Un cruce (crossover) divide el espectro de audio en bandas de frecuencia asignadas a transductores especializados (woofer, midrange, tweeter, subwoofer). Su diseño correcto minimiza distorsión, maximiza SPL limpio, protege drivers y asegura respuesta polar coherente. La variable "frecuencia de cruce" ajustable permite adaptar el sistema a sala, gusto y contenido.
| Tipo | Función | Aplicación típica | Pendiente estándar |
|---|
| Pasa-altos (High-pass / HPF) | Bloquea frecuencias < Fc, pasa > Fc | Tweeter, midrange, satélites, subwoofer (protección infra-sónico) | 12 dB/oct (2º ord), 24 dB/oct (4º ord - Linkwitz-Riley) |
| Pasa-bajos (Low-pass / LPF) | Pasa frecuencias < Fc, bloquea > Fc | Subwoofer, woofer, mid-bass | 12 dB/oct, 24 dB/oct (LR4) |
| Pasa-banda (Band-pass) | Pasa Fc1 < f < Fc2 (HPF + LPF cascada) | Midrange dedicado, driver banda media | HPF 12/24 dB + LPF 12/24 dB |
| Pasa-todo (All-pass / Full-pass) | Pasa todas frecuencias, modifica fase | Alineación temporal / corrección fase / ecualización fase lineal | Orden 1 o 2 (fase 180°/360°) |
Órdenes de filtro y pendientes: Compromisos críticos
| Orden | Pendiente | Fase en Fc | Complejidad | Ventajas | Desventajas |
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| 1º (6 dB/oct) | Suave | 90° | 1 componente | Fase mínima, simple | Solapamiento amplio → lobing, distorsión driver fuera banda |
| 2º (12 dB/oct) | Butterworth / Bessel / Linkwitz-Riley (LR2) | 180° (BW) / 90° (LR2) | 2 componentes | Equilibrio clásico. LR2: suma plana voltaje. | Lobing moderado. Inversión fase (BW) requiere invertir polaridad un driver. |
| 3º (18 dB/oct) | Raro | 270° | 3 componentes | Mejor rechazo | Fase compleja, componentes extra. |
| 4º (24 dB/oct) | Linkwitz-Riley (LR4) estándar pro | 360° (0°) | 4 componentes | Suma plana potencia, fase coherente, rechazo excelente. | Más componentes, costo, sensibilidad tolerancias. |
| 8º (48 dB/oct) - DSP | Muy empinada | 720° (0°) | DSP (FIR/IIR) | Separación casi ideal, protección driver máxima. | Latencia, pre-ringing (FIR), complejidad algoritmo. |
Arquitecturas de cruce
- Pasivo (inductor, capacitor, resistencia en caja altavoz): Después amplificador. Sin alimentación. Pérdida inserción (0.5-1.5 dB). Sensible a impedancia driver (varía con frecuencia). Componentes grandes/caros para graves. Estándar hi-fi consumo.
- Activo analógico (op-amps, estado sólido, antes amplificadores): Un amp por banda. Control preciso, sin pérdida inserción, impedancia controlada. Requiere múltiples canales amplificación. Estándar pro, estudio, PA, hifi alta gama.
- Activo digital (DSP / Procesador altavoz): FIR/IIR programable. Corrección fase lineal, ecualización sala (Dirac, RoomPerfect, Trinnov, miniDSP), limitación térmica, protección excitación. Latencia 0.5-5 ms. Estándar moderno: miniDSP Flex, Dirac Live, Hypex, Purifi, Genelec GLM, Kii, Dutch & Dutch.
Cruce variable: ¿Por qué ajustable?
- Adaptación a sala: Modos sala refuerzan/cancelan graves. Subir Fc subwoofer (ej. 60→80 Hz) evita modo problemático.
- Integración subwoofer: Fc subwoofer = Fc pasa-altos satélites (THX: 80 Hz). Ajuste fino ±10 Hz para suma coherente.
- Protección drivers: HPF woofer/midrange evita excursión excesiva < Fc (ej. 40-60 Hz).
- Gusto personal: "Más grave" → Fc LPF subwoofer ↑. "Más aire" → Fc HPF tweeter ↓.
- Bi-amplificación / Tri-amplificación: Cruce activo variable esencial para alinear ganancia, fase, delay por banda.
Errores comunes
- Cruce pasivo + bi-amplificación sin bypass → doble filtrado + desajuste impedancia.
- Fc muy baja en tweeter (ej. 1.5 kHz en tweeter 25 mm) → distorsión, compresión, daño térmico.
- Fc muy alta en subwoofer (ej. 150 Hz) → localización subwoofer, hueco medio-bajo.
- Ignorar alineación temporal (delay) en cruces activos: driver más cerca = llega antes. Compense con delay DSP.
- Pendientes asimétricas (HPF 12 dB, LPF 24 dB) → suma no plana, lobing, fase caótica.
Herramientas de diseño y medición
- Software: VituixCAD (gratis, avanzado), XSim (gratis, web), LspCAD, LEAP, WinISD (caja), REW (medición + EQ).
- Hardware: Micrófono medición calibrado (UMIK-1, UMIK-2, iMM-6), interfaz 2 in/2 out, altavoz referencia.
- Medición: Respuesta frecuencia + fase + impedancia + distorsión (THD/IMD) + waterfall/CSD + polar (giro 5°).
