http://www
Eduardo Ribeiro Jeunon
Gustavo Matias Lopes
Jos Luiz Nunes Michelini Filho
Amplificadores e alto-falantes
A chave de todas as cincias o ponto de interrogao.
Honor de Balzac(1799-1850)
Autores: Eduardo Ribeiro Jeunon Mat.: 2001044113
Gustavo Matias Lopes 2001014320
Jos Luiz Nunes Michelini Filho 2001014435
Engenharia Eltrica 2/2001 - ICEx - Sala 1014 - 9:25 Data de
entrega: 05 / 04 / 2002
Introduo Engenharia Eltrica
Professor: Selnio Rocha Silva
Edio grfica: Autores
Reviso textual: Autores
Belo Horizonte
Universidade Federal de Minas Gerais
2002
Sumrio
LISTA DE
FIGURAS..........................................................................................4
INTRODUO....................................................................................................5
1 COMO OUVIMOS O
SOM...........................................................................6
2
AMPLIFICADORES.....................................................................................7
2.1 Trajetria da onda sonora nos
amplificadores...........................................7
2.2 Principais partes de um
amplificador........................................................7
2.3 Como os amplificadores
funcionam..........................................................7
2.4 Elementos eletrnicos nos
amplificadores................................................8
2.5 Os sinais sonoros num
amplificador..........................................................9
2.6 Classificao dos
amplificadores..............................................................10
3
ALTO-FALANTES........................................................................................12
3.1 Como os alto-falantes
trabalham...............................................................12
3.2 Como so produzidos os sons nos
alto-falantes........................................12
3.3 Classificao dos
alto-falantes..................................................................13
3.4 Caractersticas dos
alto-falantes................................................................16
4 CAIXAS
ACSTICAS..................................................................................17
4.1 Tipos de
caixas..........................................................................................17
4.1.1 Caixas
Selada........................................................................................17
4.1.2 Caixas Bass
Reflex...........................................................................18
4.1.3 Caixas Dipole Passive
Radiator........................................................18
4.2 Projetos
alternativos..................................................................................19
4.2.1 Caixa eletrosttica
...............................................................................19
4.2.2 Planar
magntico..................................................................................20
5 Microfones
....................................................................................................21
CONCLUSO......................................................................................................22
REFERNCIAS
BIBLIOGRFICAS.................................................................23
Lista de Figuras
1 - Transistor bipolar padro
........................................................................
2 - Concepo bsica sobre
amplificador.......................................................
3 - Interior de um
amplificador......................................................................
4 - Dispositivo de
alto-falante........................................................................
5 -
Woofer......................................................................................................
6 - Mid
Range.................................................................................................
7 -
Tweeter......................................................................................................
8 - Unidade de
crossover................................................................................
9 - Caixa
selada..............................................................................................
10 Caixa Bass
Reflex.................................................................................
11 Caixa com radiador dipolo
passivo..........................................................
12 Caixa
eletrosttica....................................................................................8
9
10
12
13
14
14
15
17
18
19
20
Introduo
Ser apresentado um estudo simplificado sobre funcionamentos de
amplificadores, trajetria de sinais sonoros, caixas acsticas e
alto-falantes.
Esse estudo far uma abordagem enftica em caixas acsticas e
alto-falantes, mostrando suas principais partes, a tecnologia
utilizada e as inovaes.
Tambm ser mostrado que os amplificadores no so apenas
equipamentos que vemos em grandes espetculos e shows. Eles esto
presentes na maioria dos dispositivos eletrnicos como, por exemplo,
em celulares, computadores entre outros.
J os alto-falantes e as caixas acsticas so os responsveis pela
resposta do que produzido nos amplificadores. Eles desempenham uma
papel importante em nossa cultura.
1 - Como ouvimos o som?
Dentro do ouvido humano existe uma membrana chamada tmpano.
Quando nosso tmpano vibra, ele envia essas vibraes ao crebro que as
interpreta assim que ouvimos. Mudanas rpidas em presso de ar so as
coisas mais comuns para vibrar nosso tmpano.
