Los cruces de audio son un tipo de circuito de filtro electrónico que divide una señal de audio en dos o más rangos de frecuencia, de modo que las señales puedan enviarse a controladores de altavoces que están diseñados para funcionar dentro de diferentes rangos de frecuencia. Los filtros de cruce pueden ser activos o pasivos . [1] A menudo se describen como de dos vías o de tres vías , lo que indica, respectivamente, que el crossover divide una señal determinada en dos rangos de frecuencia o tres rangos de frecuencia. [2] Los crossovers se utilizan en cajas de altavoces , amplificadores de potencia en electrónica de consumo ( alta fidelidad , sonido de cine en casa y audio para automóviles ) y productos de amplificador de instrumentos musicales y audio profesional . Para los dos últimos mercados, los crossovers se utilizan en amplificadores de bajo , amplificadores de teclado , cajas de altavoces de bajo y teclado y equipos de sistemas de refuerzo de sonido (altavoces PA, monitores, sistemas de subwoofer , etc.).
Los crossovers se utilizan porque la mayoría de los controladores de altavoces individuales son incapaces de cubrir todo el espectro de audio , desde frecuencias bajas hasta frecuencias altas, con un volumen relativo aceptable y ausencia de distorsión . La mayoría de los sistemas de altavoces de alta fidelidad y las cajas de altavoces de los sistemas de refuerzo de sonido utilizan una combinación de varios controladores de altavoces, cada uno de los cuales atiende a una banda de frecuencia diferente . Un ejemplo sencillo y estándar son las cajas de sistemas de megafonía y alta fidelidad que contienen un woofer para frecuencias bajas y medias y un tweeter para frecuencias altas. Dado que una fuente de señal de sonido, ya sea música grabada desde un reproductor de CD o la mezcla de una banda en vivo desde una consola de audio , tiene todas las frecuencias bajas, medias y altas combinadas, se utiliza un circuito cruzado para dividir la señal de audio en bandas de frecuencia separadas. que se pueden enrutar por separado a altavoces, tweeters o bocinas optimizadas para esas bandas de frecuencia.
Los crossovers pasivos [3] son probablemente el tipo más común de crossover de audio. Utilizan una red de componentes eléctricos pasivos (por ejemplo, condensadores, inductores y resistencias) para dividir una señal amplificada proveniente de un amplificador de potencia para que pueda enviarse a dos o más controladores de altavoz (por ejemplo, un woofer y un altavoz de muy baja frecuencia). subwoofer , o un woofer y un tweeter , o una combinación de woofer, medios y tweeter).
Los crossovers activos se distinguen de los pasivos en que dividen una señal de audio antes de la etapa de amplificación de potencia para que pueda enviarse a dos o más amplificadores de potencia, cada uno de los cuales está conectado a un controlador de altavoz independiente. [4] [2] Los sistemas de audio con sonido envolvente 5.1 de cine en casa utilizan un cruce que separa la señal de frecuencia muy baja para que pueda enviarse a un subwoofer y luego enviar el resto de rango bajo, medio y alto. frecuencias a cinco altavoces que se colocan alrededor del oyente. En una aplicación típica, las señales enviadas a las cajas de los altavoces envolventes se dividen aún más mediante un crossover pasivo en un woofer de rango bajo/medio y un tweeter de rango alto. Los crossovers activos vienen en variedades digitales y analógicas.
Los crossovers activos digitales a menudo incluyen procesamiento de señal adicional, como limitación, retardo y ecualización. Los cruces de señal permiten dividir la señal de audio en bandas que se procesan por separado antes de volver a mezclarlas. Algunos ejemplos son compresión multibanda , limitación , de-essing , distorsión multibanda , mejora de graves, excitadores de alta frecuencia y reducción de ruido como la reducción de ruido Dolby A.
