Curso de Som AutomotivoPrograma, o que voc ir aprender: SLEW RATE

ALTO-FALANTES

REATIVOS E OS AMPLIFICADORES DE POTNCIA

AMPLIFICADORES DE POTNCIA

O SOM NO AUTOMVEL

A FORMAO DE UM BOM CONJUNTO DE AUDIO

SONOFLETORES

CAIXAS ACSTICAS

CONSTRUO DE DIVISORES DE FREQUNCIA

Imagem estereofnicaA imagem esterofnica consiste na sensao espacial do som, permitindo ao ouvinte localizar todos os instrumentos e vozes no espao tridimensional. atravs da imagem estereofnica que recriamos, no ambiente de audio, a sensao plena de estarmos participando de uma audio ao vivo. A percepo da imagem estereofnica, que a visualizao auditiva da disposio das fontes sonoras no espao, depende da capacidade que nossos ouvidos tm de reconhecer de onde est vindo determinado som. Isto possvel graas ao efeito binaural, ou seja, a audio com dois ouvidos. O fato do som no chegar simultaneamente aos dois ouvidos, nos permite localizar no espao a fonte sonora mesmo quando no a estamos vendo.A obteno de uma imagem estereofnica perfeita, atravs do emprego de alto-falantes adequados bem como do seu correto posicionamento dentro do veculo, permite vivenciar uma emocionante experincia sonora. No mais nos limitaremos a ouvir os sons, porm passaremos a v-los como se estivssemos ouvindo a gravao ao vivo.Estresse x msicaSistemas com distoro, excesso de rudos e falta de linearidade nas frequncias causa fadiga auditiva podendo aumentar mais ainda o estresse do trnsito.Palavras da musicoterapeuta Maristela Smith: Quanto melhor a qualidade do som, melhor a interao com a msica. Um sistema de udio que d ao usurio a sensao de que se est diante de um concerto ao vivo um belo passo para quem quer evitar o estresse.No basta ouvir, preciso escutar a msica.Qualquer tipo de msica pode combater o estresse do trnsito, do Heavy metal ao clssico cada um tem sua individualidade musica l.

Como escolher seus aparelhos na hora da compra- Geradores (Toca-fitas, CD-Players)Verifique sua resposta de frequncia, ela deve ser a mais plana possvel entre 20Hz e 20.000Hz, isto , deve amplificar a msica com o mesmo ganho em toda a faixa de frequncia audvel;Verifique sua potncia RMS, contnua a 4 Ohms com baixa distoro;Verifique sua distoro harmnica (THD), distoro acima de 1% pode causar fadiga;

Toca-fitas: Funes como procura por incio de msica, Dolby B, alto reverse e controle remoto so muito prticas.Verifique a tenso de sada dos conectores RCA, quanto maior a tenso, mais imune a rudos vai ser seu sistema, d preferncia aos aparelhos que forneam 2Volts ou mais nas sadas RCA;Ateno: A linha Pioneer anterior a 99 (bem como outras marcas) possui cerca de 17 W RMS em 4 Ohms, 50 a 15.000Hz com distoro abaixo de 5% THD. 35 W RMS a potncia mxima com distoro maior que 5%. !!!A nova linha Pioneer 99 com circuitos MOSFET fornece 27W RMS e 45W mximos;

THD THD a distoro causada pela ocorrncia espontnea de harmnicos adicionais no desejados durante a amplificao. Essa distoro poder ser notada pelo ouvido, afetando o som produzido, deixando-o menos natural. A distoro no pode ser totalmente suprimida, j que um fator prprio dos circuitos eltricos de processamento de sinais. Esse fenmeno indesejvel pode ser mantido em nveis mnimos nos sistemas de som que so projetados com qualidade.

SLEW RATE UMA ESPECIFICAO FUNDAMENTAL1. SOBRE A NECESSIDADE DE INTRODUZIR UMA NOVA ESPECIFICAO- Slew-rate, ou taxa de variao, uma especificao das mais importantes em amplificadores e em qualquer circuito de udio, tais como processadores, mesas de som, etc., porm em amplificadores sua importncia maior, devido s altas amplitudes geradas. A no observncia de um valor mnimo de slew-rate pode ocasionar distores bastante desagradveis.- O termo slew-rate originou-se da teoria dos amplificadores operacionais[3], assim que tornou-se clara a necessidade de conhecer a rapidez com que estes circuitos poderiam lidar com os sinais eltricos de grande amplitude.- Nos dias atuais surgiu uma certa controvrsia, entre autores, quanto ao uso do termo slew-rate; alguns[5] sugerindo que fosse substitudo pela quantidade, de fato mais direta, slew-limit. Mas como slew-rate j se encontra bem difundido e para evitar possveis confuses, omitiremos a quantidade slew-limit em favor da mais conhecida slew-rate.- Em nossa descrio, faremos uso de ferramentas matemticas to simples quanto possveis[1]. Para um leitor mais apressado ou no interessado nestas definies, sugiro ir direto ao tpico 3

FUNDAMENTOS ACERCA DA TAXA DE VARIAO- Antes de qualquer coisa necessrio entender o que significa taxa de variao no seu sentido matemtico. Trata-se de um conceito simples mas importante, que faz parte do nosso dia-a-dia. Como exemplo, devemos considerar que a velocidade de um automvel expressa como uma taxa de variao, tal como v = 100km/h Ela significa que a cada hora o automvel varia 100km em sua posio. Uma forma mais elucidativa a interpretao geomtrica. Podemos assim dizer que o espao s (distncia percorrida neste caso) varia como uma funo do tempo t, neste caso 100km a cada 1h.