Um objeto produz som quando vibra em ar (som tambm pode viajar
por lquidos e slidos, mas o ar o mio de transmisso pelo qual
escutarmos os alto-falantes). Quando algo vibra, move as partculas
de ar ao seu redor. Essas movem outras partculas, levando o pulso
da vibrao pelo ar como uma perturbao ambulante.
Deste modo, um objeto vibrando envia uma onda de flutuao de
presso pela atmosfera. Quando a onda de flutuao alcana nosso
ouvido, vibra o tmpano de um lado para outro. Nosso crebro
interpreta este movimento como som. Ns percebemos sons diferentes
de objetos diferentes graas s seguintes propriedades do som:
Freqncia;
Amplitude;
Timbre
2 Amplificadores
2.1 - Trajetria da onda sonora nos amplificadores
O som como um avio que faz muitas escalas. Ele pode se originar,
por exemplo, a partir de um microfone. O som emitido pela voz de
uma pessoa, ento codificado dentro da cpsula do microfone e
transformando em sinal de udio. Esse sinal percorre eletronicamente
um cabo, o qual, pode ser chamado de XLR balanceado, entrando na
mesa de som e sendo pr-amplificado e ajustado eletronicamente por
botes de comando de graves, mdios e agudos (equalizao).
Esse sistema de regulagem geralmente composto de: ganho de
entrada , ganho de sada, balance ( right, left ) e equalizao . Todo
esse sistema compe um canal de mesa. Depois de ajustado
eletronicamente, o sinal de udio endereado pela sada ( right ,left
) via cabos mono para os canais separados do amplificador. Chegando
no amplificador o som enviado a uma bobina onde receber uma
amplificao que depender da necessidade do ambiente.
A amplificao dada de acordo com a intensidade do sinal de udio.
Essa intensidade pode variar e pode ter duas origens:
1 ) Nos botes de comando do amplificador.
2 ) Nos comandos do controle da mesa de som.
2.2 - Principais partes de um amplificador:
Botes de A/C
Bobina de potncia
Transistor de entrada e sada (sist. De entrada e sada )
Sistema de voltagem
Sistema de controle de saturao ( auto proteo )
Sistema de refrigerao
Alguns apresentam dissipador de calor interno
O resultado do sinal processado no amplificador ter efeito, por
exemplo, nas caixas acsticas, as quais devero se de potncia igual
ou maior que a potncia do amplificador. Todo resultado obtido das
caixas acsticas so controlados e ajustados na mesa de som . Todos
os ajustes so igualmente processados dentro do amplificador .
2.3 - Como os Amplificadores funcionam:
Quando as pessoas se referem a amplificadores, logo vem em mente
a idia de que se trata de equipamento estreo ou musical. Mas isso
apenas um pequena representao do que os amplificadores so capazes
.H amplificadores por todas as partes , em televisores,
computadores, cd-player e em muitos outros aparelhos que necessitam
se um alto-falante para sada de sinal.
Os equipamentos sonoros trabalham de vrias maneiras .Eles
representam o som como variao de corrente eltrica. Basicamente h 3
passos na representao do som:
Ondas sonoras movem em um microfone e esse traduz o movimento em
sinal eletrnico. Esse sinal flutua para representar a compresso e
rarefao da onda sonora.
Um gravador codifica o sinal eltrico de origem em vrios tipos de
mdios , como impulso magntico em fita, por exemplo.
Um player re-interpreta esse sinal de origem como sinal eltrico
e usa a eletricidade para mover o cone do alto-falante para frente
e para trs. A presso do ar flutua e ento gravada pelo
microfone.
Pode-se observar que a maioria dos componentes so tradutores. Os
amplificadores recebem o sinal de uma forma e o transformam em
outro tipo. Finalmente o sinal sonoro traduzido de volta para sua
forma original, por exemplo como onda sonora fsica.
2.4 - Elementos Eletrnicos nos amplificadores:
O componente que o corao de muitos amplificadores o transistor.
Sua constituio feita de semicondutores , materiais com capacidade
de conduzir corrente eltrica. Tipicamente, um semicondutor feito de
um condutor pobre, que possui impurezas(tomos de outros
materiais).
