ऑडियो क्रॉसओवर

ऑडियो क्रॉसओवर एक प्रकार का इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर सर्किटरी है जो एक ऑडियो सिग्नल को दो या अधिक फ़्रीक्वेंसी रेंज में विभाजित करता है, ताकि सिग्नल लाउडस्पीकर ड्राइवरों को भेजे जा सकें जिन्हें विभिन्न फ़्रीक्वेंसी रेंज के भीतर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। क्रॉसओवर फिल्टर या तो पैसिविटी (इंजीनियरिंग) हो सकते हैं। उन्हें अक्सर दो-तरफ़ा या तीन-तरफ़ा के रूप में वर्णित किया जाता है, जो क्रमशः संकेत देते हैं कि क्रॉसओवर दिए गए सिग्नल को दो फ़्रीक्वेंसी रेंज या तीन फ़्रीक्वेंसी रेंज में विभाजित करता है। लाउडस्पीकर स्पीकर बाड़े, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में शक्ति एम्पलीफायर (हाई-फाई, गृह सिनेमा ध्वनि और कार ऑडियो) और प्रो ऑडियो और संगीत वाद्ययंत्र एम्पलीफायर उत्पादों में क्रॉसओवर का उपयोग किया जाता है। बाद के दो बाजारों के लिए, बास एम्पलीफायरों, कीबोर्ड एम्पलीफायरों, बास और कीबोर्ड स्पीकर बाड़ों और ध्वनि सुदृढीकरण प्रणाली उपकरण (पीए स्पीकर, मॉनिटर स्पीकर, सबवूफर सिस्टम, आदि) में क्रॉसओवर का उपयोग किया जाता है।

क्रॉसओवर का उपयोग किया जाता है क्योंकि अधिकांश व्यक्तिगत लाउडस्पीकर चालक स्वीकार्य सापेक्ष मात्रा और विरूपण की अनुपस्थिति के साथ कम आवृत्तियों से उच्च आवृत्तियों तक पूरे ऑडियो स्पेक्ट्रम को कवर करने में असमर्थ होते हैं। अधिकांश हाई-फाई स्पीकर सिस्टम और ध्वनि सुदृढीकरण प्रणाली स्पीकर कैबिनेट कई लाउडस्पीकर ड्राइवरों के संयोजन का उपयोग करते हैं, प्रत्येक एक अलग आवृत्ति बैंड को पूरा करता है। एक मानक सरल उदाहरण हाई-फाई और पीए सिस्टम कैबिनेट में है जिसमें निम्न और मध्य आवृत्तियों के लिए एक वूफर और उच्च आवृत्तियों के लिए एक ट्वीटर होता है। एक ध्वनि संकेत स्रोत के बाद से, चाहे वह सीडी प्लेयर से रिकॉर्ड किया गया संगीत हो या ऑडियो कंसोल से लाइव बैंड का मिश्रण हो, इसमें सभी निम्न, मध्य और उच्च आवृत्तियों का संयोजन होता है, ऑडियो सिग्नल को अलग-अलग आवृत्ति बैंड में विभाजित करने के लिए एक क्रॉसओवर सर्किट का उपयोग किया जाता है। जिसे अलग से लाउडस्पीकर, ट्वीटर या उन फ्रीक्वेंसी बैंड के लिए अनुकूलित हॉर्न पर भेजा जा सकता है।

निष्क्रिय क्रॉसओवर शायद ऑडियो क्रॉसओवर का सबसे आम प्रकार है। वे एक पावर एम्पलीफायर से आने वाले प्रवर्धित सिग्नल को विभाजित करने के लिए निष्क्रिय विद्युत घटकों (जैसे, कैपेसिटर, इंडक्टर्स और रेसिस्टर्स) के एक नेटवर्क का उपयोग करते हैं ताकि इसे दो या अधिक लाउडस्पीकर ड्राइवरों (जैसे, एक वूफर और एक बहुत कम आवृत्ति) को भेजा जा सके। सबवूफर, या वूफर और ट्वीटर, या वूफर-मिडरेंज-ट्वीटर संयोजन)।

सक्रिय क्रॉसओवर को निष्क्रिय क्रॉसओवर से अलग किया जाता है जिसमें वे पावर एम्पलीफिकेशन चरण से पहले एक ऑडियो सिग्नल को विभाजित करते हैं ताकि इसे दो या दो से अधिक पावर एम्पलीफायरों में भेजा जा सके, जिनमें से प्रत्येक एक अलग लाउडस्पीकर ड्राइवर से जुड़ा हो। होम सिनेमा 5.1 सराउंड साउंड ऑडियो सिस्टम एक क्रॉसओवर का उपयोग करता है जो बहुत कम आवृत्ति के सिग्नल को अलग करता है, ताकि इसे एक सबवूफर को भेजा जा सके, और फिर शेष निम्न-, मध्य- और उच्च-श्रेणी की आवृत्तियों को पाँच स्पीकरों को भेजा जा सके जो हैं श्रोता के चारों ओर रखा गया। एक विशिष्ट अनुप्रयोग में, सराउंड स्पीकर कैबिनेट को भेजे गए संकेतों को एक निष्क्रिय क्रॉसओवर का उपयोग करके एक निम्न/मध्य-श्रेणी के वूफर और एक उच्च-श्रेणी के ट्वीटर में विभाजित किया जाता है। सक्रिय क्रॉसओवर डिजिटल और एनालॉग दोनों किस्मों में आते हैं।

डिजिटल सक्रिय क्रॉसओवर में अक्सर अतिरिक्त सिग्नल प्रोसेसिंग शामिल होती है, जैसे कि सीमित करना, देरी करना और बराबर करना। सिग्नल क्रॉसओवर ऑडियो सिग्नल को बैंड में विभाजित करने की अनुमति देते हैं जिन्हें फिर से एक साथ मिश्रित करने से पहले अलग से संसाधित किया जाता है। कुछ उदाहरण हैं मल्टीबैंड संपीड़न, ऑडियो लेवल कम्प्रेशन लिमिटिंग, डी-essing, मल्टीबैंड डिस्टॉर्शन, बास एन्हांसमेंट, हाई फ़्रीक्वेंसी एक्साइटर्स और ऑडियो शोर में कमी जैसे डॉल्बी शोर में कमी प्रणाली