E podemos expressar por v = S/T , onde significa variao Diz-se que a velocidade a taxa de variao temporal do espao, ou a taxa de variao do espao com respeito ao tempo. Pode ainda ser pensada como a inclinao exibida pelo grfico espao-tempo. No caso deste exemplo, tudo muito simples, pois que a funo linear, ou seja, o grfico uma reta, assim basta substituir

v = (vfinal vinicial)/(tfinal tinicial) = 100km/1h = 100km/h O que conduz ao resultado familiar de 100km/h, uma taxa claramente constante ao longo do tempo. Lembre-se que a funo linear, ou seja, seu grfico uma reta.

Podemos estender o mesmo raciocnio para sinais eltricos. Vamos assim supor um sinal de teste do tipo senoidal, ou aproximadamente, um tom de flauta doce, examinado ao osciloscpio. A imagem que vemos no osciloscpio nada mais do que a representao temporal da tenso (ou seja um grfico tenso-tempo).

Vemos que ela varia sinusoidalmente ao longo do tempo, e podemos provar que ela exatamente uma funo do tipo seno/cosseno, ou uma combinao linear de funes desse tipo. Mas, o mais importante agora perceber que sua taxa de variao no mais linear, mas varia de ponto a ponto, ao longo do tempo, e isso nos impede de utilizar (1.1) a fim de calcul-la

- Porm, lanando mo de ferramentas matemticas poderosas, como o clculo diferencial[1], podemos faz-lo com muita facilidade. Veremos o processo. Consideremos um trecho do grfico. Estamos interessados em conhecer a taxa de variao em um nico ponto. O grfico no uma reta, assim como medir a inclinao de algo que , essencialmente, curvo?A tcnica consiste em se traar uma reta que toca o grfico num nico ponto, o ponto que estamos interessados. A essa reta d-se o nome de reta tangente ao grfico no ponto em questo.

A inclinao desta reta tangente pode ser ento calculada da maneira usual, fornecendo assim, a taxa de variao instantnea da curva, num dado ponto. Observe que no mais possvel falar em taxa de variao apenas, mas em taxa de variao instantnea, pois que para cada ponto da funo teremos um valor diferente. A tcnica de se traar retas tangentes a curvas foi descoberta, pela primeira vez, no sculo XVII, por Sir Isaac Newton e consiste no seguinte processo matemtico.

Dada uma certa curva, representada por uma certa funo f, estamos interessados em conhecer a taxa de variao instantnea (ou inclinao) da curva num certo ponto t, genrico.

Traamos uma reta atravs deste ponto t e de um outro ponto, um pouco t um pequeno acrscimo). A esta reta, que(t ((adiante, que chamaremos t+ fornece a taxa de variao mdia, chamaremos reta secante. A taxa de variao (slew-rate) da reta secante , pela expresso usual (1.1):

- Contudo, esta no uma boa aproximao para a taxa de variao em t, pois ela compreende uma regio relativamente grande. Se diminuirmos progressivamente t, aumentaremos a preciso cada vez mais e chegaremos, no limite em(o acrscimo t(t se aproxima de zero , na inclinao da reta tangente, pois o ponto (que estar infinitamente prximo de t, e assim poderemos, com segurana garantir t)] quase se tocam.(t, f((que, [t, f(t)] e [Matematicamente o processo :

Onde SR a taxa de variao instantnea da curva no ponto t. A operao chamada derivada de f com respeito a t. Aplicando o operador derivada ao sinal senoidal de teste do tipo u(t) = A sen(wt),(que nada mais do que a representao matemtica do sinal de teste da figura 2, onde A representa a amplitude, w a freqncia angular e t o tempo), podemos encontrar todas as taxas de variao possveis para esta funo:d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w- No provaremos a passagem d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w, mas o processo essencialmente o descrito em (1.3); (aos interessados lembramos que aqui foi utilizada a regra da cadeia do clculo diferencial[1], razo pela qual surge um w fora da funo).- Se d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w podemos facilmente encontrar a maior taxa de variao possvel, j que a funo cosseno peridica e tem inclinao mxima (ou mnima) em 0, p, 2p, (ou seja, em hp c/ c/ h N), e esse valor mximo sempre unitrio (1 ou -1); assimu(t) = A sen(wt)d[u(t)]/dt = A cos(wt)wComo o cosseno tem valor mximo em 0, p, 2p,, fazemos t = 0, assim o fator cos(wt) = 1, e substituindo temos:

SR = d[u(t)]/dt = Aw ; em t = 0Como w = 2pf, a equao fica:SR (Amax, fmax) = Amax 2pfmax (1.4)Sendo Amax a amplitude mxima do sinal de teste e fmax a maior freqncia deste sinal. Assim (1.4) representa a maior taxa de variao (slew-rate) possvel para uma tenso que varia sinusoidalmente com o tempo, em funo da amplitude e da freqncia

- Consideremos um trecho do grfico. Estamos interessados em conhecer a taxa de variao em um nico ponto. O grfico no uma reta, assim como medir a inclinao de algo que , essencialmente, curvo?A tcnica consiste em se traar uma reta que toca o grfico num nico ponto, o ponto que estamos interessados. A essa reta d-se o nome de reta tangente ao grfico no ponto em questo. A inclinao desta reta tangente pode ser ento calculada da maneira usual, fornecendo assim, a taxa de variao instantnea da curva, num dado ponto.

- Observe que no mais possvel falar em taxa de variao apenas, mas em taxa de variao instantnea, pois que para cada ponto da funo teremos um valor diferente. A tcnica de se traar retas tangentes a curvas foi descoberta, pela primeira vez, no sculo XVII, por Sir Isaac Newton e consiste no seguinte processo matemtico.Dada uma certa curva, representada por uma certa funo f, estamos interessados em conhecer a taxa de variao instantnea (ou inclinao) da curva num certo ponto t, genrico.Traamos uma reta atravs deste ponto t e de um outro ponto, um pouco adiante, que chamaremos t+Dt (Dt um pequeno acrscimo). A esta reta, que fornece a taxa de variao mdia, chamaremos reta secante. A taxa de variao (slew-rate) da reta secante , pela expresso usual (1.1): (1.2)

Contudo, esta no uma boa aproximao para a taxa de variao em t, pois ela compreende uma regio relativamente grande. Se diminuirmos progressivamente o acrscimo Dt, aumentaremos a preciso cada vez mais e chegaremos, no limite em que Dt se aproxima de zero, na inclinao da reta tangente, pois o ponto Dt estar infinitamente prximo de t, e assim poderemos, com segurana garantir que, [t, f(t)] e [Dt, f(Dt)] quase se tocam.