Parte N do semicondutor caracterizada pelos eltrons (carga
negativa)
Parte P do semicondutor caracterizada pelos prtons (carga
positiva)
No exemplo abaixo, temos um transistor constitudo de trs
semicondutores, nesse caso a parte P est no meio das duas partes
N.
FIGURA 1 - Um transistor bi-polar padro
A primeira parte N chamada de emissora, a parte P a base , e a
segunda parte N chamada coletora. A sada do circuito conectada em
eletrodos no emissor e coletor do transistor. A entrada conectada
ao emissor e a base.
Em um pequeno amplificador: o amplificador de um fone de ouvido,
por exemplo, seu estagio final produz apenas meio watts de potncia.
Em um amplificador estreo (usado em casa) o estgio final pode
produzir centenas de watts. E amplificadores usados em outdoor e
shows abertos podem produzir milhares de watts.
A meta de um bom amplificador causar a menor distoro possvel. O
sinal final dirigido aos alto-falantes devem reproduzir o sinal
inicial com maior equivalncia possvel mesmo que esse tenha sido
amplificado vrias vezes.
2.5 - Os sinais sonoros num amplificador
O amplificador gera um sinal de sada completamente baseado no
sinal de entrada. Pode-se entender esses sinais como dois circuitos
separados.
O circuito de sada gerado pela potncia suplente do amplificador,
enquanto abastecido energeticamente por uma bateria. Se o
amplificador abastecido por corrente alternada, onde a carga segue
mudando de direo, a potncia suplente a converte para corrente
contnua, onde a carga segue sempre na mesma direo. A potncia
suplente apenas transforma a corrente para possibilitar a gerao de
um sinal absolutamente ininterrupto. A funo de circuito de sada (e
o trabalho que ele realiza) o de mover o cone do alto-falante.
O circuito de entrada o sinal eltrico de udio que pode ser
encontrado gravado no dispositivo que o fornece (fitas K7, CD's,
MD's, etc) ou captado de um microfone. Este sinal ser modificado
pelo circuito de sada. Isto implica em uma resistncia variante, na
qual o circuito de sada ir recriar as flutuaes da tenso do sinal de
udio original.
FIGURA 2 - Concepo bsica sobre um amplificador: a corrente
menor
usada para modificar a corrente maior.
Na maioria dos amplificadores, esta uma funo muito trabalhosa
para um sinal de udio original. Por esta razo, o sinal
primeiramente amplificado por um pr amplificador, que por sua vez
envia um sinal de sada mais forte para o amplificador de potncia
propriamente dito. O pr amplificador trabalha basicamente do mesmo
modo que um amplificador: o circuito de entrada fornece uma
resistncia varivel ao circuito de sada, gerado por um amplificador
suplente. Alguns sistemas de amplificadores usam vrios pr
amplificadores para, gradualmente, construir um sinal de sada de
alta voltagem.
Ento, como o amplificador faz isto? Ao olharmos a parte interna
de um amplificador para obter uma resposta, somente iremos
encontrar uma complexa estrutura de placas e componentes eltricos.
O amplificador precisa dessa elaborada instalao para assegurar que
cada parte do sinal de udio seja representada corretamente e
seguramente. Alta fidelidade na sada de um amplificador requer
muita preciso e controle.
FIGURA 3 - Dentro de um amplificador voc pode ver um emaranhado
de componentes eletrnicos. Os componentes centrais so grandes
transistores. Os transistores
geram muito calor, que so dissipados pelos "Heat Sink".
2.6 - Classificao dos amplificadores:
Pr amplificador : Amplificador de baixa potncia usado para
condicionar o sinal (normalmente, sinal de microfone) para um nvel
adequado ao mixer ou amplificador de potncia. Os pr amplificadores,
geralmente possuem controles de ganho, e eventualmente ajustes de
tonalidade (EQ). Existem pr amplificadores que utilizam circuitos
com vlvulas, que do uma "colorao" diferente ao som. A caracterstica
mais importante que deve ter um pr amplificador diz respeito ao
rudo: quanto maior a relao sinal/rudo, melhor.