La definición de un cruce de audio ideal cambia en relación con la tarea y la aplicación de audio en cuestión. Si las bandas separadas se van a mezclar nuevamente (como en el procesamiento multibanda), entonces el cruce de audio ideal dividiría la señal de audio entrante en bandas separadas que no se superpongan ni interactúen y que resulten en una señal de salida sin cambios en frecuencia , relativa. niveles y respuesta de fase . Este rendimiento ideal sólo puede ser aproximado. Cómo implementar la mejor aproximación es un tema de animado debate. Por otro lado, si el crossover de audio separa las bandas de audio en un altavoz, no se requieren características matemáticamente ideales dentro del crossover mismo, ya que la respuesta de frecuencia y fase de los controladores del altavoz dentro de sus montajes eclipsará los resultados. El objetivo del diseño es lograr un rendimiento satisfactorio del sistema completo que comprende el crossover de audio y los controladores de los altavoces en sus gabinetes. Este objetivo a menudo se logra utilizando características de filtro de cruce asimétrico y no ideal. [5]
En audio se utilizan muchos tipos diferentes de crossover, pero generalmente pertenecen a una de las siguientes clases.
Los altavoces suelen clasificarse como "N-way", donde N es el número de controladores del sistema. Por ejemplo, un altavoz con woofer y tweeter es un sistema de altavoces de 2 vías. Un altavoz de N vías suele tener un cruce de N vías para dividir la señal entre los parlantes. Un crossover de 2 vías consta de un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto . Un crossover de 3 vías se construye como una combinación de filtros de paso bajo , paso de banda y paso alto (LPF, BPF y HPF respectivamente). La sección BPF es a su vez una combinación de secciones HPF y LPF. Los crossovers de 4 (o más) vías no son muy comunes en el diseño de altavoces, principalmente debido a la complejidad involucrada, que generalmente no se justifica por un mejor rendimiento acústico.
Puede haber una sección HPF adicional en un crossover de altavoz "N-way" para proteger el controlador de frecuencia más baja de frecuencias más bajas de las que puede manejar con seguridad. Un crossover de este tipo tendría entonces un filtro de paso de banda para el controlador de frecuencia más baja. De manera similar, el controlador de frecuencia más alta puede tener una sección LPF protectora para evitar daños en las altas frecuencias, aunque esto es mucho menos común.
Recientemente, varios fabricantes han comenzado a utilizar lo que a menudo se denomina técnicas de cruce de "N.5 vías" para cruces de altavoces estéreo. Esto generalmente indica la adición de un segundo woofer que reproduce el mismo rango de graves que el woofer principal pero que baja mucho antes que el woofer principal.
Observación: Las secciones de filtro mencionadas aquí no deben confundirse con las secciones de filtro individuales de 2 polos que componen un filtro de orden superior.
Los crossovers también se pueden clasificar según el tipo de componentes utilizados.
Un crossover pasivo divide una señal de audio después de que es amplificada por un único amplificador de potencia , de modo que la señal amplificada pueda enviarse a dos o más tipos de controladores, cada uno de los cuales cubre diferentes rangos de frecuencia. Estos crossover están hechos enteramente de circuitos y componentes pasivos; El término "pasivo" significa que no se necesita ninguna fuente de energía adicional para el circuito. Un crossover pasivo solo necesita conectarse mediante cableado a la señal del amplificador de potencia. Los cruces pasivos generalmente se organizan en una topología de Cauer para lograr un efecto de filtro Butterworth . Los filtros pasivos utilizan resistencias combinadas con componentes reactivos como condensadores e inductores . Es probable que los crossovers pasivos de muy alto rendimiento sean más caros que los crossovers activos, ya que es difícil fabricar componentes individuales capaces de ofrecer un buen rendimiento a las altas corrientes y voltajes a los que funcionan los sistemas de altavoces.