सिंहावलोकन
एक आदर्श ऑडियो क्रॉसओवर की परिभाषा कार्य और ऑडियो एप्लिकेशन के सापेक्ष बदलती है। यदि अलग-अलग बैंड को फिर से एक साथ मिलाया जाना है (मल्टीबैंड प्रोसेसिंग के रूप में), तो आदर्श ऑडियो क्रॉसओवर आने वाले ऑडियो सिग्नल को अलग-अलग बैंड में विभाजित करेगा जो ओवरलैप या इंटरैक्ट नहीं करते हैं और जिसके परिणामस्वरूप फ़्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स में आउटपुट सिग्नल अपरिवर्तित रहता है। सापेक्ष स्तर, और चरण प्रतिक्रिया। इस आदर्श प्रदर्शन का केवल अनुमान लगाया जा सकता है। सर्वोत्तम सन्निकटन को कैसे लागू किया जाए, यह जीवंत बहस का विषय है। दूसरी ओर, यदि ऑडियो क्रॉसओवर लाउडस्पीकर में ऑडियो बैंड को अलग करता है, तो क्रॉसओवर के भीतर ही गणितीय रूप से आदर्श विशेषताओं की कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि लाउडस्पीकर चालकों की उनके माउंटिंग के भीतर आवृत्ति और चरण प्रतिक्रिया परिणामों को ग्रहण कर लेगी। ऑडियो क्रॉसओवर और लाउडस्पीकर ड्राइवरों को उनके बाड़े में शामिल करने वाली पूरी प्रणाली का संतोषजनक आउटपुट डिजाइन लक्ष्य है। ऐसा लक्ष्य अक्सर गैर-आदर्श, असममित क्रॉसओवर फ़िल्टर विशेषताओं का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

ऑडियो में कई अलग-अलग क्रॉसओवर प्रकारों का उपयोग किया जाता है, लेकिन वे आम तौर पर निम्न वर्गों में से एक होते हैं।

फ़िल्टर अनुभागों की संख्या के आधार पर वर्गीकरण
लाउडस्पीकरों को अक्सर एन-वे के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जहां एन सिस्टम में ड्राइवरों की संख्या है। उदाहरण के लिए, वूफर वाला लाउडस्पीकर और ट्वीटर एक 2-वे लाउडस्पीकर सिस्टम है। एन-वे लाउडस्पीकर में आमतौर पर ड्राइवरों के बीच सिग्नल को विभाजित करने के लिए एन-वे क्रॉसओवर होता है। 2-वे क्रॉसओवर में कम उत्तीर्ण और हाई-पास फिल्टर होते हैं। 3-वे क्रॉसओवर को लो-पास, बैंड पास और हाई-पास फिल्टर (एलपीएफ, बीपीएफ और एचपीएफ क्रमशः) के संयोजन के रूप में बनाया गया है। BPF अनुभाग बदले में HPF और LPF अनुभागों का संयोजन है। 4 (या अधिक) तरीके के क्रॉसओवर स्पीकर डिज़ाइन में बहुत आम नहीं हैं, मुख्य रूप से इसमें शामिल जटिलता के कारण, जो आमतौर पर बेहतर ध्वनिक प्रदर्शन द्वारा उचित नहीं है।

एक अतिरिक्त एचपीएफ अनुभाग एक एन-वे लाउडस्पीकर क्रॉसओवर में मौजूद हो सकता है ताकि निम्नतम-आवृत्ति ड्राइवर को सुरक्षित रूप से संभाल सकने से कम आवृत्तियों से बचाया जा सके। इस तरह के एक क्रॉसओवर में सबसे कम आवृत्ति चालक के लिए बंदपास छननी होगा। इसी तरह, उच्चतम-आवृत्ति चालक के पास उच्च-आवृत्ति क्षति को रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक एलपीएफ अनुभाग हो सकता है, हालांकि यह बहुत कम आम है।

हाल ही में, कई निर्माताओं ने स्टीरियो लाउडस्पीकर क्रॉसओवर के लिए अक्सर N.5-वे क्रॉसओवर तकनीक का उपयोग करना शुरू कर दिया है। यह आमतौर पर एक दूसरे वूफर को जोड़ने का संकेत देता है जो मुख्य वूफर के समान बास रेंज बजाता है लेकिन मुख्य वूफर के बहुत पहले रोल करता है।

टिप्पणी: यहां उल्लिखित फ़िल्टर अनुभागों को अलग-अलग 2-पोल फ़िल्टर अनुभागों के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसमें एक उच्च-क्रम फ़िल्टर शामिल है।

घटकों के आधार पर वर्गीकरण
क्रॉसओवर को इस्तेमाल किए गए घटकों के प्रकार के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

निष्क्रिय
एक निष्क्रिय क्रॉसओवर एक एकल पावर एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धित किए जाने के बाद एक ऑडियो सिग्नल को विभाजित करता है, ताकि प्रवर्धित सिग्नल को दो या दो से अधिक ड्राइवर प्रकारों में भेजा जा सके, जिनमें से प्रत्येक अलग-अलग आवृत्ति रेंज को कवर करता है। ये क्रॉसओवर पूरी तरह से निष्क्रिय घटकों और सर्किटरी से बने होते हैं; निष्क्रिय शब्द का अर्थ है कि सर्किटरी के लिए किसी अतिरिक्त शक्ति स्रोत की आवश्यकता नहीं है। एक निष्क्रिय क्रॉसओवर को बस वायरिंग द्वारा पावर एम्पलीफायर सिग्नल से जोड़ा जाना चाहिए। बटरवर्थ फिल्टर प्रभाव को प्राप्त करने के लिए निष्क्रिय क्रॉसओवर को आमतौर पर कायर टोपोलॉजी में व्यवस्थित किया जाता है। निष्क्रिय फिल्टर संधारित्र और प्रारंभ करनेवाला्स जैसे प्रतिक्रियाशील घटकों के साथ संयुक्त प्रतिरोधकों का उपयोग करते हैं। बहुत उच्च-प्रदर्शन वाले निष्क्रिय क्रॉसओवर सक्रिय क्रॉसओवर की तुलना में अधिक महंगे होने की संभावना है क्योंकि उच्च धाराओं और वोल्टेज पर अच्छा प्रदर्शन करने में सक्षम व्यक्तिगत घटक जिन पीए वक्ता सिस्टम संचालित होते हैं, बनाना कठिन होता है।

