MARCELO MELLO . (1992). Guia prático de sonorização de palco (para músicos). Campinas: UNICAMP.

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5 - ALTO-FALANTES

 

5. Alto-falantes, assim como os microfones, são transdutores. Isto é, transformam energia elétrica em energia sonora. Este capítulo trata dos diversos tipos de alto-falantes, de suas características, das formas como montá-los e de algumas dicas úteis para seu uso.

5.1 Os alto-falantes têm um sistema de funcionamento idêntico ao dos microfones (ver  1.2), só que invertido. O diafragma agora é responsável pela transmissão do som ao ar, não por sua captação (como no microfone). Da mesma forma, as formas de funcionamento de alto-falantes são correspondentes às dos microfones; há alto-falantes eletrostáticos (com funcionamento semelhante ao dos microfones de condensador), alto-falantes piezoelétricos etc. Mas ao contrário dos microfones, os alto-falantes dinâmicos são hoje praticamente os únicos usados, pelo preço da construção, pelo espaço requerido e pela resposta de freqüência (ver 1.1.1). O modo de funcionamento desses alto-falantes é análogo ao dos microfones dinâmicos (fig. af01 ): há uma bobina (ver I.8) no meio de um campo magnético de um poderoso ímã. A passagem de corrente por esta bobina criará também um campo magnético (relação eletricidade-magnetismo - ver I.5). Dessa forma o ímã exercerá uma força magnética na bobina. Mudanças nessa corrente (o sinal - ver I.4) farão o campo magnético mudar, mudando a força que o ímã exerce sobre a bobina e fazendo esta vibrar. A vibração é transmitida ao ar pelo diafragma (cone), que termina numa suspensão que é de grande importância na qualidade do alto-falante. Há ainda uma peça, o spider (fig. af02), que impede que a bobina vibre verticalmente, fazendo-o só paralelamente ao ímã. Se ela pudesse vibrar perpendicularmente, poderia roçar no ímã, causando distorção e danificando-o.

5.2 Parâmetros - Há várias medidas associadas aos alto-falantes cuja mudança influi em seu desempenho. Algumas são dispensáveis para o uso prático (como, por exemplo, a maioria das informações referentes à associação ímã-bobina: materiais usados, força magnética etc). Outros, entretanto, são importantes para um bom uso do alto-falante:

5.2.1 Potência mínima e potência máxima - A potência mínima é o mínimo de energia, em watts, que ao sair do amplificador produz algum som decente no alto-falante. Abaixo dela não sai nada de inteligível. A potência máxima, pelo contrário, é o máximo valor que o amplificador pode mandar sem destruir o alto-falante. Ambos são importantes não só em termos de segurança (um amplificador de valor inadequado pode destruir literalmente o alto-falante, não só com valores mais altos que o permitido, mas também mais baixos - ver  6.1.7.2), mas também para se ter uma idéia da qualidade do alto-falante. Uma potência mínima baixa, por exemplo, é desejável, já que o alto-falante será mais sensível a sons fracos.

Uma vez que, sendo o sinal de áudio (ver I.4) um valor variável, a potência também o é, há por isso vários valores que podem ser apontados como parâmetros de potência. Pode-se falar de potência máxima de pico (associada aos picos do sinal), em amplitude máxima (a diferença entre os picos e as depressões mais acentuadas), mas o valor mais confiável é a potência média, ou RMS, que mede o valor médio sendo fornecido pelo sinal. Suponhamos por exemplo dois alto-falantes, um com potência máxima de 100 W de pico, outro com 100 W RMS. Um agüenta 100 W só em rápidos picos que aparecem vez por outra no sinal, e quando ligado a uma potência média de 100 W, quebraria. O outro é feito para potências médias de 100 W, e por isso agüentaria tranqüilamente esse valor. Para maiores detalhes sobre ligações entre alto-falantes e amplificadores, ver 6.1.7.