Los productos electrónicos de consumo económicos , como los paquetes de cine en casa en una caja de precio económico y los equipos de sonido de bajo costo , utilizan cruces pasivos de menor calidad, y a menudo utilizan redes de filtros de orden inferior con menos componentes. Los costosos sistemas de altavoces y receptores de alta fidelidad utilizan crossovers pasivos de mayor calidad para obtener una mejor calidad de sonido y una menor distorsión. El mismo enfoque de precio/calidad se utiliza con los equipos de sistemas de refuerzo de sonido y amplificadores de instrumentos musicales y cajas de altavoces; Un monitor de escenario de bajo precio , un altavoz PA o un gabinete de altavoz amplificador de bajo generalmente usarán crossovers pasivos de menor calidad y menor precio, mientras que los gabinetes de alto precio y alta calidad usarán crossovers de mejor calidad. Los crossovers pasivos pueden utilizar condensadores fabricados con polipropileno , lámina de poliéster metalizado , papel y tecnología de condensadores electrolíticos . Los inductores pueden tener núcleos de aire, núcleos de metal en polvo, núcleos de ferrita o núcleos de acero laminado al silicio , y la mayoría están enrollados con alambre de cobre esmaltado .
Algunas redes pasivas incluyen dispositivos como fusibles , dispositivos PTC, bombillas o disyuntores para proteger los controladores de los altavoces de una sobrecarga accidental (por ejemplo, de sobretensiones o picos repentinos). Los crossovers pasivos modernos incorporan cada vez más redes de ecualización (por ejemplo, redes Zobel ) que compensan los cambios de impedancia con frecuencia inherentes a prácticamente todos los altavoces. La cuestión es compleja, ya que parte del cambio en la impedancia se debe a cambios en la carga acústica a través de la banda de paso del conductor.
Dos desventajas de las redes pasivas son que pueden ser voluminosas y provocar pérdidas de energía. No sólo son específicos de frecuencia, sino también de impedancia (es decir, su respuesta varía con la carga eléctrica a la que están conectados). Esto impide su intercambiabilidad con sistemas de altavoces de diferentes impedancias. Los filtros de cruce ideales, incluidas las redes de ecualización y compensación de impedancia, pueden ser muy difíciles de diseñar, ya que los componentes interactúan de maneras complejas. El experto en diseño de crossovers Siegfried Linkwitz dijo de ellos que "la única excusa para los crossovers pasivos es su bajo coste. Su comportamiento cambia con la dinámica de los transductores que depende del nivel de la señal. Impiden que el amplificador de potencia tome el máximo control sobre el movimiento de la bobina móvil. Son una pérdida de tiempo, si el objetivo es la precisión de la reproducción." [6] Alternativamente, se pueden utilizar componentes pasivos para construir circuitos de filtro antes del amplificador. Esta implementación se denomina cruce pasivo de nivel de línea.
Un crossover activo contiene componentes activos en sus filtros, como transistores y amplificadores operacionales. [1] [2] [7] En los últimos años, el dispositivo activo más utilizado es un amplificador operacional . A diferencia de los crossovers pasivos, que funcionan después de la salida del amplificador de potencia con alta corriente y, en algunos casos, alto voltaje , los crossovers activos funcionan a niveles adecuados para las entradas del amplificador de potencia. Por otro lado, todos los circuitos con ganancia introducen ruido , y dicho ruido tiene un efecto nocivo cuando se introduce antes de que los amplificadores de potencia amplifiquen la señal.