Matematicamente o processo :- Onde SR a taxa de variao instantnea da curva no ponto t. A operao d[f(t)]/dt chamada derivada de f com respeito a t.- Aplicando o operador derivada ao sinal senoidal de teste do tipo u(t) = A sen(wt),(que nada mais do que a representao matemtica do sinal de teste da figura 2, onde A representa a amplitude, w a freqncia angular e t o tempo), podemos encontrar todas as taxas de variao possveis para esta funo:d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w- No provaremos a passagem d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w, mas o processo essencialmente o descrito em (1.3); (aos interessados lembramos que aqui foi utilizada a regra da cadeia do clculo diferencial[1], razo pela qual surge um w fora da funo).Se d[sen(wt)]/dt = cos(wt)wpodemos facilmente encontrar a maior taxa de variao possvel, j que a funo cosseno peridica e tem inclinao mxima (ou mnima) em 0, p, 2p, (ou seja, em hp c/ h N), e esse valor mximo sempre unitrio (1 ou -1); assim u(t) = A sen(wt) d[u(t)]/dt = A cos(wt)w- Como o cosseno tem valor mximo em 0, p, 2p,, fazemos t = 0, assim o fator cos(wt) = 1, e substituindo temos: SR = d[u(t)]/dt = Aw ; em t = 0- Como w = 2pf, a equao fica: SR (Amax, fmax) = Amax 2pfmax (1.4)

Sendo Amax a amplitude mxima do sinal de teste e fmax a maior freqncia deste sinal. Assim (1.4) representa a maior taxa de variao (slew-rate) possvel para uma tenso que varia sinusoidalmente com o tempo, em funo da amplitude e da freqncia.

Consideremos um trecho do grfico. Estamos interessados em conhecer a taxa de variao em um nico ponto. O grfico no uma reta, assim como medir a inclinao de algo que , essencialmente, curvo?- A tcnica consiste em se traar uma reta que toca o grfico num nico ponto, o ponto que estamos interessados. A essa reta d-se o nome de reta tangente ao grfico no ponto em questo. A inclinao desta reta tangente pode ser ento calculada da maneira usual, fornecendo assim, a taxa de variao instantnea da curva, num dado ponto.

Observe que no mais possvel falar em taxa de variao apenas, mas em taxa de variao instantnea, pois que para cada ponto da funo teremos um valor diferente. A tcnica de se traar retas tangentes a curvas foi descoberta, pela primeira vez, no sculo XVII, por Sir Isaac Newton e consiste no seguinte processo matemtico.Dada uma certa curva, representada por uma certa funo f, estamos interessados em conhecer a taxa de variao instantnea (ou inclinao) da curva num certo ponto t, genrico.Traamos uma reta atravs deste ponto t e de um outro ponto, um pouco adiante, que chamaremos t+Dt (Dt um pequeno acrscimo). A esta reta, que fornece a taxa de variao mdia, chamaremos reta secante. A taxa de variao (slew-rate) da reta secante , pela expresso usual (1.1):

Contudo, esta no uma boa aproximao para a taxa de variao em t, pois ela compreende uma regio relativamente grande. Se diminuirmos progressivamente o acrscimo Dt, aumentaremos a preciso cada vez mais e chegaremos, no limite em que Dt se aproxima de zero, na inclinao da reta tangente, pois o ponto Dt estar infinitamente prximo de t, e assim poderemos, com segurana garantir que, [t, f(t)] e [Dt, f(Dt)] quase se tocam.

Matematicamente o processo : - Onde SR a taxa de variao instantnea da curva no ponto t. A operao d[f(t)]/dt chamada derivada de f com respeito a t.- Aplicando o operador derivada ao sinal senoidal de teste do tipo u(t) = A sen(wt),(que nada mais do que a representao matemtica do sinal de teste da figura 2, onde A representa a amplitude, w a freqncia angular e t o tempo), podemos encontrar todas as taxas de variao possveis para esta funo:d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w- No provaremos a passagem d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w, mas o processo essencialmente o descrito em (1.3); (aos interessados lembramos que aqui foi utilizada a regra da cadeia do clculo diferencial[1], razo pela qual surge um w fora da funo).Se d[sen(wt)]/dt = cos(wt)w podemos facilmente encontrar a maior taxa de variao possvel, j que a funo cosseno peridica e tem inclinao mxima (ou mnima) em 0, p, 2p, (ou seja, em hp c/ h N), e esse valor mximo sempre unitrio (1 ou -1); assim u(t) = A sen(wt) d[u(t)]/dt = A cos(wt)w- Como o cosseno tem valor mximo em 0, p, 2p,, fazemos t = 0, assim o fator cos(wt) = 1, e substituindo temos: SR = d[u(t)]/dt = Aw ; em t = 0Como w = 2pf, a equao fica: SR (Amax, fmax) = Amax 2pfmax (1.4)- Sendo Amax a amplitude mxima do sinal de teste e fmax a maior freqncia deste sinal. Assim (1.4) representa a maior taxa de variao (slew-rate) possvel para uma tenso que varia sinusoidalmente com o tempo, em funo da amplitude e da freqncia.APLICANDO AS DEFINIES - A expresso (1.4) nos revela que o slew-rate uma funo a duas variveis e estas variveis esto intimamente relacionadas a dois fatores essenciais em amplificadores:1. A mxima amplitude do sinal.2. A maior freqncia possvel (ou largura de banda). Essas dependncias podem ser facilmente relacionadas pela expresso (1.4).