Amplificador : Este o amplificador de potncia, propriamente
dito. Alguns amplificadores possuem um pr, que condiciona o sinal
para o nvel adequado. Um amplificador estreo domstico, por exemplo,
geralmente possui um pr amplificador para toca-discos de vinil
(embora isso esteja caindo em desuso). Os amplificadores podem ter
tambm controles de tonalidade, balano (esquerdo/direito) e outros
recursos adicionais. Alguns tm sadas para 4 caixas, duplicando os
canais do estreo. No caso de amplificadores de instrumentos - os
"combo amplifiers" - a maioria mono, e possui um pr para ajuste de
nvel e equalizao. Muitos amplificadores de guitarra so valvulados,
pois os guitarristas adoram a distoro caracterstica da vlvula, que
d uma colorao agradvel ao som da guitarra.
Power Amplificador: um amplificador sem pr, s com o estgio de
potncia. Normalmente usado em sistemas de sonorizao de show (P.A. e
amplificao de palco), e tambm em estdios. Nesses amplificadores, s
h o controle de volume de cada canal, pois o sinal j vem em nvel
adequado ("line"). Os amplificadores para sonorizao tm que ter
muita potncia, e normalmente so usados em grupos. Os amplificadores
de estdio, tambm chamados de "amplificadores de referncia"
(Reference Amplifiers) tm como caracterstica principal a resposta
"plana", isto , sem colorir o som, e por isso raramente so
valvulados.
3- Alto-falantes
3.1 - Como os alto-falantes trabalham...
Em qualquer equipamento de som a qualidade final do sistema,
depende dos alto-falantes. A melhor gravao codificada no
dispositivo de armazenamento mais avanado soar terrvel se o sistema
de sada de som tiver alto-falantes ruins. O alto-falante o
componente que leva o sinal eletrnico armazenado em mdias como CDs,
fitas e DVDs e os codifica em sinais que ns podemos ouvir. Os
alto-falantes so pedaos surpreendentes de tecnologia e possuem um
impacto profundo em nossa cultura. Mas por dentro, eles so
dispositivos notavelmente simples.
3.2 - Como so produzidos os sons nos alto-falantes.
O alto-falante um transdutor eletroacstico, da mesma forma que
os microfones, no entanto a funo do alto-falante converter sinal
eltrico em vibrao sonora, essa converso se d no sentido inverso do
microfone. Nos alto-falante preciso fornecer altas presses acstica,
e, portanto o nvel de sinal eltrico aplicado a ele deve ser muito
grande, isso implica no uso de amplificadores. Um alto-falante
constitudo basicamente de quatro elementos: estrutura, cone, bobina
mvel e im.
O cone: normalmente feito de papel, plstico ou metal. Fica preso
estrutura;
A estrutura ou suspenso: um pedao de material flexvel que
permite o cone se mover, e preso armao de metal do suporte, chamado
cesta.
Bobina mvel: fica presa parte mais estreita do cone e presa
cesta pela aranha (um anel de material flexvel). A aranha segura a
bobina em posio, mas permite a ela se mover livremente de um lado
para outro.
FIGURA 4 - Dispositivo de alto-falante tpico, com uma cesta de
metal, im pesado permanente e diafragma de papel
A analogia fundamental simples, dois ims tanto podem se atrair
como se repelir. O que ocorre no alto-falante o mesmo, pois o im
gera um campo magntico fixo, enquanto a bobina, ao ser percorrida
por uma corrente eltrica, tambm gera um campo magntico que tanto
pode se opor quanto se igualar em sentido ao do im. Isto acontece
porque o sinal aplicado bobina do alto-falante de corrente
alternada, assim sendo quando a corrente circula num sentido da
bobina, criado um campo magntico que faz com que a bobina seja
repelida pelo im, e quando a polaridade se inverte faz com que a
corrente que circula no sentido contrrio faz com que a bobina seja
atrada pelo im.