सस्ते उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पाद, जैसे बॉक्स पैकेज में बजट-कीमत वाले होम थिएटर और कम लागत वाले बूम बॉक्स, कम गुणवत्ता वाले निष्क्रिय क्रॉसओवर का उपयोग करते हैं, अक्सर कम घटकों वाले कम-ऑर्डर फ़िल्टर नेटवर्क का उपयोग करते हैं। महंगे हाई-फाई स्पीकर सिस्टम और रिसीवर बेहतर ध्वनि गुणवत्ता और कम विरूपण प्राप्त करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले निष्क्रिय क्रॉसओवर का उपयोग करते हैं। ध्वनि सुदृढीकरण प्रणाली उपकरण और संगीत वाद्ययंत्र एम्पलीफायरों और स्पीकर कैबिनेट के साथ समान मूल्य / गुणवत्ता दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है; एक कम कीमत वाला स्टेज मॉनिटर, पीए स्पीकर या बास एम्पलीफायर स्पीकर कैबिनेट आमतौर पर कम गुणवत्ता वाले, कम कीमत वाले निष्क्रिय क्रॉसओवर का उपयोग करेगा, जबकि उच्च कीमत वाले, उच्च गुणवत्ता वाले कैबिनेट बेहतर गुणवत्ता वाले क्रॉसओवर का उपयोग करेंगे। निष्क्रिय क्रॉसओवर polypropylene, धातुयुक्त पॉलिएस्टर पन्नी, कागज और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर तकनीक से बने कैपेसिटर का उपयोग कर सकते हैं। इंडक्टर्स में वायु कोर, पाउडर धातु कोर, फेरेट कोर, या टुकड़े टुकड़े में सिलिकॉन स्टील कोर हो सकते हैं, और अधिकांश एनामेल्ड तांबे के तार से घाव होते हैं।

कुछ निष्क्रिय नेटवर्क में लाउडस्पीकर चालकों को आकस्मिक अत्यधिक शक्ति (जैसे, अचानक उछाल या स्पाइक्स) से बचाने के लिए फ्यूज (विद्युत), पीटीसी उपकरण, बल्ब या परिपथ वियोजक जैसे उपकरण शामिल हैं। आधुनिक निष्क्रिय क्रॉसओवर तेजी से समकारी नेटवर्क (जैसे, ज़ोबेल नेटवर्क) को शामिल करते हैं जो लगभग सभी लाउडस्पीकरों में निहित आवृत्ति के साथ प्रतिबाधा में परिवर्तन की भरपाई करते हैं। समस्या जटिल है, क्योंकि प्रतिबाधा में परिवर्तन का एक हिस्सा ड्राइवर के पासबैंड में ध्वनिक लोडिंग परिवर्तनों के कारण होता है।

निष्क्रिय नेटवर्क के दो नुकसान यह हैं कि वे भारी हो सकते हैं और बिजली हानि का कारण बन सकते हैं। वे न केवल आवृत्ति विशिष्ट हैं, बल्कि विद्युत प्रतिबाधा विशिष्ट भी हैं (अर्थात उनकी प्रतिक्रिया उस विद्युत भार के साथ भिन्न होती है जिससे वे जुड़े हुए हैं)। यह विभिन्न प्रतिबाधाओं के स्पीकर सिस्टम के साथ उनकी विनिमेयता को रोकता है। प्रतिबाधा मुआवजा और समकारी नेटवर्क सहित आदर्श क्रॉसओवर फिल्टर को डिजाइन करना बहुत मुश्किल हो सकता है, क्योंकि घटक जटिल तरीके से बातचीत करते हैं। क्रॉसओवर डिज़ाइन विशेषज्ञ सिगफ्राइड लिंकविट्ज़ ने उनके बारे में कहा कि निष्क्रिय क्रॉसओवर का एकमात्र बहाना उनकी कम लागत है। उनका व्यवहार ड्राइवरों के सिग्नल स्तर पर निर्भर गतिशीलता के साथ बदलता है। वे पावर एम्पलीफायर को वॉयस कॉइल मोशन पर अधिकतम नियंत्रण लेने से रोकते हैं। यदि प्रजनन की सटीकता लक्ष्य है तो वे समय की बर्बादी हैं। वैकल्पिक रूप से, एम्पलीफायर से पहले फिल्टर सर्किट बनाने के लिए निष्क्रिय घटकों का उपयोग किया जा सकता है। इस कार्यान्वयन को निष्क्रिय रेखा-स्तरीय क्रॉसओवर कहा जाता है।

सक्रिय
एक सक्रिय क्रॉसओवर में इसके फिल्टर में सक्रिय घटक होते हैं, जैसे ट्रांजिस्टर और ऑपरेशनल एम्पलीफायर।  हाल के वर्षों में, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सक्रिय उपकरण एक ऑपरेशनल एंप्लीफायर है। निष्क्रिय क्रॉसओवर के विपरीत, जो उच्च विद्युत प्रवाह और कुछ मामलों में उच्च वोल्टेज पर पावर एम्पलीफायर के आउटपुट के बाद संचालित होते हैं, सक्रिय क्रॉसओवर उन स्तरों पर संचालित होते हैं जो पावर एम्पलीफायर इनपुट के अनुकूल होते हैं। दूसरी ओर, गेन (इलेक्ट्रॉनिक्स) वाले सभी सर्किट शोर का परिचय देते हैं, और इस तरह के शोर का हानिकारक प्रभाव होता है जब पावर एम्पलीफायरों द्वारा सिग्नल को बढ़ाया जाने से पहले पेश किया जाता है।

