementets och lådans konstruktioner lyckats råda bot på. Tillverkaren mäter nogsamt upp frekvensgången på högtalaren och hittar man t.ex. en dipp på 3 dB vid 2 kHz som är 300 Hz bred kan man specialtillverka en eq som boostar just det området med 3 dB. På så sätt kan man uppnå en i princip rak frekvenskurva för högtalaren.
 
Delay
Eftersom högtalarelementen är olika stora kommer den lilla diskanthögtalarens ljudcentrum närmare lyssnaren än vad den stora bashögtalarens ljudcentrum gör. Ljudet påverkas negativt om inte ljudvågorna är i fas med varandra. Lösningen kan vara en högtalarlåda som tar hänsyn till detta och placerar högtalarelementens ljudcentrum i linje med varandra. Lådan blir dock svår och dyr att tillverka. Olika slag av hornkonstruktioner eller basreflexlådor kan göra det praktiskt omöjligt att få högtalarnas ljudcentrum på samma linje. Lösningen blir då att fördröja signalen med ett delay (på de högtalarelement som är längre fram än det bakersta) så att signalen från samtliga högtalarelement når lyssnaren vid samma tidpunkt. Det handlar om små skillnader på kanske under en halv millisekund (ca 17 cm).
>