A converso de sinal eltrico para sonoro se d ao prendermos a
bobina em um cone, que por sua vez encontra-se fixo a estrutura. O
movimento da bobina para frente e para traz faz com que o cone, ao
se deslocar, movimente o ar, provocando uma presso sonora. A
freqncia e amplitude desta presso que representa a onda de som
original ditam a taxa e distncia dos movimentos da bobina. Isto, em
troca, determina a freqncia e amplitude das ondas de som produzidas
pelo diafragma. Ou seja, ao se injetar um sinal de um sinal de 1KHz
a um alto-falante, seu cone dever se movimentar 1000 vezes em cada
segundo.
Pode se deduzir, ento, que isso influencia na estrutura de um
alto-falante, j que fica evidente que um alto-falante de grandes
dimenses e elevado peso do conjunto cone + bobina ter dificuldades
de efetuar movimentos rpidos (alta freqncia).Por isto, unidades de
alto-falante dividem uma gama de freqncia:
Woofers
Tweeters
Mid-range
Full-range
3.3 Classificao dos alto-falantes:
Woofer: resposta aos graves (baixas freqncias): so falantes cuja
a faixa de resposta situa-se entre 40Hz e 1KHz aproximadamente.
Suas dimenses e peso so normalmente as maiores dentre todos os
tipos de alto-falante, o que explica sua caracterstica de no
conseguir responder satisfatoriamente as altas freqncias.
FIGURA 5 - Woofer
Mid-range: resposta aos mdios, entre 200Hz e 7KHz
aproximadamente. Apesar de terem uma forma construtiva semelhante
aos dos woofers (ao menos na aparncia), esses alto-falantes so mais
leves, o que possibilita a extenso de sua faixa de resposta em
freqncia.
FIGURA 6 - Mid-range
Tweeters: resposta aos agudos (altas freqncias) sua freqncia
situa-se na faixa de 5KHz, indo at o final da faixa audvel, em
torno de 20KHz.
FIGURA 7 Tweeter
Full-range: resposta ampla caracterizam-se por cobrirem uma
faixa maior que a dos mid-range, normalmente entre 100Hz e 10KHz,
sendo utilizado em sistemas de menor potncia, como ao de sonorizao
ambiente.
Conhecendo a definio de cada tipo de alto-falante fcil concluir
que para se criar uma freqncia mais alta o diafragma tem que vibrar
mais depressa. Isto mais difcil de acontecer com um cone grande por
causa da sua grande massa. Reciprocamente, mais difcil de conseguir
que um cone pequeno vibre lentamente o bastante para produzir sons
muito baixos de freqncia.
Conclui-se, ento, que para se produzir efetivamente um som de
qualidade em mais de uma gama de freqncia, necessrio uma gama
completa de dispositivos especializados. Alto-falantes de qualidade
tero tipicamente um woofer, um tweeter e s vezes dispositivos de
mid-range, todos includos num nico sistema de som.
Claro que, para dedicar cada dispositivo a uma determinada gama
de freqncia, o sistema de alto-falantes precisa primeiro, quebrar o
sinal auditivo em pedaos diferentes: baixa freqncia, freqncia alta
e s vezes freqncias mdias. Este o trabalho do crossover do
alto-falante.
FIGURA 8 - A unidade de crossover tpica de um alto-falante: A
freqncia dividida por indutores e capacitores que dividem os sinais
sonoros para o woofer, tweeter e midrange.
O tipo mais comum de crossover passivo, j que no necessita de
uma fonte de tenso externa, sendo ativado pela passagem do sinal de
som em seu interior. Este tipo de croosover utiliza indutores,
capacitores e alguns outros componentes. Esses capacitores e
indutores s se tornam bons condutores sob certas condies. Um
capacitor administrar muito bem a corrente quando a freqncia excede
um certo nvel, mas a administrar pobremente quando a freqncia
estiver debaixo daquele nvel. Um indutor de age da maneira inversa
s um bom condutor quando a freqncia estiver debaixo de um certo
nvel.