- necessrio que os circuitos eltricos que iro processar o sinal sejam capazes de manipular essas variaes no tempo, mais precisamente, que eles sejam suficientemente rpidos para no alterarem o sinal original. Na figura 6 podemos ver como um sinal modificado por um circuito que possua um slew-rate inferior ao do prprio sinal.Caso a taxa de variao do sinal a ser amplificado/processado seja maior do que a taxa mxima de variao do circuito, teremos o que se usualmente se chama de distoro por limitao do slew-rate. A forma original da onda tende a um formato triangular, como pode ser visto na figura, e componentes que no existiam no sinal original iro se somar e aparecer na sada. A superposio (combinao linear) da fundamental com os componentes harmnicos iro formar a onda distorcida e esta pode ser extremamente desagradvel para os ouvidos. A condio para que isso no ocorra - Internacionalmente, adota-se como um bom padro de engenharia uma SR quatro vezes superior ao que seria matematicamente necessrio.No mostraremos aqui porque os circuitos amplificadores so limitados em termos de taxa de variao. Esta anlise exige alguma teoria de circuitos eltricos e no nossa inteno no momento.- Ao invs disso, vamos apontar as conseqncias mais diretas desse tipo de distoro e a importncia de se ter valores apropriados de slew-rate, a fim de evitar esses transtornos. Essencialmente, as necessidades no sero sempre as mesmas j que, como vimos, a SR exibe uma

dependncia com a amplitude mxima e com a freqncia mxima a ser respondida pelo amplificador (ou outro equipamento qualquer de udio). Veremos alguns exemplos

Exemplo 1:- Um amplificador tem que responder, para que atinja sua potncia mxima, a uma amplitude de 10Vp e possui uma SR = 0,5V/us. Qual a maior freqncia com que ele poder trabalhar sem exibir distoro por limitao de slew-rate?

A condio dada por (2.1):

E podemos manipular (1.4) para obteronde as dimenses so:slew-rate em Volts/microsegundo: [SR] = V/us,amplitude mxima = tenso de pico em Volts: [Vp] = Ve freqncia em Hertz: [f] = Hz.O fator 10^6 que aparece no numerador necessrio para que se possa exibir o resultado nas unidades usuais. Inserindo estes valores em (2.2), obtemos:

Vemos assim que esse amp no poder responder (em 10Vp) a nenhum sinal com freqncia maior do que 7,96kHz sem sofrer distoro. O procedimento inverso tambm vlido, pois podemos fixar a largura de banda que julgarmos conveniente e calcular qual a amplitude mxima teramos disponvel, sem distoro, na sada. Manipulando (2.2), obtemos:

Supondo que uma largura de banda de 20kHz nos seja apropriada. Assim como antes, inserimos os valores em (2.3) para obter:- No podemos utilizar este amp com uma tenso de sada maior do que 3,98Vp, sob pena de existir distoro no sinal de sada; isto claro, se quisermos utiliz-lo at uma freqncia de 20kHz.Vamos agora aplicar estes resultados a amplificadores tpicos do udio profissional.

Exemplo 2:- Um amp de 1.000Wrms/canal @ 2W ser utilizado num trabalho full-range, com banda passante de 20kHz. Qual a slew-rate necessria?Se ele desenvolve 1.000Wrms @ 2W, ento devemos calcular a amplitude mxima de um sinal de teste senoidal presente em sua sada. Manipulando a lei de Ohm, obtemos: No entanto a tenso assim obtida a tenso eficaz ou rms. Nesse caso, nos interessa a tenso de pico (lembrando que as tenses medidas em multmetros comuns sempre so exibidas em valores rms, para um sinal permanente senoidal). Assim devemos multiplicar o resultado por (2)1/2.

Inserindo os dados, obtemos: Utilizando diretamente (1.4) e inserindo os valores, obtemos: Internacionalmente, recomendado que esse valor mnimo seja multiplicado por 4, obtendo assim: 31,7V/us, mas acredito que o dobro j seja o suficiente para garantir total ausncia de distoro por limitao de slew-rate, assim ~15V/us j seria um timo valor.- Atravs destes exemplos fica claro que slew-rate no uma especificao do tipo quanto mais, melhor, basta termos um valor coerente com a aplicao a que se destina o amp (funo da amplitude mxima e da freqncia mxima). Um eventual acrscimo no carecer de qualquer significao[2].- Tabelas podero ser elaboradas pelos leitores a fim de verificar a melhor faixa de atuao de seus amps, bem como conferir as especificaes de um novo equipamento a ser adquirido, para certificar-se que o mesmo se adequar as suas necessidades. Para tanto, basta utilizar as frmulas que foram aqui deduzidas, consultar os exemplos resolvidos e praticar um pouco de matemtica.- Para finalizar, devo acrescentar que verifiquei, ao longo de algum tempo, que em alguns comerciais e artigos envolvendo amplificadores tem-se dito que um certo amp possua um alto slew-rate por empregar uma baixa (ou alta) taxa de realimentao negativa. Esse argumento, naturalmente, no possui o menor fundamento. Neste artigo no daremos uma demonstrao rigorosa (quem sabe num artigo futuro), mas podemos, qualitativamente, analisar o fato.- A realimentao negativa no tem como interferir na taxa de variao ou na largura de faixa para grandes sinais[4]. At que a tenso de sada varie, no h sinal de realimentao e nenhum benefcio (ou sacrifcio) devido realimentao negativa pode ser obtido. Esse simples raciocnio pode ser reforado com a idia de que a malha de realimentao s pode amostrar um evento que j ocorreu! Assim a realimentao negativa, to necessria em outros aspectos, tem pouca influncia no domnio temporal.