Los crossovers activos siempre requieren el uso de amplificadores de potencia para cada banda de salida. Por lo tanto, un crossover activo de 2 vías necesita dos amplificadores: uno para el woofer y otro para el tweeter . Esto significa que un sistema de altavoces basado en crossovers activos a menudo costará más que un sistema basado en crossovers pasivos. A pesar de las desventajas de costo y complicación, los crossovers activos ofrecen las siguientes ventajas sobre los pasivos:
Los cruces activos se pueden implementar digitalmente usando un procesador de señal digital u otro microprocesador . [8] Utilizan aproximaciones digitales a los circuitos analógicos tradicionales , conocidos como filtros IIR ( Bessel , Butterworth, Linkwitz-Riley, etc.), o utilizan filtros de respuesta de impulso finito (FIR) . [9] [10] Los filtros IIR tienen muchas similitudes con los filtros analógicos y son relativamente poco exigentes con los recursos de la CPU; Los filtros FIR, por otro lado, suelen tener un orden superior y, por tanto, requieren más recursos para características similares. Se pueden diseñar y construir para que tengan una respuesta de fase lineal , lo que muchos involucrados en la reproducción del sonido consideran deseable. Sin embargo, existen desventajas: para lograr una respuesta de fase lineal, se incurre en un tiempo de retardo mayor que el que sería necesario con filtros IIR o FIR de fase mínima. Los filtros IIR, que son recursivos por naturaleza, tienen el inconveniente de que, si no se diseñan cuidadosamente, pueden entrar en ciclos límite, lo que da lugar a una distorsión no lineal.
Este tipo de cruce es mecánico y utiliza las propiedades de los materiales en un diafragma de controlador para lograr el filtrado necesario. [11] Estos cruces se encuentran comúnmente en altavoces de rango completo que están diseñados para cubrir la mayor cantidad posible de banda de audio. Uno de ellos se construye acoplando el cono del altavoz a la bobina móvil a través de una sección dócil y conectando directamente un pequeño cono de zumbido liviano a la bobina. Esta sección compatible sirve como filtro compatible, por lo que el cono principal no vibra a frecuencias más altas. El cono del zumbido responde a todas las frecuencias, pero debido a su tamaño más pequeño, sólo da una salida útil en frecuencias más altas, implementando así una función de cruce mecánico. La cuidadosa selección de los materiales utilizados para el cono, el zumbido y los elementos de suspensión determina la frecuencia de cruce y la efectividad del cruce. Estos crossovers mecánicos son complejos de diseñar, especialmente si se desea alta fidelidad. El diseño asistido por computadora ha reemplazado en gran medida el laborioso método de prueba y error que se utilizaba históricamente. Con el paso de los años, la conformidad de los materiales puede cambiar, afectando negativamente la respuesta de frecuencia del altavoz.
Un enfoque más común es emplear la tapa antipolvo como radiador de alta frecuencia. La tapa antipolvo irradia bajas frecuencias y se mueve como parte del conjunto principal, pero debido a su baja masa y amortiguación reducida, irradia mayor energía a frecuencias más altas. Al igual que con los conos whizzer, se requiere una selección cuidadosa del material, la forma y la posición para proporcionar una salida uniforme y extendida. La dispersión de altas frecuencias es algo diferente para este enfoque que para los conos whizzer. Un enfoque relacionado es dar forma al cono principal con tal perfil, y de tales materiales, que el área del cuello permanezca más rígida, irradiando todas las frecuencias, mientras que las áreas exteriores del cono se desacoplan selectivamente, irradiando solo a frecuencias más bajas. Los perfiles y materiales de los conos se pueden modelar utilizando software de análisis de elementos finitos y los resultados se predicen con tolerancias excelentes.
Los altavoces que utilizan estos crossovers mecánicos tienen algunas ventajas en la calidad del sonido a pesar de las dificultades de diseñarlos y fabricarlos y de las inevitables limitaciones de salida. Los controladores de rango completo tienen un único centro acústico y pueden tener un cambio de fase relativamente modesto en todo el espectro de audio. Para obtener el mejor rendimiento a bajas frecuencias, estos controladores requieren un diseño cuidadoso de la carcasa. Su pequeño tamaño (normalmente de 165 a 200 mm) requiere una considerable excursión del cono para reproducir los graves de forma eficaz. Sin embargo, las bobinas móviles cortas, necesarias para un rendimiento razonable de alta frecuencia, sólo pueden moverse en un rango limitado. Sin embargo, dentro de estas limitaciones, los costos y las complicaciones se reducen, ya que no se requieren cruces.