5.2.2. Freqüências de corte e resposta de freqüência - Alto-falantes têm freqüências (ver II.2) de corte graves e agudas, mais ou menos como um filtro (ver 2.2). Após um certo limite agudo a bobina passa a ter uma impedância (ver I.9) tão grande que o sinal não consegue mais passar por ela. Abaixo da freqüência de ressonância (ver II.7), por outro lado, o tamanho das ondas sonoras da freqüência precisa ser tão grande que o alto-falante não consegue mais produzi-las. Nessa situação pode ocorrer um problema interessante: a oscilação ou sobre-excursão por ressonância. O alto-falante não consegue produzir a freqüência, mas tenta. O resultado é uma violenta vibração do cone, que acaba por destruir o alto-falante quando contínua. É um dos principais problemas do uso de alto-falantes, principalmente os para freqüências graves.

5.2.2.1 Além disso, cada alto-falante, por causa de sua estrutura, reforça algumas freqüências e atenua outras. A resposta de freqüência é a variação de quais freqüências são atenuadas e quais são reforçadas, da mesma forma que a resposta de freqüência dos microfones (ver  1.1.1). As freqüências de corte e a resposta de freqüência são dadas por qualquer fabricante decente. A mais comum (e melhor) forma da resposta ser mostrada é através de um gráfico. Esse gráfico mostra bem claramente quais são as freqüências com maior e com menor intensidade. Às vezes a variação de dB (ver II.3.2) não tem nenhuma unidade especificada; nesses casos pode-se considerar cada quadrado como valendo 10 dB (fig. af03). Especificações escritas, como "30 a 700 Hz ± 4dB" (a variação entre as freqüências de valor mais alto e as de valor mais baixo são de no máximo 4 dB, com freqüências de corte de 30 e 700 Hz) servem para pouca coisa, por serem muito vagas. Alguns gráficos podem dar curvas "suavizadas", que consideram apenas variações de oitava para oitava (fig. af03). O argumento para seu uso é que o ouvido humano não discerne as variações estreitas de um gráfico real. Mas geralmente essas curvas suavizadas servem apenas para disfarçar picos e cortes acentuados de algumas freqüências, que prejudicam a qualidade do alto-falante. Isto é servem só para disfarçar alto-falantes ruins.

Os microfones têm valores análogos a estes. Entretanto, o sistema de um alto-falante é muito maior que o de um microfone e conseqüentemente muito mais bruto, mais tosco. Por isso, enquanto um microfone tem freqüências de corte bem separadas e curvas de resposta bem lineares (isto é, trabalha bem tanto nos muito graves quanto nos muito agudos, com um funcionamento linear entre esses dois), é quase impossível produzir um alto-falante dinâmico que produza com a mesma qualidade sons em todas as freqüências. Há alto-falantes que são feitos para freqüências graves e alto-falantes para freqüências agudas, com gradações entre esses dois extremos. Isso nos leva a um terceiro parâmetro:

5.2.3 Tamanho - Há várias medidas de tamanho importantes em um alto-falante. O diâmetro do diafragma (dado em polegadas) é o parâmetro básico para determinar em que freqüências (ver II.2) o alto-falante será usado. Alto-falantes de cones grandes (12, 15, 18 polegadas) são próprios para freqüências graves, que precisam movimentar grandes volumes de ar; são chamados em inglês de "woofers". Alto-falantes de cones pequenos (3 polegadas ou menos) são chamados de "tweeters", próprios para freqüências agudas. Tamanhos situados entre essas duas medidas são "midranges", feitos para freqüências médias. Um sistema de alto-falantes que pretenda produzir sons em todas as freqüências deve possuir alto-falantes nesses três tamanhos. As formas de associação entre diferentes tamanhos é vista em 5.5.1. Alguns alto-falantes usam dois cones de tamanhos diferentes, um para freqüências graves e outro para freqüências agudas (fig. af04 ). Esse procedimento melhora um pouco a resposta aguda, mas não é considerado hoje em dia a melhor solução.