सक्रिय क्रॉसओवर को हमेशा प्रत्येक आउटपुट बैंड के लिए पावर एम्पलीफायरों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस प्रकार एक 2-वे सक्रिय क्रॉसओवर को दो एम्पलीफायरों की आवश्यकता होती है- एक वूफर के लिए और एक ट्वीटर के लिए। इसका मतलब यह है कि एक लाउडस्पीकर प्रणाली जो सक्रिय क्रॉसओवर पर आधारित है, अक्सर एक निष्क्रिय-क्रॉसओवर-आधारित प्रणाली से अधिक खर्च होगी। लागत और जटिलता के नुकसान के बावजूद, सक्रिय क्रॉसओवर निष्क्रिय लोगों पर निम्नलिखित लाभ प्रदान करते हैं:

* चालक की विद्युत विशेषताओं में गतिशील परिवर्तनों से स्वतंत्र एक आवृत्ति प्रतिक्रिया (उदाहरण के लिए आवाज कॉइल के ताप से)
 * आम तौर पर, उपयोग किए गए विशिष्ट ड्राइवरों के लिए प्रत्येक आवृत्ति बैंड को बदलने या ठीक करने के आसान तरीके की संभावना। उदाहरण क्रॉसओवर ढलान, फिल्टर प्रकार (जैसे, बेसेल फिल्टर, बटरवर्थ, लिंकविट्ज़-रिले, आदि), सापेक्ष स्तर, आदि होंगे।
 * अन्य चालकों द्वारा नियंत्रित किए जा रहे संकेतों से प्रत्येक ड्राइवर का बेहतर अलगाव, इस प्रकार इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण और ओवरड्राइविंग को कम करता है
 * पावर एम्पलीफायर सीधे स्पीकर ड्राइवरों से जुड़े होते हैं, जिससे स्पीकर वॉयस कॉइल के एम्पलीफायर डंपिंग नियंत्रण को अधिकतम किया जा सकता है, ड्राइवर विद्युत विशेषताओं में गतिशील परिवर्तनों के परिणामों को कम किया जा सकता है, जिनमें से सभी सिस्टम की क्षणिक प्रतिक्रिया में सुधार की संभावना है
 * पावर एम्पलीफायर आउटपुट आवश्यकता में कमी। निष्क्रिय घटकों में कोई ऊर्जा नष्ट नहीं होने से, एम्पलीफायर की आवश्यकताएं काफी कम हो जाती हैं (कुछ मामलों में 1/2 तक), लागत कम हो जाती है, और संभावित रूप से गुणवत्ता बढ़ जाती है।

डिजिटल
डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर या अन्य माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करके सक्रिय क्रॉसओवर को डिजिटल रूप से लागू किया जा सकता है। वे या तो पारंपरिक एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट के लिए डिजिटल डेटा सन्निकटन का उपयोग करते हैं, जिन्हें IIR फ़िल्टर फ़िल्टर (बेसल फिल्टर, बटरवर्थ, लिंकविट्ज़-रिले फ़िल्टर|लिंकविट्ज़-रिले आदि) के रूप में जाना जाता है, या वे FIR फ़िल्टर|परिमित आवेग प्रतिक्रिया (FIR) फ़िल्टर का उपयोग करते हैं। IIR फ़िल्टर में एनालॉग फ़िल्टर के साथ कई समानताएँ हैं और अपेक्षाकृत CPU संसाधनों की मांग नहीं कर रहे हैं; दूसरी ओर एफआईआर फिल्टर में आमतौर पर उच्च क्रम होता है और इसलिए समान विशेषताओं के लिए अधिक संसाधनों की आवश्यकता होती है। उन्हें डिज़ाइन और निर्मित किया जा सकता है ताकि उनके पास एक रैखिक चरण प्रतिक्रिया हो, जो कि ध्वनि प्रजनन में शामिल कई लोगों द्वारा वांछनीय माना जाता है। हालांकि इसमें कमियां हैं- रैखिक चरण प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए, आईआईआर या न्यूनतम चरण एफआईआर फिल्टर के साथ आवश्यक होने की तुलना में अधिक देरी का समय लगता है। आईआईआर फिल्टर, जो स्वभाव से पुनरावर्ती हैं, में यह दोष है कि, अगर सावधानी से डिजाइन नहीं किया जाता है, तो वे सीमा चक्र में प्रवेश कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैर-रैखिक विरूपण होता है।

यांत्रिक
यह क्रॉसओवर प्रकार यांत्रिक है और आवश्यक फ़िल्टरिंग प्राप्त करने के लिए ड्राइवर डायाफ्राम में सामग्रियों के गुणों का उपयोग करता है। इस तरह के क्रॉसओवर आमतौर पर पूर्ण-श्रेणी के स्पीकर में पाए जाते हैं जो कि जितना संभव हो उतना ऑडियो बैंड को कवर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऐसा एक स्पीकर के कोन को कंप्लायंट सेक्शन के माध्यम से वॉइस कॉइल बॉबिन से जोड़कर बनाया गया है और सीधे बॉबिन से एक छोटा हल्का व्हिज़र कोन जोड़कर बनाया गया है। यह आज्ञाकारी खंड एक अनुरूप फिल्टर के रूप में कार्य करता है, इसलिए मुख्य शंकु उच्च आवृत्तियों पर कंपन नहीं करता है। व्हिज़र कोन सभी आवृत्तियों पर प्रतिक्रिया करता है, लेकिन इसके छोटे आकार के कारण, यह केवल उच्च आवृत्तियों पर एक उपयोगी आउटपुट देता है, जिससे एक यांत्रिक क्रॉसओवर फ़ंक्शन लागू होता है। शंकु, व्हिज़र और निलंबन तत्वों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों का सावधानीपूर्वक चयन क्रॉसओवर आवृत्ति और क्रॉसओवर की प्रभावशीलता निर्धारित करता है। इस तरह के यांत्रिक क्रॉसओवर डिजाइन करने के लिए जटिल हैं, खासकर अगर उच्च निष्ठा वांछित है। कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन ने काफी हद तक श्रमसाध्य परीक्षण और त्रुटि दृष्टिकोण को बदल दिया है जो ऐतिहासिक रूप से उपयोग किया गया था। कई वर्षों में, सामग्रियों का अनुपालन बदल सकता है, जो स्पीकर की आवृत्ति प्रतिक्रिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