MEDIO DE PARMETROS THIELE-SMALL INTRODUO- Antes de iniciar um projeto de construo de sonofletores necessrio conhecer os parmetros mais importantes do falante que definem o seu comportamento em baixas freqncias.Esses parmetros, conforme definidos pela teoria de Thiele-Small, so:

Vas = Volume equivalente do falanteQts = Fator de Qualidadefs = freqncia de ressonncia.- Estas grandezas costumam apresentar bastante variao entre marcas e modelos diferentes de falantes, mesmo entre os de igual dimetro e freqncia de ressonncia. Como os projetos de caixas acsticas so sensveis a mudanas (mesmo reduzidas) nestes parmetros no conveniente iniciar algum projeto sem haver antes determinado os valores destas grandezas.- Tambm necessrio medi-los quando se pretende usar projetos de construo j prontos e para os quais no haja indicao precisa do modelo e marca do falante apropriado. Nesses casos, conhecendo os parmetros Vas, Qts e Fs, possvel a adaptao do projeto para extrair o mximo de suas caractersticas.- O emprego em um projeto de qualquer outro falante que no o corretamente especificado atravs do uso dos parmetros Thiele-Small, invalida os dados da construo e arrisca os resultados a serem obtidos.

Um pouco de teoria - Os parmetros j referidos foram derivados das constantes eletromecnicas dos falantes para facilitar a anlise das caractersticas dos diferentes falantes, e no podem ser medidos diretamente por instrumentos, excetuando-se a freqncia de ressonncia.- Portanto necessitamos antes determinar outras grandezas e obter Vas e Qts atravs de clculos posteriores. Para a determinao de Vas a primeira grandeza a ser medida a complincia mecnica, Cms .- A complncia mecnica corresponde ao inverso do que se poderia chamar de rigidez mecnica, grosseiramente correspondendo ao que se poderia chamar de maior ou menor facilidade de movimentao do diafragma do falante. A complincia mecnica Cms calculada atravs da aplicao de uma fora conhecida sobre o cone do falante e medindo-se o deslocamento resultante.- O valor de Cms dado pela relao entre esse deslocamento e a fora aplicada, esta podendo ser obtida por meio de uma massa conhecida colocada sobre o diafragma do falante, mantendo-se este na horizontal e com o eixo orientado verticalmente.Cms = deslocamento/foraou:Cms = X/ (9,8 x M)onde: X = deslocamento em metrosM = massa adicionada em quilogramas- A partir da complincia mecnica Cms possvel calcular a complincia acstica Cas, que corresponde ao valor de Cms multiplicado pelo quadrado da rea efetiva do diafragma, ou seja:Cas = Cms x Sd2onde Sd corresponde area efetiva do cone do falante, sendo calculada por meio de seu dimetro:

Onde d = dimetro do cone do falante.Conhecendo Cas, calcula-se o volume equivalente por:onde: Vas = Volume equivalente em metros cbicos= Densidade especfica do ar (1,18 Kg/m3)c= Velocidade do som no ar (aproximadamente 345m/s)- Existe outro mtodo muito empregado para o clculo de Vas, o qual consiste no emprego de uma caixa de volume conhecido. Primeiramente mede-se a ressonncia do falante ao ar livre e posteriormente na caixa. Este tipo alternativo de determinao de Vas ser explicado pormenorizadamente mais adiante e torna-se til inclusive para verificao do acerto das medies tomadas pelo primeiro mtodo.Muitos autores recomendam este mtodo por ser considerado mais preciso.

J o valor de Qts calculado atravs do levantamento de pontos da curva de impedncia do falante. Aps a determinao da freqncia de ressonncia fs procuram-se duas outras freqncias, f1 e f2, uma acima e outra abaixo de fs. Veja a figura 1, que mostra a curva caracterstica de um falante nas vizinhanas da ressonncia.Vamos precisar das seguintes definies:

Re: resistncia corrente contnua da bobina mvel;Rs: impedncia (valor anlogo resistncia, porm em corrente alternada) do falante na freqncia de ressonncia fs;f1: freqncia abaixo de fs;f2: a freqncia acima de fs;

As freqncias f1 e f2 so aquelas nas quais a impedncia do falante vale:O fator de qualidade Qts pode ser dividido em duas partes distintas, uma dependente de grandezas mecnicas:

Qms: fator de qualidade mecnico, e outra dependente de grandezas eltricas;Qes: fator de qualidade eltrico.O valor de Qms obtido por:

O valor de Qes definido por:

Para obtermos Qts podemos relacionar Qms e Qes da seguinte forma:

Portanto, teremos o indice de mrito total, Qts dado por:

ROTEIRO DE MEDIESDeterminao da complincia mecnica Cms- Obtm-se a complincia mecnica medindo-se a excurso do cone entre a posio de repouso e a posio para a qual o cone deslocado com a adio de uma massa conhecida.- Esta massa pode ter de 0,25 kg at 0,50 kg, usando-se por exemplo pesos de lato. A excurso no deve ser demasiado grande, para no ser atingida a regio no linear da suspenso, sendo de no mximo 0,5 cm para falantes grandes e de 0,2 ou 0,1 cm para falantes menores. No devem ser usados pesos de metal ferromagntico, pois isto perturbaria a medida.A partir da medida feita com um paqumetro, podemos calcular:Cms = dX/ (9,8 x dM)onde:dX = deslocamento em metrosdM = massa adicionada em quilogramas

Determinao da freqncia de ressonncia (fs)

Usa-se nesta medida um oscilador, um milivoltmetro de udio e ainda uma resistncia de aproximadamente 500 ohms a 1 kohm conectada entre o oscilador e o altofalante em teste. A resistncia usada para transformar a sada do oscilador, quando sob carga, em uma fonte de correnteconstante. Veja o arranjo na figura 2

O alto falante deve, de preferncia, encontrar-se em rea livre, sem paredes ou cho a menos de 1metro de distancia. Nestas condies faz-se uma varredura em torno das freqncias onde se acredita estar a ressonncia e efetuada a leitura da freqncia em que o voltmetro apresente o maior valor. Esta a freqncia de ressonncia fs do alto falante.Determinao do fator de qualidade (Qts)

Para o clculo de Qts necessrio primeiramente calcular o valor de resistncia da bobina mvel. Esta medida pode ser tomada por um ohmmetro comum. Chamaremos a este valor de Re.Montamos agora o circuito da figura 3.