5.2.3.1 Mas há outros tamanhos que também determinam aspectos importantes num alto-falante. Tomemos dois alto-falantes de mesmo diâmetro, sendo um de 300 W e outro de 150 W. Eles terão tamanhos de núcleo diferentes. O maior, de 300 W, será mais pesado, tendo maior inércia. A resposta de freqüência deste alto-falante será por isso mais voltada para o grave, com pouco volume no agudo. O outro alto-falante será menor, e terá uma resposta de freqüência com mais agudos que o de 300 W. Assim, pode-se dizer que quanto maior o núcleo de um alto-falante, maior poder sonoro e menor resposta para agudos ele terá.

5.2.4 Q - Na definição do verbete 2.2.4, Q é o termo usado para determinar a grossura da banda de passagem (ver 2.2.3) de um filtro. Valores altos de Q darão como resultado bandas que abrangem muitas freqüências (ver II.2), com quedas suaves, e vice-versa. Ora, os alto-falantes, quanto à freqüência, podem ser considerados filtros passa faixa (ver 2.1), com freqüências de corte e com uma região onde ele permite a passagem de som. Sendo assim Q determina a região de freqüências onde o alto-falante irá trabalhar. Qual seria então a diferença entre Q e resposta de freqüência?

A resposta de freqüência é um valor dado pelo fabricante que mede a resposta do alto-falante em condições ideais. O Q relaciona o meio acústico onde o alto-falante está com sua resposta de freqüência. Depende, portanto, não só do alto-falante em si, mas também da caixa onde está montado (ver 5.3). Uma caixa com bastante abafamento acústico, por exemplo, terá um Q baixo. Isso fará o alto-falante funcionar como se estivesse abafado, com respostas baixas para muitas freqüências. Uma caixa sem abafamento, por outro lado, terá um Q alto: o risco de oscilação em baixas freqüências (ver  5.2.2) é alto. Alto-falantes agudos tendem a ter um Q baixo. Alto-falantes graves tendem a ter um Q alto. Pelas desvantagens de valores de Q muito altos ou muito baixos, é usado como convenção hoje um valor considerado ideal, de 0.707.

5.2.5 Sensibilidade - Mede a quantidade de som que o alto-falante consegue produzir para uma determinada potência. É medida em dB/W/m. Assim, um alto-falante de 90 dB/W/m irá produzir um som de 90 dB a um metro de distância dele, com uma entrada de 1 W. Alto-falantes maiores têm uma sensibilidade maior (os bons modelos têm entre 90 e 100 dB/W/m). Alto-falantes menores têm menor sensibilidade (entre 80 e 90 dB/W/m). São necessários dois avisos a respeito de sensibilidade. Em primeiro lugar, ela mede apenas a quantidade de som que o alto-falante pode produzir, não a qualidade deste som. Isso quer dizer que alto-falantes com altos valores de sensibilidade não significam automaticamente alto-falantes melhores, mas tão-somente alto-falantes com mais volume de som. Em segundo lugar, a unidade de medida não está totalmente estandartizada, o que significa que podem haver valores em dB/W/inch, ou dB/2W/m ou qualquer coisa assim. Esteja atento e faça as conversões quando forem necessárias, para não se enganar a respeito do alto-falante.

5.2.6 Dispersão - Mede a direcionalidade de um alto-falante, isto é, qual é o tamanho da área afrente dele que será coberta por seu som. Ela pode ser dada por um ângulo e pela freqüência (ver II.2) relativa a este ângulo. Por exemplo, uma dispersão pode ter um valor de "100°, ± 6dB entre 60 Hz e 200 Hz", o significa que num ângulo de 100° a partir do centro do alto-falante (50° de um lado e 50° de outro) o nível do som será o mesmo, caindo 6 dB na variação de freqüência especificada (porque os agudos são mais direcionais que os graves). Mas o melhor modo de representar a dispersão de um alto falante é com um diagrama polar (fig. af05). Ele mostra em que ângulo e em que distâncias o som é ouvido da mesma maneira, para diferentes freqüências. Fora destas regiões, a freqüência determinada terá um intensidade menor (será ouvida menos).