Así como los filtros tienen diferentes órdenes, también los tienen los cruces, dependiendo de la pendiente del filtro que implementan. La pendiente acústica final puede estar completamente determinada por el filtro eléctrico o puede lograrse combinando la pendiente del filtro eléctrico con las características naturales del conductor. En el primer caso, el único requisito es que cada conductor tenga una respuesta plana al menos hasta el punto en que su señal esté aproximadamente a -10 dB por debajo de la banda de paso. En este último caso, la pendiente acústica final suele ser mayor que la de los filtros eléctricos utilizados. Un crossover acústico de tercer o cuarto orden suele tener sólo un filtro eléctrico de segundo orden. Esto requiere que los controladores de los altavoces se comporten bien a una distancia considerable de la frecuencia de cruce nominal y, además, que el controlador de alta frecuencia pueda sobrevivir a una entrada considerable en un rango de frecuencia por debajo de su punto de cruce. Esto es difícil de lograr en la práctica real. En la discusión siguiente, se analizan las características del orden de los filtros eléctricos, seguidas de una discusión de los cruces que tienen esa pendiente acústica y sus ventajas o desventajas.
La mayoría de los crossovers de audio utilizan filtros eléctricos de primer a cuarto orden. Los órdenes superiores generalmente no se implementan en cruces pasivos para altavoces, pero a veces se encuentran en equipos electrónicos en circunstancias en las que su considerable costo y complejidad pueden justificarse.
Los filtros de primer orden tienen una pendiente de 20 dB/ década (o 6 dB/ octava ). Todos los filtros de primer orden tienen una característica de filtro Butterworth. Muchos audiófilos consideran que los filtros de primer orden son ideales para cruces. Esto se debe a que este tipo de filtro es "transitorio perfecto", lo que significa que la suma de las salidas de paso bajo y paso alto pasa tanto en amplitud como en fase sin cambios en todo el rango de interés. [12] También utiliza la menor cantidad de piezas y tiene la pérdida de inserción más baja (si es pasiva). Un crossover de primer orden permite que pase más contenido de señal que consiste en frecuencias no deseadas en las secciones LPF y HPF que las configuraciones de orden superior. Si bien los woofers pueden manejar esto fácilmente (aparte de generar distorsión en frecuencias superiores a las que pueden reproducir adecuadamente), los controladores de alta frecuencia más pequeños (especialmente los tweeters) tienen más probabilidades de sufrir daños, ya que no son capaces de manejar grandes entradas de energía en frecuencias por debajo de su punto de cruce nominal.
En la práctica, los sistemas de altavoces con verdaderas pendientes acústicas de primer orden son difíciles de diseñar porque requieren un gran ancho de banda de controlador superpuesto, y las pendientes poco profundas significan que los controladores no coincidentes interfieren en un amplio rango de frecuencia y causan grandes cambios de respuesta fuera del eje.
Los filtros de segundo orden tienen una pendiente de 40 dB/década (o 12 dB/octava). Los filtros de segundo orden pueden tener una característica de Bessel , Linkwitz-Riley o Butterworth según las opciones de diseño y los componentes que se utilizan. Este orden se utiliza comúnmente en cruces pasivos, ya que ofrece un equilibrio razonable entre complejidad, respuesta y protección del controlador de frecuencias más altas. Cuando se diseñan con una ubicación física alineada en el tiempo, estos cruces tienen una respuesta polar simétrica, al igual que todos los cruces de orden par.
Comúnmente se piensa que siempre habrá una diferencia de fase de 180° entre las salidas de un filtro de paso bajo (de segundo orden) y un filtro de paso alto que tenga la misma frecuencia de cruce. Y así, en un sistema de 2 vías, la salida de la sección de paso alto generalmente está conectada al controlador de alta frecuencia "invertida", para corregir este problema de fase. Para sistemas pasivos, el tweeter está cableado con polaridad opuesta a la del woofer; para crossovers activos, la salida del filtro de paso alto se invierte. En los sistemas de 3 vías el controlador o filtro de rango medio está invertido. Sin embargo, esto generalmente sólo es cierto cuando los altavoces tienen una amplia superposición de respuesta y los centros acústicos están físicamente alineados.
