Crossover Pasif, Fungsi Dan Kegunaan Dalam Sistem Speaker Audio

Apa sih manfaat dan kegunaan crossover pasif dalam sistem speaker pada audio kita? Dalam dunia audio pasti sudah tidak asing lagi dengan yang namanya crossover. Crossover terdiri dari 2 jenis, yaitu crossover pasif dan crosover aktif. Tapi untuk kali ini saya hanya akan membahas crossover pasif dulu supaya tidak kepanjangan artikelnya. Semoga setelah membaca ini Kamu lebih memahami lagi mengapa dalam sebuah box speaker umumnya ada yang namanya crossover.

Pembahasan sekilas tentang crossover pasif yang harus diketahui pecinta audio khususnya rakitan, apa pentingnya?

Seperti yang sudah dijelaskan bahwa, crossover yang dikenal dalam dunia audio ada 2 jenis yaitu crossover aktif dan pasif. Crosover pasif mungkin sudah ada sejak audio modern diperkenalkan (ini mungkin loh ya?) 😀 Dan tidak akan pernah dihilangkan meskipun sudah ada jenis crosover aktif yang lebih baik dan akurat. Kenapa? ya tidak semua kelas perangkat audio memungkinkan untuk menggunakan crosover aktif karena kerumitan yang lebih serta biaya yang lebih tinggi. Crossover passive tetap masih diperlukan untuk home audio atau audio rumahan, bahkan audio performance atau lapangan pun masih harus pakai crossover passive untuk kebutuhan tertentu meskipun sudah ada crossover aktif disana; misalnya speaker mid-hi.

Mengenal apakah itu crossover audio?

Mengapa alat audio ini di sebut crossover?  secara bahasa, crossover berasal dari istilah bahasa inggris yang terjemahannya “persimpangan”.  Ini bukan persimpangan jalan tapi secara tujuan bisa jadi serupa. Kalau persimpangan jalan adalah pembagi arah, maka persimpangan dalam crossover adalah pembagi suara.

Pada intinya begini, bahwa audio yang baik adalah selain harus seakurat mungkin/clarity , juga harus aman artinya daya dari power amplifier tidak bisa merusak speaker lebih cepat. Disinilah peran mendasar dari sebuah crossover.

Peran Crossover pasif dalam perangkat audio

Menurut saya secara sederhana bahwa audio yang baik harusnya memiliki suara seimbang dan clarity. Ini menyesuaikan dengan apa tujuan dari audio itu umumnya mendengarkan musik.  Sebuah komposisi musik modern terdiri dari bass, bass drum, snar drum, simbal drum, hi-hat, dst. Juga ada ecek-ecek atau tamborin, seruling, aneka macam suara keyboard, terompet, ketipung, bass gitar, gitar string, vokal manusia.

Semua instrumen musik itu menghasilkan bunyi dengan frekwensi berbeda-beda, dari mulai nada terendah yang mungkin bisa didengar manusia 20Hz- hingga tertinggi yang didengar manusia sekitar 3Khz.

• Nada sub-bass direntang frekwensi sekitar 20Hz – 60Hz > Bass guitar
• Nada bass direntang frekwensi sekitar 60Hz – 250Hz > Bass Guitar, Vocal, bass drum, ketipung bass
• Nada Low-midrange direntang frekwensi sekitar 250Hz – 500Hz > Mid Clarinet, sax alto, celo, gitar electric dan sebagian besar alat music
• Nada Midrange direntang frekwensi sekitar 500Hz – 2Hz > Biola, gitar, ketipung tak tung, tom-tom, kendang, seruling vocal
• Nada high direntang frekwensi sekitar 2Khz -3Khz > trompet, simbal, hi-hat

Itulah masalahnya yaitu speaker yang dibuat sampai saat ini hanya mendukung di rentang frekwensi terbatas, yang dibagi menjadi 3 secara mendasar yaitu Low, Mid, dan Hi. Sedangkan amplifier hanya memiliki 1 output saja, jadi supaya audio bisa berkualitas dan clarity maka dibutuhkan crossover (baik pasif maupun aktif) untuk mencabangkan ouput amplifier menjadi beberapa cabang ouput ke beberapa jenis/klasifikasi speaker menurut spek/kelasnya.

Dengan demikian setiap kelas loudspeaker yaitu woofer, midrange, dan tweeter mendapatkan input dengan spektrum frekwensi yang sesuai. Pada akhirnya audio yang kita dengar clarity, jernih, akurat, dan aman baik bagi amplifier maupun speakernya.

Kesimpulannya Crossover audio adalah : satu jenis sirkuit filter elektronik yang membagi sinyal audio menjadi dua atau lebih direntang frekuensi, sehingga sinyal dapat dikirim ke driver loudspeaker yang dirancang untuk beroperasi dalam rentang frekuensi yang berbeda secara sesuai.