5.2.7 Distorção - Quase nunca é dada pelo fabricante. O nível de distorção do sinal (ver 6.1.5) em bons alto-falantes é de aproximadamente 1 %, o que é muito comparado com o dos amplificadores, que chega a 0,1 %. Esse nível também varia de acordo com o dB saindo no alto-falante.

5.2.8 Impedância - a maioria dos alto-falantes tem uma impedância média de 8, que pode chegar a 3ou mesmo a 2 em algumas freqüências (onde a impedância da bobina é menor - ver I.8, I.9). Pode-se encontrar associações criando impedâncias de 4 a 16.

5.3 CAIXAS - Um alto-falante por si só dificilmente funciona apropriadamente. Isso porque ele pode ser considerado de forma geral como um dipólo acústico, isto é, o som que ele cria é emitido pela frente e por trás do diafragma. O som que sai por trás leva um tempo maior que o som frontal para chegar a um ouvinte localizado na frente do alto-falante (fig. af06 ). As freqüências (ver II.2) mais altas são tão rápidas que nada de significativo acontece, mas nas mais graves acontece uma defasagem entre os dois sons que provoca uma anulação por sons fora de fase (ver II.6). Por isso o som de qualquer alto-falante isolado é muito apagado, muito "sem vida". A solução para isso é isolar de alguma maneira o som de trás do da frente do diafragma.

5.3.1 O modo mais simples de se conseguir isso é montando o alto-falante em uma parede, que separe a parte de trás da frente (fig. af07a ). Quanto maior a parede, mais grave é a freqüência até onde o isolamento funciona. Esse esquema, em inglês chamado de "baffle", apresenta a principal desvantagem de imobilizar o alto-falante. É possível usá-lo em algum tipo de painel móvel, mas esse esquema é pouco prático pelo tamanho requerido pelo baffle . Para freqüências abaixo de 70 Hz, por exemplo, seriam necessários painéis de quase dois metros de diâmetro!

5.3.2 O alto falante pode ser montado em caixas abertas atrás (fig. af07b), sistema usado na maioria das televisões e rádios. Esses aparelhos precisam usar alto-falantes pequenos, impróprios para freqüências graves, e o uso este tipo de caixa atenua este problema por usar a freqüência de ressonância (ver  II.7) da própria caixa. Mas o reforço dos graves que essa caixa proporciona na maioria das vezes é excessivo, criando um som saturado de graves. A melhora das freqüências baixas, por outro lado, é relativa, dependendo muito da ressonância da caixa (abaixo dela os graves ficam ainda mais fracos). Isto é, caixas abertas atrás que não tenham uma freqüência de ressonância bem abaixo da do alto-falante (que não sejam bem maiores que ele, em outras palavras) não apresentam nenhuma vantagem.

5.3.3 A caixa fechada (fig. af07d) envolve completamente a parte de trás do alto-falante, sem aberturas comunicando seu interior com o ar. É também chamada de baffle infinito, por dar isolamento a todas as freqüências, mesmo as mais baixas, como se fosse uma parede muito grande. Esse tipo de caixa tem uma interessante interação com o alto-falante. Por se totalmente fechada, o ar em seu interior não tem como escapar quando colocado sob pressão. Assim, quando o som que sai por trás do cone pressiona o ar da caixa, ele não tem onde descarregar esta pressão, e permanece pressionado. Essa pressão do ar se espalha igualmente pelo interior da caixa, agindo também sobre a parte de trás do cone, o que faz com que o Q da caixa diminua (ver 5.2.4) e com que a freqüência de ressonância do alto-falante (ver II.7) fique mais aguda. Isto é, a freqüência de corte grave (a freqüência de ressonância) dada pelo fabricante ficará mais aguda se o alto-falante for montado numa caixa fechada. A quantidade desse aumento depende principalmente do tamanho da caixa; quanto maior a caixa, mais espaço o ar tem para se espalhar, e por isso menor é a sua pressão (menos aumenta). Depende também da caixa em si: o material que é feita, se tem algum isolante acústico (ver II.5) ou não etc. Essa característica é um fator de segurança: ela permite que o som do alto-falante seja cortado antes de alcançar a freqüência de ressonância, evitando sobre-excursões (ver 5.2.2).