धूल टोपी को उच्च आवृत्ति रेडिएटर के रूप में नियोजित करना एक अधिक सामान्य दृष्टिकोण है। डस्ट कैप कम आवृत्तियों को विकीर्ण करता है, मुख्य असेंबली के हिस्से के रूप में चलता है, लेकिन कम द्रव्यमान और कम नमी के कारण, उच्च आवृत्तियों पर बढ़ी हुई ऊर्जा को विकीर्ण करता है। जैसा कि व्हिज़र कोन के साथ होता है, सुचारू, विस्तारित आउटपुट प्रदान करने के लिए सामग्री, आकार और स्थिति के सावधानीपूर्वक चयन की आवश्यकता होती है। व्हिज़र कोन की तुलना में इस दृष्टिकोण के लिए उच्च आवृत्ति ध्वनिक फैलाव कुछ अलग है। एक संबंधित दृष्टिकोण मुख्य शंकु को इस तरह के प्रोफ़ाइल के साथ आकार देना है, और ऐसी सामग्री, कि गर्दन क्षेत्र अधिक कठोर रहता है, सभी आवृत्तियों को विकीर्ण करता है, जबकि शंकु के बाहरी क्षेत्रों को चुनिंदा रूप से अलग किया जाता है, केवल कम आवृत्तियों पर विकीर्ण होता है। शंकु प्रोफाइल और सामग्री को Finite_element_method सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके तैयार किया जा सकता है और परिणाम उत्कृष्ट सहनशीलता की भविष्यवाणी की जाती है।

स्पीकर जो इन मैकेनिकल क्रॉसओवर का उपयोग करते हैं, उनके डिजाइन और निर्माण की कठिनाइयों और अपरिहार्य आउटपुट सीमाओं के बावजूद ध्वनि की गुणवत्ता में कुछ फायदे हैं। पूर्ण-श्रेणी के ड्राइवरों के पास एक एकल ध्वनिक केंद्र होता है और ऑडियो स्पेक्ट्रम में अपेक्षाकृत मामूली चरण परिवर्तन हो सकता है। कम आवृत्तियों पर सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन के लिए, इन चालकों को सावधान संलग्नक डिजाइन की आवश्यकता होती है। उनके छोटे आकार (आमतौर पर 165 से 200 मिमी) को बास को प्रभावी ढंग से पुन: पेश करने के लिए काफी शंकु भ्रमण की आवश्यकता होती है, लेकिन उचित उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन के लिए आवश्यक छोटी आवाज कॉइल केवल एक सीमित सीमा में ही चल सकती हैं। फिर भी, इन बाधाओं के भीतर, लागत और जटिलताएं कम हो जाती हैं, क्योंकि किसी क्रॉसओवर की आवश्यकता नहीं होती है।

फ़िल्टर क्रम या ढलान के आधार पर वर्गीकरण
जिस तरह फिल्टर के अलग-अलग ऑर्डर होते हैं, उसी तरह क्रॉसओवर करते हैं, जो उनके द्वारा लागू फिल्टर ढलान पर निर्भर करता है। अंतिम ध्वनिक ढलान विद्युत फ़िल्टर द्वारा पूरी तरह से निर्धारित किया जा सकता है या ड्राइवर की प्राकृतिक विशेषताओं के साथ विद्युत फ़िल्टर की ढलान को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है। पूर्व मामले में, केवल आवश्यकता यह है कि प्रत्येक चालक के पास कम से कम उस बिंदु तक एक सपाट प्रतिक्रिया हो जहां उसका संकेत पासबैंड से लगभग -10dB नीचे हो। बाद के मामले में, अंतिम ध्वनिक ढलान आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले विद्युत फिल्टर की तुलना में तेज होता है। तीसरे या चौथे क्रम के ध्वनिक क्रॉसओवर में अक्सर केवल दूसरे क्रम का विद्युत फ़िल्टर होता है। इसके लिए आवश्यक है कि स्पीकर ड्राइवरों को नाममात्र क्रॉसओवर आवृत्ति से काफी हद तक अच्छी तरह से व्यवहार किया जाए, और आगे यह कि उच्च आवृत्ति चालक अपने क्रॉसओवर बिंदु के नीचे आवृत्ति रेंज में काफी इनपुट जीवित रहने में सक्षम हो। वास्तविक व्यवहार में इसे प्राप्त करना कठिन है। नीचे दी गई चर्चा में, विद्युत फ़िल्टर क्रम की विशेषताओं पर चर्चा की जाती है, इसके बाद ध्वनिक ढलान वाले क्रॉसओवर और उनके फायदे या नुकसान की चर्चा होती है।

अधिकांश ऑडियो क्रॉसओवर पहले से चौथे क्रम के विद्युत फिल्टर का उपयोग करते हैं। आमतौर पर लाउडस्पीकरों के लिए निष्क्रिय क्रॉसओवर में उच्च आदेश लागू नहीं होते हैं, लेकिन कभी-कभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उन परिस्थितियों में पाए जाते हैं जिनके लिए उनकी काफी लागत और जटिलता को उचित ठहराया जा सकता है।