Quando o sinal auditivo eltrico viaja pelo alto-falante
atravessa as unidades de crossover para cada dispositivo. Para
fluir ao tweeter, a corrente ter que atravessar um condensador.
Ento a maior parte da freqncia alta do sinal fluir para a bobina do
tweeter. Para fluir ao woofer a corrente passa por um indutor, e o
dispositivo responder principalmente a baixas freqncias. Um
crossover para o dispositivo de meio-gama administrar a corrente
por um condensador e um indutor, fixando um nvel superior e
inferior.
Tambm existem crossovers ativos que so dispositivos eletrnicos
que escolhem diferentes freqncias de sinal de udio antes que elas
sigam para o amplificador (um circuito de amplificador para cada
equipamento). Os crossovers ativos tm vrias vantagens sobre os
passivos, principalmente porque as gamas de freqncia podem ser
ajustadas facilmente. Gamas de crossover passivos so determinados
pelos componentes do circuito, para muda-los, voc precisa instalar
novos condensadores e indutores. Os crossovers ativos no so to
usados quanto crossovers passivos, j que o equipamento muito mais
caro e voc precisa de muitas sadas amplificadas para os
alto-falantes.
3.4 - Caractersticas gerais dos alto-falantes
Impedncia: a oposio passagem de corrente eltrica que o falante
apresenta a uma dada freqncia, os fabricantes fornecem em catlogo o
dado de impedncia nominal, que deve ser usada para efeitos de
calculo de um sistema de amplificao. Os valores normalmente
encontrados em alto-falantes profissionais so de 8 e 16 Ohm.
Sensibilidade: o nvel de intensidade sonora em db SPL, medido a
1 metro do falante, quando a ele aplicada uma potncia de 1Watt.
Esta medida efetuada em cmara anecica, utilizando equipamentos
especficos para este fim. Os valores encontrados em alto-falantes
profissionais encontram-se na faixa de 90 a 110dbSPL.
Densidade do fluxo magntico: expressa a intensidade do campo
magntico produzido pelo im do alto-falante. Quanto maior for este
valor, maior poder ser a eficincia do transdutor na transformao do
sinal eltrico em presso sonora. Os valores encontrados em
alto-falantes profissionais situam-se na faixa de 15000 a
18000Gauss.
Potncia nominal: o maior valor de potncia, expresso em Watt RMS,
que pode ser aplicado continuamente ao falante, sem que se
verifique um determinado nvel de distoro.
Potncia mxima: o mximo valor de potncia que ser aplicado no
falante, sem que ocorram danos as suas partes eltricas ou mecnicas.
Este valor pode variar dependendo da norma adotada para o teste,
mas situa-se normalmente entre duas a quatro vezes a potncia
nominal.
Freqncia de ressonncia: uma caracterstica mecnica, prpria da
construo do alto-falante; normalmente vai indicar o limite da
resposta em freqncia. nesse ponto que o alto-falante apresentara o
seu mximo valor de impedncia.
Eficincia: a relao entre a potncia acstica que obtemos de um
alto falante e a potncia eltrica a ele entregue, expressa em
porcentagem.
4 - Caixas Acsticas
As caixas acsticas so na maioria sistemas de alto-falantes
confinados em uma caixa.. Tudo nessa unidade mantido na posio
certa, assim os alto-falantes trabalham para produzir o melhor som.
Normalmente as caixas so construdas com madeira pesada ou outro
material slido tem o objetivo de absorver efetivamente a vibrao do
conjunto. A importncia do uso de materiais de qualidade da caixa
acstica pode ser comprovada fazendo-se uma simples experincia: Se
voc colocasse um conjunto de som simplesmente em uma mesa, a mesa
vibraria tanto que abafaria muito o som do alto-falante.
Como conseqncia, o sistema de som em caixas afeta como o som
produzido. Quando olhamos para um alto-falante vemos como a vibrao
do diafragma emite ondas sonoras na frente do cone. Mas, como o
diafragma se move de um lado para outro, e o que acontecer com as
ondas de som na produzidas atrs do cone?
Resposta: Cada caixa acstica tem uma maneira diferente de tratar
essas ondas...