A construção de uma boa caixa fechada deve seguir alguns "macetes" que, se não ajudam o som, pelo menos também não atrapalham. A fig. af08 mostra a forma errada e a forma certa de colocar o alto-falante na caixa. A forma errada é errada por que cria um pequeno tubo na saída do alto-falante, bem pequeno, é verdade, mas suficiente para criar refrações e cancelamento de fases nas freqüências agudas . A fig. af09 mostra por sua vez um formato considerado bom para a caixa.

5.3.4 A caixa aberta é quase completamente fechada, exceto por uma abertura na frente, próxima do alto-falante (fig. af07c ). Essa abertura é feita de forma a mandar de volta à frente as freqüências graves que saem por trás do cone do alto-falante, mas não mais fora de fase com o som frontal, e sim reforçando-o. Por isso elas também podem ser chamadas de inversoras de fase, por colocar em fase um som que estava fora de fase. A abertura tem tamanho e distância do alto-falante calculados de acordo com o tamanho da caixa, o Q (ver 5.2.4) e a freqüência na qual se quer reforçar a saída. A caixa aberta provoca o contrário da fechada: um reforço dos graves faz com que a freqüência de corte grave (ver  5.2.2) fique mais baixa, o que aumenta a região na qual o alto-falante trabalha. Ou seja, o alto-falante pode agora dar notas graves que ele antes não podia. Além disso a resposta de freqüência fica muito mais linear. Essas são as duas principais vantagens da caixa aberta em relação à fechada. As desvantagens estão relacionadas com a falta de abafamento que existe nas abertas. A comunicação com o ar aumenta o Q; com um Q maior, há um maior perigo de oscilação na freqüência de ressonância. Resumindo, um alto-falante numa caixa aberta dá mais graves que uma caixa fechada, mas é mais instável que esta.

5.3.4.1 Um meio de controlar o Q de uma caixa aberta é o uso de radiadores passivos nas aberturas (fig. af10). Ele funciona como um diafragma sem o resto do alto-falante. O som que sairia pela abertura, ao invés de o fazer, faz vibrar o radiador, que transmite o som para a frente do alto-falante. Os radiadores passivos permitem que o som seja mandado sem se comunicar o interior da caixa com o ar do exterior (isto é, sem aumentar o Q), e além disso, resulta num som mais espalhado, numa dispersão (ver  5.2.6) melhorada comparando com a abertura sem o radiador.

5.4 CORNETAS - Cornetas são basicamente tubos que ligam uma pequena área a uma grande área. Quando associados a um alto-falante, eles fazem com que um diafragma pequeno esteja ligado a uma grande quantidade de ar, o que permite que este alto-falante aumente muito a freqüência de corte (ver 5.2.2) onde trabalha. Uma corneta bem feita pode fazer com que um alto-falante aumente sua freqüência de corte grave para até 5 oitavas abaixo do normal!

A outra principal vantagem da corneta em relação ao alto-falante vem da sua forma de funcionamento. A curva de uma corneta é feita de forma que todo o som produzido pelo alto-falante seja direcionado para um só ponto. Ela concentra a energia acústica. Por isso a eficiência de uma corneta em relação aos alto-falantes convencionais (quanto à transformação da energia elétrica em energia acústica) é muito grande. Enquanto os alto-falantes costumam ter uma eficiência de no máximo 10% (isto é, só 10% da energia elétrica aplicada é convertida em som), as cornetas podem atingir valores de até 40% ou 50%. Isto é, com uma corneta se consegue, com a mesma potência, um volume de som muito maior do que um alto-falante normal. Isso a recomenda para sistemas onde é necessário um grande volume de som, como é o caso dos sistemas de sonorização.