पहला आदेश
पहले क्रम के फिल्टर में 20 डीबी/दशक (लॉग स्केल) (या 6 डीबी/सप्टक) ढलान होता है। सभी प्रथम-क्रम फ़िल्टर में बटरवर्थ फ़िल्टर विशेषता होती है। प्रथम क्रम के फिल्टर को कई ऑडियोफाइल्स द्वारा क्रॉसओवर के लिए आदर्श माना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह फ़िल्टर प्रकार 'क्षणिक परिपूर्ण' है, जिसका अर्थ है कि निम्न-पास और उच्च-पास आउटपुट का योग ब्याज की सीमा में अपरिवर्तित आयाम और चरण दोनों से गुजरता है। यह सबसे कम भागों का भी उपयोग करता है और इसमें सबसे कम सम्मिलन हानि होती है (यदि निष्क्रिय हो)। एक प्रथम-क्रम क्रॉसओवर उच्च-क्रम विन्यास की तुलना में एलपीएफ और एचपीएफ अनुभागों में अवांछित आवृत्तियों से युक्त अधिक सिग्नल सामग्री की अनुमति देता है। जबकि वूफर आसानी से इसे संभाल सकते हैं (उन आवृत्तियों से ऊपर की आवृत्तियों पर विरूपण पैदा करने के अलावा जिन्हें वे ठीक से पुन: उत्पन्न कर सकते हैं), छोटे उच्च-आवृत्ति चालकों (विशेष रूप से ट्वीटर) के क्षतिग्रस्त होने की अधिक संभावना है, क्योंकि वे आवृत्तियों पर बड़े बिजली इनपुट को संभालने में सक्षम नहीं हैं। उनके रेटेड क्रॉसओवर पॉइंट के नीचे।

व्यवहार में, वास्तविक प्रथम-क्रम ध्वनिक ढलान वाले स्पीकर सिस्टम को डिजाइन करना मुश्किल होता है क्योंकि उन्हें बड़े ओवरलैपिंग ड्राइवर बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, और उथले ढलानों का मतलब है कि गैर-संयोग चालक एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में हस्तक्षेप करते हैं और बड़ी प्रतिक्रिया को अक्ष से दूर ले जाते हैं।

दूसरा आदेश
दूसरे क्रम के फिल्टर में 40 डीबी/दशक (या 12 डीबी/ऑक्टेव) ढलान होता है। दूसरे क्रम के फिल्टर में बेसेल फिल्टर, लिंकविट्ज़-रिले फ़िल्टर | लिंकविट्ज़-रिले या बटरवर्थ विशेषता हो सकती है जो डिज़ाइन विकल्पों और उपयोग किए जाने वाले घटकों पर निर्भर करता है। यह आदेश आमतौर पर निष्क्रिय क्रॉसओवर में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह जटिलता, प्रतिक्रिया और उच्च-आवृत्ति चालक सुरक्षा के बीच एक उचित संतुलन प्रदान करता है। समय-संरेखित भौतिक प्लेसमेंट के साथ डिज़ाइन किए जाने पर, इन क्रॉसओवर में एक सममित विक्षनरी: ध्रुवीयता प्रतिक्रिया होती है, जैसा कि सभी सम-क्रम क्रॉसओवर करते हैं।

आमतौर पर यह सोचा जाता है कि (द्वितीय क्रम) निम्न-पास फ़िल्टर और समान क्रॉसओवर आवृत्ति वाले उच्च-पास फ़िल्टर के आउटपुट के बीच हमेशा 180 डिग्री का एक चरण (लहर) अंतर होगा। और इसलिए, इस चरण की समस्या को ठीक करने के लिए, 2-वे सिस्टम में, हाई-पास सेक्शन का आउटपुट आमतौर पर हाई-फ़्रीक्वेंसी ड्राइवर 'इनवर्टेड' से जुड़ा होता है। निष्क्रिय प्रणालियों के लिए, ट्वीटर को वूफर के विपरीत ध्रुवता के साथ तारित किया जाता है; सक्रिय क्रॉसओवर के लिए हाई-पास फिल्टर का आउटपुट इनवर्टेड होता है। 3-वे सिस्टम में मिड-रेंज ड्राइवर या फिल्टर उलटा होता है। हालांकि, यह आम तौर पर केवल तभी सच होता है जब वक्ताओं के पास व्यापक प्रतिक्रिया ओवरलैप होती है और ध्वनिक केंद्र भौतिक रूप से गठबंधन होते हैं।

तीसरा क्रम
तीसरे क्रम के फिल्टर में 60 डीबी/दशक (या 18 डीबी/ऑक्टेव) ढलान होता है। इन क्रॉसओवर में आमतौर पर बटरवर्थ फ़िल्टर विशेषताएँ होती हैं; चरण प्रतिक्रिया बहुत अच्छी है, स्तर का योग समतल है और चरण चतुर्भुज चरण में, पहले क्रम के क्रॉसओवर के समान है। ध्रुवीय प्रतिक्रिया असममित है। मूल जोसेफ डी'अपोलिटो|डी'अपोलिटो मिडवूफर-ट्वीटर-मिडवूफर में, तीसरे क्रम के क्रॉसओवर का उपयोग करते समय सममित ऑफ-एक्सिस प्रतिक्रिया बनाने के लिए ड्राइवरों की एक सममित व्यवस्था का उपयोग किया जाता है। तीसरे क्रम के ध्वनिक क्रॉसओवर अक्सर पहले या दूसरे क्रम के फ़िल्टर सर्किट से बनाए जाते हैं।