Para a freqncia de ressonncia fs anota-se o valor da corrente e da tenso presentes. conveniente manter a tenso em 1 volt, que um valor padro para este tipo de medio.Calcula-se agora a impedncia Rs do falante na ressonncia.Rs=Vs/Is, onde:Vs= Valor da tenso nos terminais do falante na ressonncia, em volts;Is= Valor da corrente absorvida pelo falante, em amperes.

Agora, vamos achar as freqncias f1 e f2 para as quais a impedncia do falante seja:

sendo f1 menor que f2Como I = V/R, ento a corrente esperada nos pontos f1 e f2 ser:

Se mantivermos V= 1volt durante o transcorrer desta medio ento bastar achar as freqncias f1 e f2 para as quais a corrente seja:

A tenso no necessita ser obrigatoriamente a especificada acima, porm muito importante que seja exatamente sempre a mesma ao variar o oscilador entre fs , f1 e f2. Durante a varredura de freqncias a tenso tende a variar bastante, portanto importante estar atento.Calcula-se Qts por:

ou, aplicando os valores das grandezas, e sendo DX=X2-X1: onde: X2 X1 o deslocamento medido do cone de cm; DM a massa adicionada ao cone;d o dimetro efetivo medido do coneb) ATRAVS DE MEDIDAS TOMADAS COM O USO DE UMA CAIXA DE VOLUME CONHECIDO.

Esta srie de medies poder ser feita com a ajuda de uma caixa fechada ou sintonizada a uma freqncia determinada. Neste exemplo vamos utilizar uma caixa fechada.Dispondo-se de uma caixa bem selada, sem qualquer revestimento interno, com volume conhecido Vb, que esteja entre 20 e 50 litros, deve-se repetir os clculos dos valores da freqncia de ressonncia, a qual chamaremos agora de fb e do seu fator de qualidade, que chamaremos de Qtb.

Calculamos Vas por:

Outra frmula mais simplificada que pode ser usada :

Nesta frmula estamos supondo que o valor das massas acsticas envolvidas no variou substancialmente ao ar livre e na caixa, simplificao essa que introduz um certo erro no clculo, mas que por outro lado, facilita a medio.Ressalte-se que, para esta medio o altofalante ser posicionado na caixa em um orifcio de tamanho coerente com o seu dimetro e deve ser mantido bem pressionado contra esta, a fim de serem evitadas as fugas de ar. No se deve esquecer de considerar a influncia do volume do alto-falante em relao ao volume da caixa. Assim, se este estiver por dentro do orifcio do painel o volume estimado do mesmo ser subtrado do volume da caixa.

VERIFICAO DAS MEDIDAS - Se na medio anterior foram usados tanto o mtodo a quanto o mtodo b, isto ser til para a verificao da correo das demais medies.Calcula-se novamente Vas atravs da frmula acima, cujo resultado deve coincidir com o valor anterior.- Discrepncias menores que 10% no necessitam ser levadas em conta. Para discrepncias maiores recomenda-se refazer as medies.Ressalte-se que pelo mtodo b obtem-se os valores mais precisos pois a medida do dimetro efetivo do cone no to fcil quanto possa parecer princpio, tornando pois os valores calculados mais sujeitos a erros.- A esse respeito importante observar que um erro qualquer na medida de d amplificado de 4 vezes ao ser calculado o valor de Vas.

Os valores de f1 e f2 obtidos devem satisfazer igualdade:

Em caso de discrepncia conveniente repetir o processo at ter-se certeza dos valores medidos. Note que o clculo de fs a partir da frmula acima mais preciso do que a medio direta. Isto acontece porque a indicao do voltimetro varia relativamente pouco nas vizinhanas de fs, induzindo a erro facilmente. Portanto em caso de dvida adote o valor de fs calculado.

Determinao do volume equivalente (Vas)Vas pode ser determinado por dois mtodos diferentes: a) Atravs de Cms

Sendo:onde:Cas= complincia acstica;Cms= complincia mecnica;Sd = rea efetiva do conee

onde:= densidade do ar (1,18 kg/m3);c = velocidade do som no ar (aproximadamente 345 m/s)

Para a aplicao destas frmulas s nos falta medir Sd. A rea efetiva do cone dada por: onde d o dimetro efetivo do cone.O dimetro efetivo d medido diametralmente de um ao outro lado do cone, tendo-se o cuidado de tomar a medida a partir dos centros da borda flexvel que prende o cone carcaa do alto- falante.Portanto, a frmula para o clculo de Vas que ser usada : EXEMPLO DE MEDIES E CLCULOS- Para exemplificar o mtodo exposto, vamos utilizar um falante de vinte centmetros, comumente encontrado no comrcio. O equipamento usado pelo autor nesta medio constou de um gerador de udio digital, multmetro, paqumetro e um amplificador de udio, para aumentar o nvel de sinal.Medio da resistncia da bobina mvel. Aparelho usado: Multmetro; Valor medido: Re = 5,9 ohmsMedio da freqncia de ressonncia Aparelhos usados: gerador de udio, multmetro (escala 2 V, alternada) e resistncia de 470 Circuito usado:conforme a figura 2. Valor medido: fs = 52 Hz- O valor de fs encontrado nesta medio serve mais como referncia, uma vez que o mtodo usado no apresenta muita preciso. Neste exemplo o valor da freqncia pode ser variado de 51 a 53 Hz sem alterao significativa do valor mostrado pelo voltmetro.