A terceira característica mais importante de cornetas é a sua alta direcionalidade. Cornetas têm um índice de dispersão (ver 5.2.6) muito baixo. Concentram toda a energia em uma só direção. Se por um lado isso pode ajudar em problemas como reverberação e controle de microfonia (reverberação - ver 6.2.3.2, microfonia - ver 6.2.4.1), faz entretanto com que se precise de um grande número de cornetas para sonorizar um espaço vasto.

5.4.1 Uma corneta está representada na fig. af11. A garganta liga a pequena área do diafragma (é claro que aqui o diafragma será um pouco diferente do cone comum - ver  5.1) à grande área da boca. A boca determina a freqüência de corte da corneta. Essa freqüência terá uma onda com um comprimento quatro vezes maior que o tamanho da boca.

5.4.2 A ligação mais simples entre o diafragma e a corneta, como mostrado na figura, é uma câmara de ar com um buraco de tamanho apropriado. Mas essa forma de ligação não dá resultados muito bons. Algumas ondas sonoras podem bater nas paredes desta câmara e voltar, criando anulações por ondas fora de fase em algumas freqüências (ver II.6). Além disso o ar dentro da câmara pode funcionar como um abafador, prejudicando o funcionamento do diafragma. Por isso são usadas peças maciças para ligar o diafragma à corneta, chamadas em inglês de compression drivers, mas que em português atendem pelo singelo apelido de "cebolas". A fig. af12 mostra diversos tipos de cebola, todos com diferenças específicas entre si, mas com alguns pontos em comum. Um deles é que elas podem ser usadas como amplificadores do som do diafragma, se colocadas de maneira bem próxima a ele. Mas essa proximidade diminui a capacidade das freqüências graves e provoca distorção (ver  6.1.5 ). A solução para isso é uma garganta maior, com um diafragma maior, mas isso... bom, por aí continua. Estamos entrando agora na construção de cornetas, que não é definitivamente a nossa área.

5.4.3 Todas os tamanhos de alto-falantes podem ser acoplados a cornetas. O mais comum é se ver a parte dos midrange (ver  5.2.3) sendo feita por cornetas, mas pode se encontrar tweeters (com uma boca bem aberta, para facilitar a dispersão) e woofers acoplados a cornetas. A fig. af13 tem um exemplo de corneta simples para graves. Às vezes o tamanho de uma corneta grave precisa ser tão grande que ela seria normalmente impraticável. Usa-se então um modelo de caixa onde a corneta se dobra em si mesma, chamada em inglês de "folded horn" (fig. af14).

5.5 USO PRÁTICO - A primeira coisa que se deve ter em mente no uso de um sistema de alto-falantes é que cada região da freqüência (ver II.2) é exercida por um tamanho de alto-falante. Lembre-se que não existem alto-falantes dinâmicos que funcionem em todas as freqüências (ver 5.2.2.1).

5.5.1 Há duas formas básicas de divisão de freqüências entre alto-falantes. Uma usa só dois tamanhos de alto-falantes, um grave, outro agudo. Por isso esse sistema tem o nome inglês de "two way". O outro na verdade abrange todos os outros sistemas que usem mais de duas divisões, chamado de "multi-way". Desses, o mais comumente usado é o de três divisões, para graves, médios e agudos ("three-way"). O sistema multi-way é sem dúvida o melhor; o two-way faz com que cada tamanho de alto-falante tenha de trabalhar numa quantidade de freqüências muito grande, sobrecarregando-o. É claro, como só usa dois tamanhos, o sistema two-way precisa de menos alto-falantes, e por isso é muito mais barato.