चौथा क्रम
चौथे क्रम के फिल्टर में 80 डीबी/दशक (या 24 डीबी/ऑक्टेव) ढलान होता है। ये फिल्टर निष्क्रिय रूप में डिजाइन करने के लिए अपेक्षाकृत जटिल हैं, क्योंकि घटक एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, लेकिन आधुनिक कंप्यूटर-एडेड क्रॉसओवर ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर सटीक डिज़ाइन तैयार कर सकते हैं।  खड़ी-ढलान निष्क्रिय नेटवर्क भागों के मूल्य विचलन या सहनशीलता के प्रति कम सहिष्णु हैं, और प्रतिक्रियाशील चालक भार के साथ गलत-समाप्ति के प्रति अधिक संवेदनशील हैं (हालांकि यह निचले क्रम के क्रॉसओवर के साथ भी एक समस्या है)। -6 dB क्रॉसओवर पॉइंट और फ्लैट योग के साथ एक 4-ऑर्डर क्रॉसओवर को लिंकविट्ज़-रिले फ़िल्टर के रूप में भी जाना जाता है। लिंकविट्ज़-रिले क्रॉसओवर (इसके आविष्कारकों के नाम पर रखा गया) ), और दो दूसरे क्रम के बटरवर्थ फ़िल्टर अनुभागों को कैस्केडिंग करके सक्रिय रूप में बनाया जा सकता है। लिंकविट्ज़-रिले क्रॉसओवर प्रकार के निम्न-आवृत्ति और उच्च-आवृत्ति आउटपुट सिग्नल चरण में हैं, इस प्रकार क्रॉसओवर बैंड-पास विद्युत रूप से सम्‍मिलित होने पर आंशिक चरण व्युत्क्रम से बचते हैं, क्योंकि वे एक गतिशील रेंज संपीड़न के आउटपुट चरण के भीतर होंगे # मल्टीबैंड संपीड़न। लाउडस्पीकर डिज़ाइन में उपयोग किए जाने वाले क्रॉसओवर को फ़िल्टर अनुभागों को चरण में होने की आवश्यकता नहीं होती है; चिकनी आउटपुट विशेषताओं को अक्सर गैर-आदर्श, असममित क्रॉसओवर फ़िल्टर विशेषताओं का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। बेसेल, बटरवर्थ और चेबिशेव संभावित क्रॉसओवर टोपोलॉजी में से हैं।

इस तरह के खड़ी-ढलान वाले फिल्टर में ओवरशूट और रिंगिंग की अधिक समस्या होती है लेकिन उनके निष्क्रिय रूप में भी कई प्रमुख फायदे हैं, जैसे कि कम क्रॉसओवर पॉइंट की संभावना और ट्वीटर के लिए सत्ता चलाना में वृद्धि, साथ में ड्राइवरों के बीच कम ओवरलैप के साथ, मल्टी-वे लाउडस्पीकर के मुख्य लोब की शिफ्टिंग को नाटकीय रूप से कम करना आवृत्ति के साथ सिस्टम का विकिरण पैटर्न, या अन्य अवांछित ऑफ-एक्सिस प्रभाव। आसन्न ड्राइवरों के बीच कम आवृत्ति ओवरलैप के साथ, एक दूसरे के सापेक्ष उनका ज्यामितीय स्थान कम महत्वपूर्ण हो जाता है और स्पीकर सिस्टम कॉस्मेटिक्स या (इन-कार ऑडियो) व्यावहारिक स्थापना बाधाओं में अधिक अक्षांश की अनुमति देता है।

उच्च क्रम
लागत और जटिलता के कारण चौथे क्रम से अधिक ध्वनिक ढलान देने वाले निष्क्रिय क्रॉसओवर आम नहीं हैं। सक्रिय क्रॉसओवर और लाउडस्पीकर प्रबंधन प्रणालियों में 96 डीबी प्रति सप्तक तक के ढलान वाले फिल्टर उपलब्ध हैं।

मिश्रित क्रम
क्रॉसओवर का निर्माण मिश्रित क्रम के फिल्टर के साथ भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक दूसरे क्रम के लो-पास फ़िल्टर को तीसरे क्रम के उच्च-पास फ़िल्टर के साथ जोड़ा जा सकता है। ये आम तौर पर निष्क्रिय होते हैं और कई कारणों से उपयोग किए जाते हैं, अक्सर जब कंप्यूटर प्रोग्राम ऑप्टिमाइज़ेशन द्वारा घटक मान पाए जाते हैं। एक उच्च-क्रम वाला ट्वीटर क्रॉसओवर कभी-कभी गैर-संरेखित ध्वनिक केंद्रों के कारण वूफर और ट्वीटर के बीच समय ऑफसेट की भरपाई करने में मदद कर सकता है।

समानांतर
समानांतर क्रॉसओवर अब तक सबसे आम हैं। विद्युत रूप से फ़िल्टर समानांतर में हैं और इस प्रकार विभिन्न फ़िल्टर अनुभाग परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। यह दो-तरफा क्रॉसओवर को डिजाइन करना आसान बनाता है क्योंकि, विद्युत प्रतिबाधा के संदर्भ में, वर्गों को अलग माना जा सकता है और क्योंकि घटक सहिष्णुता भिन्नताएं अलग हो जाएंगी, लेकिन सभी क्रॉसओवर की तरह, अंतिम डिजाइन ड्राइवरों के आउटपुट पर निर्भर करता है जो ध्वनिक रूप से पूरक होते हैं। और इसके बदले में, अंतर्निहित क्रॉसओवर के आयाम और चरण में सावधानीपूर्वक मिलान की आवश्यकता होती है। समानांतर क्रॉसओवर में स्पीकर ड्राइवरों को बाय-वायरिंग | बाय-वायर्ड होने की अनुमति देने का भी लाभ है, एक ऐसी सुविधा जिसके लाभ अत्यधिक विवादित हैं।