Tingkat/jenis crossover pasif

Crossover pasif terdiri dari 2 jenis yaitu : Crossover pasif 2-way dan crosover pasif 3-way. Crossover pasif tak harus membagi arah menjadi 3 arah/way saja( Low, mid dan hi ) tapi juga bisa dua arah/way (Low-mid dan hi). WAY pada crossover adalah berapa arah sinyal yang dibagi dan diberikan menjadi dua rentang frekuensi atau tiga rentang frekuensi.

Crossover passife dipasang didalam box loudspeaker,  bisa saja di dalam box power amplifier (tapi ini biasanya crossover active)

Komponen yang digunakan dalam Crossover pasif

Crossover pasif mungkin merupakan jenis audio crossover yang paling umum, yang menggunakan jaringan komponen elektronik jenis pasif (misalnya, kapasitor, induktor, dan resistor) untuk memisahkan sinyal yang diperkuat yang berasal dari satu penguat daya(amplifier) sehingga dapat dikirim ke dua atau lebih driver loudspeaker (misalnya, woofer dan frekuensi yang sangat rendah). subwoofer , atau woofer dan tweeter, atau kombinasi woofer-midrange-tweeter).

Crossover pasif sederhana umumnya tidak menggunakan resistor, jadi hanya melibatkan kapasitor dan induktor saja dengan jumlah tertentu sesuai dengan tujuan mencapai karakter yang diinginkan. Bahkan ada yang cuma menggunakan kapasitor saja, atau tahanan dan kapasitor saja tanpa induktor.

Kualitas Crossover pasif

Crossofer pasif yang ada tediri dari 2 kualitas yaitu kualitas rendah yang umumnya dipakai untuk peralatan audio rumahan berdaya kecil dan murah yang hanya terdiri dari komponen filter yang terbatas yang hasilnya kurang akurat. Crossover kualitas tinggi biasanya dipakai pada peralatan audio kelas menengah baik audio rumahan maupun audio performance yang mahal atau berkelas, terdiri dari sistem filtrasi yang lebih baik dan rumit dan hasilnya lebih akurat.

Crossover yang baik terdiri dari resistor, induktor (kumparan) dan kapasitor.  Kapasitor bisa yang terbuat dari polipropilen, foil poliester metalized, kertas, dan teknologi kapasitor elektrolitik. Induktor mungkin memiliki inti udara, inti logam bubuk, inti ferit, atau inti baja silikon yang dilaminasi, yang sebagian besar dililit dengan kawat tembaga berlapisan/email. Crossover kualitas tinggi menggunakan bahan yang baik dan umumnya diaplikasikan untuk sistem speaker yang berkelas dan berdaya tinggi.

Topologi crossover pasif

Crossover pasif biasanya diatur dalam topologi Cauer untuk mencapai efek filter Butterworth .

Topologi Ladder disebut topologi Cauer setelah Wilhelm Cauer menemukan filter elips. Namun Cauer pertama kali mengambil ladder (diterbitkan 1926) terinspirasi oleh karya Foster (1924). Ada dua bentuk topologi dasar dari ladder; tidak seimbang dan seimbang. Topologi Cauer biasanya dianggap sebagai topologi ladder yang tidak seimbang, dimana jaringan ladder terdiri dari bagian-L asimetris yang mengalir (tidak seimbang) atau bagian-C (seimbang). Dalam bentuk topologi low pass akan terdiri dari induktor seri dan kapasitor shunt.

Crossover aktif pada dasarnya memang terdiri dari sistem filter frekwensi audio, nah yang diambil dari topologi Cauer ini.

Karakteristik crossover pasif

Crossover pasif selain memiliki berapa arah(way) yaitu 2 way atau 3 way, juga memiliki karakteristik yang berbeda yang dipengaruhi bagaimana crossover itu dirancang yaitu berapa dB/Oktaf, kapasitas daya,  impedansi, jenis rangkaian pada filter dst. Kalau sudah bicara karakteristik dan desain ini akan rumit kalau dibahas, jadi itu saja hanya sedikit pengetahuan tentang crossover pasif yang mungkin perlu kamu ketahui. Semakin baik desain dan bagaimana dihitung akan semakin akurat, tapi dalam aplikasi kita cukup perlu tahu kapasitas atau kemampuan sesuai daya dari amplifier supaya aman. Jadi kalau butuh tinggal pergi ke toko elektronika dan bilang aja untuk amplifier berdaya sekian. ha-ha..

Contoh rangkaian crossover pasif sederhana 2-way dan 3-way

Gbr: Contoh skema crossover pasif sederhana 2-way

Gbr: Contoh skema crossover pasif sederhana 3-way

Demikian tadi pembahasan secara singkat mengenai crossover pasif, sebuah peranti elektronika yang berfungsi untuk membagi nada berdasarkan jenis driver yang ada dalam sebuah box speaker yang kita pakai. Manfaat crossover selain sebagai pembagi nada agar suara yang dihasilkan sesuai dengan tujuan dari sebuah perangkat audio, juga supaya driver speaker aman.