Los filtros de tercer orden tienen una pendiente de 60 dB/década (o 18 dB/octava). Estos crossovers suelen tener características de filtro Butterworth; La respuesta de fase es muy buena, la suma de niveles es plana y en cuadratura de fase , similar a un cruce de primer orden. La respuesta polar es asimétrica. En la disposición original de D'Appolito MTM , se utiliza una disposición simétrica de controladores para crear una respuesta simétrica fuera del eje cuando se utilizan cruces de tercer orden. Los crossovers acústicos de tercer orden suelen construirse a partir de circuitos de filtro de primer o segundo orden.
Los filtros de cuarto orden tienen una pendiente de 80 dB/década (o 24 dB/octava). Estos filtros son relativamente complejos de diseñar en forma pasiva, porque los componentes interactúan entre sí, pero el software moderno de diseño de optimización cruzada asistido por computadora puede producir diseños precisos. [13] [14] [15] Las redes pasivas de pendiente pronunciada son menos tolerantes a las desviaciones o tolerancias del valor de las piezas y más sensibles a las terminaciones erróneas con cargas reactivas del controlador (aunque esto también es un problema con los cruces de orden inferior). Un cruce de cuarto orden con punto de cruce de −6 dB y suma plana también se conoce como cruce Linkwitz-Riley (llamado así por sus inventores [7] ), y puede construirse en forma activa conectando en cascada dos secciones de filtro Butterworth de segundo orden. Las señales de salida de baja y alta frecuencia del tipo crossover Linkwitz-Riley están en fase, evitando así la inversión de fase parcial si los pasos de banda del crossover se suman eléctricamente, como estarían dentro de la etapa de salida de un compresor multibanda . Los crossovers utilizados en el diseño de altavoces no requieren que las secciones de filtro estén en fase; Las características de salida suaves a menudo se logran utilizando características de filtro de cruce asimétrico y no ideal. [5] Bessel, Butterworth y Chebyshev se encuentran entre las posibles topologías cruzadas.
Estos filtros de pendiente pronunciada tienen mayores problemas de sobreimpulso y timbre [16] , pero existen varias ventajas clave, incluso en su forma pasiva, como la posibilidad de un punto de cruce más bajo y un mayor manejo de potencia para los tweeters, junto con una menor superposición entre los parlantes. , reduciendo drásticamente el cambio del lóbulo principal del patrón de radiación de un sistema de altavoces multidireccional con la frecuencia, [7] u otros efectos no deseados fuera del eje. Con una menor superposición de frecuencia entre controladores adyacentes, su ubicación geométrica entre sí se vuelve menos crítica y permite una mayor libertad en la apariencia del sistema de altavoces o en las limitaciones prácticas de instalación (audio en el automóvil).
Los cruces pasivos que dan pendientes acústicas superiores al cuarto orden no son comunes debido a su costo y complejidad. Los filtros con pendientes de hasta 96 dB por octava están disponibles en crossovers activos y sistemas de gestión de altavoces.
Los cruces también se pueden construir con filtros de orden mixto. Por ejemplo, un filtro de paso bajo de segundo orden se puede combinar con un filtro de paso alto de tercer orden. Estos son generalmente pasivos y se utilizan por varias razones, a menudo cuando los valores de los componentes se encuentran mediante la optimización de un programa informático. Un crossover de tweeter de orden superior a veces puede ayudar a compensar el desfase de tiempo entre el woofer y el tweeter, causado por centros acústicos no alineados.