Obteno de Qts

Aparelhos usados: gerador, multmetro (escala 10 V alternada), outro multmetro (escala 250 mA, alternada),Circuito utilizado:conforme a figura 3.Valores medidos: Na freqncia de 52 Hz, com o voltmetro ligado diretamente nos bornes do falante (para evitar a interferncia da queda interna do aparelho usado como miliampermetro) e medindo 1V foi lida a corrente de 35,5 mA.

Durante esta leitura pode-se aproveitar para validar o valor de fs , pois na freqncia de ressonncia, ao manter-se a tenso constante, o valor da corrente deve ser mnimo.Temos:

O valor da corrente nas freqncias f1 e f2 ser:

Ajustamos agora o gerador de forma a obter em duas freqncias diferentes, acima e abaixo de fs a corrente de 77 mA com tenso constante de 1V. Este procedimento bastante delicado, pois no muito simples acompanhar a variao de dois aparelhos indicadores ao atuar-se em um terceiro, mas com um pouco de calma e habilidade esta dificuldade contornada.Obtivemos: f1 = 35 Hz e f2 = 78 Hz

Para avaliar a preciso dos resultados fazemos a prova:Caso no os valores no coincidam por pequena margem, adote o valor de fs como o resultado do clculo acima, pois a determinao de f1 e f2, se bem feita, mais precisa.

Caso contrrio, repita estas medies.Valor obtido de Qts:

Obteno de Vas

Aparelhos usados: paqumetro e pesos de chumbo com massas conhecidas (podem ser os normalmente usados em redes de pesca) e com pesos determinados em balana de preciso.

Medida do paqumetro ao centro do cone: x1 = 1,955 cm

Nova medida com o cone lastreado com 282 g: x2 = 2,110 cm

Dimetro efetivo do falante (medido de centro a centro da suspenso do cone): 16,7 cm

Obteno de Vas:

Logo Vas = 37 litros.

REATIVOS E AMPLIFICADORES DE POTNCIA SOBRE A INFLUNCIA DA CARGA NOS APLIFICADORES DE POTNCIA;O objetivo do presente artigo de esclarecer um assunto ainda bastante obscuro no meio profissional. Felizmente temas como: fator de amortecimento, distoro, potncia, entre outros, j so assuntos devidamente esmiuados.No entanto, em pouco conhecimento permanece o fato de que os amplificadores interagem com as suas cargas e tm seu comportamento grandemente influenciado por elas. Uma destas formas de interao ocorre quando alimentamos impedncias fortemente reativas, ou seja, justamente as cargas que todos ns utilizamos: os alto-falantes.A iniciativa motivada por um quadro preocupante: poucos amplificadores so bons nesse aspecto (conforme j citado e brevemente comentado pelo Prof. Homero Sette Silva em Backstage). Distoro harmnica, instabilidade e at queima do estgio de sada so comuns. O principal objetivo deste texto, levar compreenso bsica do fenmeno atravs de uma explanao simples, no pretendendo ser definitiva ou completa; visa elucidar o leitor, profissional de udio ou no, de modo que se tenha sempre em mente esse fato ao adquirir-se uma ferramenta to bsica como um amplificador de potncia. Todavia, para que se compreenda bem este assunto, convm comear do incio e seguir passo a passo o caminho que leva at ele.Uma primeira anlise da amplificao cargas resistivas A grande maioria dos amplificadores de potncia modernos trabalham na configurao amplificador de tenso, isto , produzem na sada uma tenso que proporcional quela aplicada em sua entrada e que representa o programa de udio. Esta tenso de sada tem usualmente grandes amplitudes de modo a gerar uma corrente tambm de grande amplitude ao percorrer-se uma carga de valor hmico muito baixo, como alto-falantes por exemplo. Naturalmente, a impedncia de sada de tais geradores (amps) deve ser bem mais baixa do que a impedncia da carga, de outra maneira no seria possvel gerar correntes de grandes amplitudes.Considera-se, agora, um amplificador (fictcio e que no se refere nenhuma marca) recebendo um sinal senoidal e alimentando uma carga puramente resistiva[1], ou seja, que no possui reatncia (que caracteriza um comportamento reativo). Neste caso especial a carga aproveita toda energia fornecida pelo gerador (dissipa potncia por efeito Joule, ou seja, toda energia transformada em calor).Tal fato ocorre porque que num circuito puramente resistivo no h atraso ou defasagem entre a onda de tenso e a onda de corrente, nesse caso, ambas senoidais; isso porque resistores no acumulam energia como os indutores e os capacitores, terminando por no interferirem nas formas de onda relativamente ao tempo (na verdade a explicao mais profunda e como tantas mais que veremos adiante no caberiam na proposta deste artigo. Vamos limitar-nos portanto uma abordagem mais simples).Como resultado, a potncia consumida por uma carga puramente resistiva pulsante e sempre positiva, pois num mesmo instante a tenso e a corrente so positivas ou negativas (produto de 2 positivos ou 2 negativos = sempre positivo), lembrando que a carga est sendo percorrida por uma corrente alternada e senoidal.A interpretao de potncia positiva diz-nos que o receptor est consumindo a potncia fornecida pela fonte. Potncia sempre positiva significa portanto que a carga comporta-se sempre como um receptor, consumindo a potncia fornecida pela fonte (amplificador), que por sua vez, comporta-se sempre como um gerador.Neste caso, como j foi visto, 100% da energia fornecida carga convertida em calor por efeito Joule. Essa situao extremamente confortvel para o amplificador, visto que ele no toma conhecimento da carga, exceto pelo fato de estar fornecendo energia; contudo pode-se dizer que nesse caso no h interao com a carga, o desempenho do amplificador fica sendo apenas funo dele prprio, importando muito pouco pois, a carga.