4.1 - Tipos de caixas acsticas:
4.1.1- Caixa Selada:
O tipo mais comum de caixa acstica a caixa selada, tambm chamada
de Caixa de suspenso acstica. Estas so compartimentos completamente
lacrados, para que assim nenhum ar escape. Isto significa que a
onda produzida na parte frontal do cone viaja pelo ambiente
externo, enquanto a onda para produzida atrs s viaja dentro da
caixa. Claro que, desde que nenhum ar pode escapar, a presso de ar
interna constantemente est mudando, quando o conjunto de som se
move para dentro, a presso aumentada e quando o conjunto se move
para fora, diminuda. Ambos os movimentos criam diferenas de presso
entre o ar dentro da caixa e o ar fora da caixa. O ar sempre mover
para igualar nveis de presso, assim o conjunto constantemente est
sendo empurrado para seu estado de equilbrio " posio em que a
presso de ar interna e externa igual.
Segue o esquema:
FIGURA 9 Em uma organizao de alto-falantes em caixa selada, o
diafragma comprime ar na caixa quando se move para dentro e rarefaz
ar quando se move para fora.
Essas caixas so menos eficientes do que outras projetadas porque
o amplificador tem que impulsionar o sinal eltrico para superar a
fora de presso de ar. A fora serve como uma valiosa funo, porm age
como uma fonte para manter o conjunto na posio certa. Isto produz
um som mais apertado, mais preciso.
4.1.2 Caixas Bass Reflex (Reflexo de graves):
Outros projetos de caixas acsticas redirecionam a presso interna
usando a onda de som externa. O modo mais comum para fazer isto
construir uma pequena sada na caixa. Esse projeto denominado: bass
reflex e consiste em: quando o diafragma movimentado para trs, ele
empurra ondas de som para fora da caixa atravs da porta,
controlando o nvel de som global. A vantagem principal deste
projeto a eficincia. A mudana de direo do diafragma usada para
emitir duas ondas de som em lugar de uma. A desvantagem que no h
nenhuma diferena de presso de ar para impulsionar o cone, assim a
produo de som no muito precisa.
Segue-se o esquema abaixo:
Figura 10 - Um bass reflex produz duas ondas de som no conjunto.
Quando o alto-falante se comprime o excesso de presso eliminado
pela sada inferior, e vice-versa, produzindo a Segunda onda.
4.1.3 - Caixas Dipole Passive Radiator (Dipolo Passivo
Radiador)
Projeto bem parecido aos das caixas de bass reflex, mas nessa
unidade a onda gerada atrs do cone no sai pela sada inferior sendo
utilizada para movimentar uma membrana que produz o som. As caixas
passivas so praticamente iguais s demais caixas acsticas, exceto
pelo fato de no possurem uma bobina de eletrom em seus falantes, e
no ser conectado diretamente ao amplificador. Funciona simplesmente
com a fora gerada pelas ondas de som que vm dos alto-falantes
ativos. Esse tipo de caixa acstica mais eficiente do que os modelos
selados e mais preciso do que os modelos de bass reflex.
Alguns projetos de caixas acsticas passivas tm um alto-falante
ativo que est na parte frontral do modelo e um alto-falante passivo
na parte traseira. Este desenho de dipolos difunde o som em todas
as direes, sendo boa escolha para um sistema de Home Theater .
Abaixo segue-se o esquema desta caixa acstica:
FIGURA 11 - A variao de presso causada pelo funcionamento do
alto-falante ativo do conjunto causa o funcionamento de um segundo
alto-falante passivo. Associaes como esta so utilizadas para
espalhar o som em vrias direes.
4.2 - Projetos alternativos
J existem outras tecnologia no mercado, projetos que possuem
algumas vantagens sobre os alto-falantes dinmicos tradicionais, mas
tambm algumas desvantagens. Por isto, eles so freqentemente usados
como unidades de um conjunto de som.
4.2.1 Caixa Eletrosttica
A forma alternativa de caixa acstica mais conhecida a
eletrosttica, tambm chamada de Caixa Plana, ou ainda Flat Speaker.