श्रृंखला
इस टोपोलॉजी में, अलग-अलग फ़िल्टर श्रृंखला में जुड़े होते हैं, और प्रत्येक फ़िल्टर के समानांतर एक ड्राइवर या ड्राइवर संयोजन जुड़ा होता है। इस प्रकार के क्रॉसओवर में सिग्नल पथ को समझने के लिए, श्रृंखला क्रॉसओवर आंकड़ा देखें, और एक उच्च-आवृत्ति सिग्नल पर विचार करें, जो एक निश्चित क्षण के दौरान, निचले इनपुट टर्मिनल की तुलना में ऊपरी इनपुट टर्मिनल पर एक सकारात्मक वोल्टेज है। लो-पास फिल्टर सिग्नल के लिए एक उच्च प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, और ट्वीटर एक कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है; इसलिए सिग्नल ट्वीटर से होकर गुजरता है। सिग्नल वूफर और हाई-पास फिल्टर के बीच कनेक्शन बिंदु तक जारी रहता है। वहां, एचपीएफ सिग्नल को कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, इसलिए सिग्नल एचपीएफ से होकर गुजरता है, और निचले इनपुट टर्मिनल पर दिखाई देता है। एक समान तात्कालिक वोल्टेज विशेषता वाला एक कम आवृत्ति संकेत पहले एलपीएफ, फिर वूफर से होकर गुजरता है, और निचले इनपुट टर्मिनल पर दिखाई देता है।

व्युत्पन्न
व्युत्पन्न क्रॉसओवर में सक्रिय क्रॉसओवर शामिल होते हैं जिसमें अंतर एम्पलीफायर के उपयोग के माध्यम से क्रॉसओवर प्रतिक्रियाओं में से एक दूसरे से प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, इनपुट सिग्नल और हाई-पास सेक्शन के आउटपुट के बीच का अंतर कम-पास प्रतिक्रिया है। इस प्रकार, जब इस अंतर को निकालने के लिए एक विभेदक प्रवर्धक का उपयोग किया जाता है, तो इसका आउटपुट निम्न-पास फ़िल्टर अनुभाग का गठन करता है। व्युत्पन्न फ़िल्टर का मुख्य लाभ यह है कि वे किसी भी आवृत्ति पर उच्च-पास और निम्न-पास अनुभागों के बीच कोई चरण अंतर उत्पन्न नहीं करते हैं। नुकसान या तो हैं:
 * 1) कि हाई-पास और लो-पास सेक्शन में अक्सर उनके स्टॉपबैंड में अलग-अलग स्तर के क्षीणन होते हैं, यानी उनकी ढलान असममित होती है, या
 * 2) कि एक या दोनों वर्गों की प्रतिक्रिया क्रॉसओवर फ्रीक्वेंसी के करीब पहुंचती है,  अथवा दोनों।

ऊपर (1) के मामले में, सामान्य स्थिति यह है कि व्युत्पन्न कम-पास प्रतिक्रिया निश्चित प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत धीमी गति से घटती है। इसके लिए स्पीकर की आवश्यकता होती है, जिसे स्टॉपबैंड में गहरे संकेतों का जवाब देना जारी रखने के लिए निर्देशित किया जाता है, जहां इसकी भौतिक विशेषताएं आदर्श नहीं हो सकती हैं। उपरोक्त (2) के मामले में, दोनों स्पीकरों को क्रॉसओवर बिंदुओं के निकट सिग्नल के रूप में उच्च मात्रा के स्तर पर काम करने की आवश्यकता होती है। यह अधिक प्रवर्धक शक्ति का उपयोग करता है और स्पीकर शंकु को अरैखिकता में चला सकता है।

मॉडल और सिमुलेशन
पेशेवरों और शौकियों के पास कंप्यूटर उपकरणों की एक श्रृंखला तक पहुंच है जो पहले उपलब्ध नहीं थी। ये कंप्यूटर-आधारित माप और सिमुलेशन उपकरण एक स्पीकर सिस्टम के विभिन्न भागों के मॉडलिंग और वर्चुअल डिज़ाइन की अनुमति देते हैं जो डिज़ाइन प्रक्रिया को बहुत तेज करते हैं और स्पीकर की गुणवत्ता में सुधार करते हैं। ये उपकरण वाणिज्यिक से लेकर मुफ्त प्रसाद तक हैं। इनका दायरा भी अलग-अलग होता है। कुछ वूफर/कैबिनेट डिजाइन और कैबिनेट वॉल्यूम और बंदरगाहों (यदि कोई हो) से संबंधित मुद्दों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, जबकि अन्य क्रॉसओवर और आवृत्ति प्रतिक्रिया पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। कुछ उपकरण, उदाहरण के लिए, केवल चकरा देने वाले चरण प्रतिक्रिया का अनुकरण करते हैं।

कंप्यूटर मॉडलिंग से पहले ड्राइवरों, क्रॉसओवर और कैबिनेट के संयुक्त प्रभावों को अनुकरण करने के लिए इसे सस्ती और त्वरित बनाने से पहले, स्पीकर डिजाइनर द्वारा कई मुद्दों पर ध्यान नहीं दिया जा सकता था। उदाहरण के लिए, सरलीकृत तीन-तरफ़ा क्रॉसओवर को दो-तरफ़ा क्रॉसओवर की एक जोड़ी के रूप में डिज़ाइन किया गया था: ट्वीटर/मिड-रेंज और अन्य मिड-रेंज/वूफर सेक्शन। यह प्रत्याशित इनपुट प्रतिबाधा से कम के साथ-साथ मध्य-श्रेणी के आउटपुट में अतिरिक्त लाभ और 'हैस्टैक' प्रतिक्रिया पैदा कर सकता है। अन्य मुद्दे जैसे अनुचित चरण मिलान या चालक प्रतिबाधा वक्रों के अपूर्ण मॉडलिंग पर भी ध्यान नहीं दिया जा सकता है। इन समस्याओं को हल करना असंभव नहीं था लेकिन आज की तुलना में अधिक पुनरावृत्तियों, समय और प्रयास की आवश्यकता थी।

यह भी देखें

 * बास प्रबंधन
 * एक गतिशील लाउडस्पीकर की विद्युत विशेषताएं
 * फुल-रेंज स्पीकर
 * लाउडस्पीकर संलग्नक
 * मिडरेंज स्पीकर
 * संचालित वक्ता
 * सबवूफर
 * सुपर ट्वीटर
 * ट्वीटर
 * वूफर