5.5.2 A divisão de freqüências é feita com uma série de filtros (ver 2) acoplados aos alto-falantes, com freqüências de corte (ver 2.2.1) iguais às dos alto-falantes. Por exemplo: suponhamos que um sistema tri-way vá empregar woofers com uma freqüência de corte de 400 Hz, midranges funcionando entre 400 Hz e 3000 Hz e tweeters para as freqüências superiores. Ao woofer seria ligado um filtro passa baixa (ver 2.1) com uma freqüência de corte de 430 Hz; ao midrange seria ligado um filtro passa faixa com freqüências de corte de 380 Hz e 3200 Hz; e ao tweeter seria ligado um filtro passa alta com uma freqüência de corte de 2800 Hz. Dessa maneira os alto-falantes teriam entradas só com as freqüências nas quais trabalham, e o resultado seria cada freqüência do sinal indo para o lugar certo. Os valores dos filtros são arredondados por causa da definição de freqüência de corte em filtros: a freqüência na qual o filtro faz o sinal cair 3 dB. Se fossem usados filtros exatamente regulados para 400 Hz e 2000 Hz, essas freqüências seriam 3dB mais baixas que as demais, o que criaria "buracos" na resposta de freqüências do sistema (fig. af15 ). As freqüências de corte de cada sistema dependem de muitos fatores: resposta do alto-falantes (é claro que não se vai usar um woofer com uma resposta deficiente a partir de 400 Hz para trabalhar numa região de 800 Hz), número de tamanhos etc. Dois mil hertz é considerada geralmente uma boa freqüência de corte num sistema two-way.

5.5.3 Pode-se usar os dois tipos de filtros (ver  2.3) para divisão de freqüências de um sistema. O passivo geralmente é um filtro colocado dentro da caixa, junto ao alto-falante, e o ativo é representado por um aparelho especial, o crossover, que recebe o sinal e o divide em várias saídas, uma para cada tamanho de alto-falante. O uso de um ou de outro é determinado por fatores que não são discutidos neste capítulo; para maiores detalhes também ver 2.3.2.1 , 6.1.7.

5.6 A segunda coisa que se deve ter em mente no uso de um sistema é que o som da caixa não depende só dela, mas depende também da interação entre ela e o ambiente onde está. Uma das principais regras em relação a isso é a mudança do nível do som para caixas perto da parede (fig. af16). Uma caixa (especialmente uma caixa de graves) pode em geral ser considerada como um ponto no qual saem sons em todas as direções. Caixas em uma parede muito comprida (ou no chão) terão metade do total do som refletido. Isso faz com que o nível do som aumente em 6 dB (dB - ver II.3.2). Caixas na junção de duas paredes (ou da parede com o som) aumentam o som em 12 dB. Caixas na junção de três paredes (quina) aumentam o som em 18 dB, o que é um bocado de aumento. A fig. af17 dá o gráfico da resposta de freqüência de um woofer (ver 5.2.2) para diferentes posições em relação à parede. Os números das figuras A, B e C que se referem à distância entre a parede e a caixa não são valores absolutos; eles representam relações entre o tamanho das caixas e a distância. Assim, o "1`` " da figura A não significa um metro, significa que entre a caixa e a parede tem o espaço equivalente à largura da caixa. O "2`` " da fig. B significa duas vezes a largura. As diferenças entre as várias posições se dão pelo diferentes níveis de reflexão criarem anulamentos de fase (ver II.6) diferentes. A tabela da fig. af18 traz valores de posicionamento ideal de uma caixa em uma quina. O valor da distância também é uma relação entre o tamanho das caixas e o da distância.