Estes falantes vibram o ar com um painel de diafragma (membrana)
grande, fina e condutiva. Este painel est suspenso entre dois
outros painis condutivos estacionrios que so carregados com
corrente eltrica. Essa corrente cria um campo eltrico com um plo
positivo e um plo negativo. O sinal sonoro corre atravs do painel
suspenso, trocando rapidamente as cargas positivas e negativas.
Quando a carga for positiva, o painel atirado para o plo negativo
do campo, e quando a carga for negativa, ele se orienta para o plo
positivo do campo.
FIGURA 12 - O diafragma carregado alternadamente com uma
corrente positiva e uma corrente negativa, baseado na variao do
sinal sonoro. Quando o diafragma carregado positivamente, flutua
para a parte dianteira, e quando carregado negativamente que flutua
para a parte traseiro. Deste modo, reproduz o padro registrado nas
flutuaes de ar precisamente.
Deste modo, a membrana vibra rapidamente o ar em sua frente. O
painel tem uma massa baixa, respondendo muito depressa e
precisamente a mudanas no sinal de udio. Isto gera uma reproduo
clara e extremamente precisa. O painel no se move a uma grande
distncia, assim no muito efetivo para a produo de sons mais baixos
de freqncia(graves). Por isto, as caixas planas so freqentemente
emparelhadas a um woofer que impulsiona a baixa gama de freqncia. O
outro problema desses tipos de caixas que elas devem pregadas em
uma parede sendo mais difcil coloc-las em um local....
4.2.2 Planar Magntico
Outra projeto alternativo de caixa o alto-falante planar
magntico (planar magnetic speaker). Estas unidades usam uma longo
tira de metal suspensa entre dois painis magnticos. Eles trabalham
basicamente do mesmo modo como os alto-falantes eletrostticos,
exceto na alternncia de plos positivo e negativos do diafragma
utilizando-se de um campo magntico no lugar de um campo eltrico.
Como os alto-falantes eletrostticos, eles produzem som de alta
freqncia com preciso extraordinria, mas sons de baixas freqncia
esto menos definidos. Por isto, alto-falante planar magntico
normalmente usado como um tweeter.
Estes projetos alternativos esto ficando cada dia mais
populares, mas alto-falantes dinmicos tradicionais ainda so a
tecnologia mais utilizada em todo o mundo. So encontradas em todos
lugares, no s em organizaes de estreo, mas em despertadores,
televises, computadores, fones e toneladas de outros
dispositivos.
5 - Microfones
Um microfone trabalha como nossos ouvidos. Atravs de um
diafragma capta as ondas de som em uma rea codificando esse som em
uma fita ou CD ou outras mdias como um sinal eltrico.
Concluso
Atravs deste trabalho constatamos a importncia dos
amplificadores, caixas acsticas e alto-falantes em nossa cultura,
conclumos que estes equipamentos s vezes to difceis de serem
entendidos esto presentes em nosso cotidiano e podem ser vistos em
quase todos os lugares e no s em grandes eventos. Por exemplo,
temos amplificadores em nossas casas, em nossas mos, s pensarmos
nos celulares, aparelhos de TV e computadores... Constatamos,
tambm, que a alguns anos est acontecendo uma grande evoluo na
Engenharia de udio que conhecamos at ento. Grandes alto-falantes
com pesadas bobinas, antes utilizadas como eletroims sendo
substitudas gradualmente ou associadas com caixas planas da
espessura de uma folha de papel que no deixam nada a desejar para
os antigos falantes dinmicos.... Esse o futuro!!! E difcil imaginar
aonde vai parar essa evoluo.
Referncias Bibliogrficas
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Available from <
http://www.howstuffworks.com/amplifier.htm>. Cited: 03 Apr.
2002.
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2002.
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BARROS, Marcelo. Sobre a Influncia da Carga nos Amplificadores
de Potncia.
Disponvel em . Acesso em 25 mar. 2002.
BORTONI, Rosalfonso. Amplificadores de Potncia.
Disponvel em: . Acesso em 25 mar. 2002.
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