Los cruces paralelos son, con diferencia, los más comunes. Eléctricamente, los filtros están en paralelo y, por tanto, las distintas secciones de filtro no interactúan. Esto hace que los crossovers de dos vías sean más fáciles de diseñar porque, en términos de impedancia eléctrica, las secciones pueden considerarse separadas y porque las variaciones de tolerancia de los componentes se aislarán pero, como todos los crossovers, el diseño final depende de que la salida de los controladores sea acústicamente complementaria. y esto, a su vez, requiere una cuidadosa adaptación en amplitud y fase del cruce subyacente. Los crossovers paralelos también tienen la ventaja de permitir que los controladores de los altavoces estén bicableados , una característica cuyos beneficios están muy discutidos.
En esta topología, los filtros individuales están conectados en serie y un controlador o combinación de controladores está conectado en paralelo con cada filtro. Para comprender la ruta de la señal en este tipo de crossover, consulte la figura "Crossover en serie" y considere una señal de alta frecuencia que, durante un momento determinado, tiene un voltaje positivo en el terminal de entrada superior en comparación con el terminal de entrada inferior. El filtro de paso bajo presenta una alta impedancia a la señal y el tweeter presenta una baja impedancia; entonces la señal pasa por el tweeter. La señal continúa hasta el punto de conexión entre el woofer y el filtro de paso alto. Allí, el HPF presenta una baja impedancia a la señal, por lo que la señal pasa a través del HPF y aparece en el terminal de entrada inferior. Una señal de baja frecuencia con una característica de voltaje instantáneo similar pasa primero por el LPF, luego por el woofer y aparece en el terminal de entrada inferior.
Los cruces derivados incluyen cruces activos en los que una de las respuestas de cruce se deriva de la otra mediante el uso de un amplificador diferencial. [17] [18] Por ejemplo, la diferencia entre la señal de entrada y la salida de la sección de paso alto es una respuesta de paso bajo. Por tanto, cuando se utiliza un amplificador diferencial para extraer esta diferencia, su salida constituye la sección del filtro de paso bajo. La principal ventaja de los filtros derivados es que no producen diferencia de fase entre las secciones de paso alto y paso bajo en ninguna frecuencia. [19] Las desventajas son:
En el caso anterior (1), la situación habitual es que la respuesta de paso bajo derivada se atenúe a un ritmo mucho más lento que la respuesta fija. Esto requiere que el altavoz al que se dirige continúe respondiendo a señales profundas en la banda de parada donde sus características físicas pueden no ser ideales. En el caso (2) anterior, se requiere que ambos altavoces funcionen a niveles de volumen más altos a medida que la señal se acerca a los puntos de cruce. Esto utiliza más potencia del amplificador y puede hacer que los conos de los altavoces no sean lineales.
Los profesionales y aficionados tienen acceso a una gama de herramientas informáticas que antes no estaban disponibles. Estas herramientas de simulación y medición basadas en computadora permiten el modelado y el diseño virtual de varias partes de un sistema de altavoces, lo que acelera enormemente el proceso de diseño y mejora la calidad de un altavoz. Estas herramientas van desde ofertas comerciales hasta ofertas gratuitas. Su alcance también varía. Algunos pueden centrarse en el diseño del woofer/gabinete y en cuestiones relacionadas con el volumen y los puertos del gabinete (si los hay), mientras que otros pueden centrarse en el cruce y la respuesta de frecuencia. Algunas herramientas, por ejemplo, sólo simulan la respuesta al paso del deflector.
En el período anterior a que el modelado por computadora hiciera asequible y rápido la simulación de los efectos combinados de controladores, crossovers y gabinetes, el diseñador de altavoces podía pasar desapercibidos una serie de problemas. Por ejemplo, los crossovers simplistas de tres vías se diseñaron como un par de crossovers de dos vías: las secciones de tweeter/rango medio y la otra de rango medio/woofer. Esto podría crear un exceso de ganancia y una respuesta de "pajar" en la salida de rango medio, junto con una impedancia de entrada inferior a la prevista. Otros problemas, como una coincidencia de fases inadecuada o un modelado incompleto de las curvas de impedancia del controlador, también podrían pasar desapercibidos. Estos problemas no eran imposibles de resolver, pero requirieron más iteraciones, tiempo y esfuerzo que hoy.