5.6.1 Mas é preciso pensar não só em um alto-falante isolado, mas no sistema como um todo. Você já sabe que as freqüências agudas (ver II.2) são muito mais direcionais que as graves. Isto significa que elas se espalham muito menos. Isto é, quando colocadas perto de uma parede, sofrem pouca reflexão, porque seu som está indo quase todo para a frente. Agora veja a fig. af19. Quando posto perto da parede, o alto-falante tem suas freqüências graves refletidas, e as agudas não. Por isso, qualquer caixa que possa ser considerada uma fonte de som omnidirecional (que emite som em todas as direções, da forma como por exemplo a maioria dos woofers de sonorização faz) terá uma resposta mais grave quando colocada perto de uma parede. Além disso, se forem colocados tweeters e woofers juntos perto de uma parede, os woofers vão encobrir os tweeters. É necessário levar isso em conta.

5.6.2 Finalmente, é necessário levar em conta não só a energia num sistema de alto-falantes, mas também sua inteligibilidade. Esse fator é prejudicado entre outras coisas por anulação de ondas fora de fase (ver  II.6). A fig. af20 mostra o esquema de um problema comum de defasagem de ondas em alto-falantes, principalmente em monitores de palco. Dentro de um certo ângulo, o som de um alto-falante está em fase com o som do outro. A partir do limite onde a onda de um alto-falante é exatamente o contrário da outra, ou seja, onde há anulação de fase, o som fica embolado. Por isso quanto maior o ângulo a, isto é quanto mais os dois alto-falantes apontarem para direções diferentes, mais espaço o sistema irá cobrir convenientemente. A fig. af21 mostra de forma prática como diversos tipos de arranjos de caixas produzem anulações diferentes, tendo o sistema então respostas diferentes. Pode-se notar que quanto maior o número de caixas, menos linear é a resposta aguda. Ou seja, de uma forma geral, para um sistema com agudo deficiente é melhor diminuir o volume dos graves do que pôr mais tweeters.

 

 

 

 

af01: alto-falante dinâmico.

 

 

 

>

af02: tipos de spider.

 

 

 

af03: exemplos de gráficos de resposta de freqüência em alto-falantes, linear e suavizado.

 

 

af04: alto-falante com cone duplo.

 

 

af05: diagrama polar de um alto-falante.

 

 

 

 

af06: o alto-falante como um dipólo acústico.

 

 

af07: formas de isolamento do som de trás do diafragma:
A) baffle;
B) caixa aberta atrás;
C) caixa fechada;
D) caixa aberta.

 

af08: formas de se colocar o alto-falante na caixa.

 

 

 

af09: formato de caixas fechadas.

 

 

 

 

af10: exemplo de radiador passivo.

 

 

 

 

af11: cornetas.

 

 

 

 

af12: tipos de cebolas.

 

 

af13: exemplo de corneta grave.

 

 

af14: esquema de corneta grave do tipo folded-horn.

 

 

 

af15: gráficos de resposta para divisões erradas de freqüência entre alto-falantes (W - woofer; MR - caixas de freqüências médias, em inglês midranges; T - tweeters):
a) há freqüências não cobertas ("buracos" na cobertura) entre as freqüências dos alto-falantes, principalmente entre woofers e midrangers;
b)midrangers ineficientes;
c)woofers e twiteers ineficientes.

 

 

af16: como um woofer emite som ao seu redor.

 

 

 

af17: gráfico de resposta de um woofer para diversas posições em relação à parede.

 

 

 

Q do alto-falante

melhor posição

d

1.414

40°

25°

0,4

1.0

25°

30°

0,4

0.707

20°

30°

0,315

0.5

30°

15°

0,2

af18: tabela de posicionamentos de um woofer numa quina.

 

 

 

 

af19: efeitos da reflexão do som de um alto-falante perto de uma parede.

 

 

 

 

af20: problemas de fase entre alto-falantes.

 

 

 

 

af21: respostas de freqüência para vários arranjos diferentes de alto-falantes colocados no chão.

 

 

 

 

 

af21 (cont.)

 

 

 

 

af21 (cont.)

 

 

 

 

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