OS ALTO FALANTES

Mas afinal no se utilizam

amplificadores de potncia para alimentar resistores, mas sim para alimentar alto-falantes. justamente neste momento que o processo torna-se mais complicado. Os alto-falantes modernos so componentes eletrodinmicos que, conforme demostrou Neville Thiele, tm um comportamento idntico (do ponto de vista eltrico) ao de um circuito ressonante paralelo do tipo RLC [2], que pode ser visto na figura 2.O trabalho de Thiele, intitulado Loudspeakers in Vented Boxes posteriormente ampliado por Richard Small em sua tese de doutorado, constitui atualmente o principal pilar em que se apoiam as tcnicas de anlise de alto-falantes e caixas acsticas, conhecido como Teoria de Thiele-Small.Aqui no circuito equivalente pode-se divisar dois lados envolvidos, o do amplificador representado por Eg e pela sua resistncia interna Rg (que responsvel pelo valor do fator de amortecimento do amplificador) e o lado do alto-falante em que se encontra RE representando a resistncia do fio que constitui a bobina mvel e Le que representa a indutncia dessa mesma bobina.Na seqncia deparamo-nos com as quantidades Res, Lces e Cmes que so as caractersticas mecnicas do alto-falante (resistncia mecnica, complincia e massa mvel). Esses parmetros mecnicos esto, pelo conceito da dualidade, refletidos no seu circuito equivalente eltrico, podendo ser assim analisados de maneira mais fcil.

CIRCUITOS REATIVOS DEFINIO E ANLISE DA POTNCIADefine-se como reativo qualquer circuito que apresente capacitncia ou indutncia, ou ainda ambos os efeitos combinados.Capacitncia a propriedade apresentada pelos capacitores. Estes, por sua vez, so dispositivos que armazenam energia na forma de um campo eltrico. Analogamente, indutncia a propriedade dos indutores que tambm armazenam energia, porm na forma de um campo eletromagntico.Ao contrrio dos resistores, nos capacitores (e nos indutores) ocorre uma defasagem ou atraso entre as ondas de corrente e tenso. Se for aplicado um certo valor de tenso em corrente contnua, observar-se- que o capacitor leva um certo tempo para carregar-se e atingir o mximo valor da tenso entre seus terminais.Lembre-se que variando a freqncia varia junto o tempo necessrio para que ela complete um determinado ciclo. Usando a notao de freqncia angular um perodo sempre ter 360, meio perodo 180, etc, independente da freqncia que tiver o sinal senoidal, simplificando bastante as coisas.Agora, assim como foi feito para um circuito resistivo, analisa-se a potncia num circuito capacitivo. O amplificador, que recebe um sinal senoidal, alimenta uma carga puramente capacitiva (que pode ser um simples capacitor). Atravs da expresso p(t)=v(t)i(t) pode-se levantar ponto a ponto o grfico da potncia instantnea na carga, ficando como mostra a figura 4.

OS ALTO FALANTES COMO COPONENTES RATIVOS E IMPEDNCIA COMPLEXAReferindo-se novamente ao grfico da curva de impedncia e de fase de um alto-falante ao ar livre (fig 5), concentremo-nos na curva de fase que ao assumir ngulos negativos at -90, denotar comportamento capacitivo, sendo puramente capacitivo se o ngulo for exatamente -90 (analogamente ser indutivo para ngulos positivos).

V-se no grfico que o ngulo assume vrios valores no chegando, porm exatamente -90 (ou +90). Isso revela a existncia de uma parte resistiva, ou matematicamente, parte real, responsvel pela gerao da potncia ativa, que dissipa energia.A parte reativa, que em matemtica chama-se imaginria (tal nomenclatura utilizada na especialidade matemtica que trata dos chamados nmeros complexos), a responsvel pela gerao da potncia reativa e no aproveita nenhuma energia fornecida pelo gerador, ou seja, no dissipa potncia, mas apenas troca energia com o gerador.Essa uma das maneiras de definir-se impedncia, que por sua vez, um nmero complexo. Este possui uma quantidade real que representa uma resistncia e uma quantidade imaginria, representando esta, uma reatncia. A soma vetorial das duas partes do nmero complexo conhecida como mdulo da impedncia.Tipicamente em alto-falantes o mdulo da impedncia vale 4 ou 8 Ohms, para freqncias prximas da segunda freqncia de ressonncia. Como concluso, o alto-falante na maior parte das freqncias reativo, ou seja, existe impedncia complexa (ngulo de fase diferente de zero), havendo portanto potncia ativa e reativa coexistindo.J foi demostrado que potncia ativa dissipa energia, mas potncia reativa somente a troca com o gerador. Assim sendo, o falante aproveita apenas uma parcela da energia fornecida pelo gerador, pois somente a parte resistiva da carga dissipa potncia. Pode-se concluir que quanto mais a curva afasta-se do eixo zero, mais reativo ser o alto-falante e mais energia ser trocada com o gerador, em detrimento de uma cada vez menor parcela resistiva, que eficazmente aproveita potncia.Esta a chave para a compreenso deste artigo. Se como carga usar-se alto-falantes, sempre haver uma parte dela trocando energia com o amplificador, exceto apenas nas freqncias de ressonncia em que o comportamento puramente resistivo.

E COMO FICAM OS AMPLIFICADORRESExige-se portanto que o amplificador lide com essa troca de energia (no h como evitar) que, por sua vez, representa um esforo bem maior do que simplesmente fornecer potncia, havendo a necessidade de absorver-se a energia da descarga do circuito reativo, que a carga. possvel agora, analisar o que pode acontecer ao sinal de udio e ao prprio amplificador.

DISTORO Os estgios de sada dos amps de grande potncia quase sempre operam em push-pull e em simetria complementar (ou quase complementar em alguns circuitos), ou seja, existem dois braos ou lados, cada um contribuindo com um semiciclo da onda de corrente e de maneira alternada (estgios classe B e AB), de modo a refazer o sinal de udio na sada (figura 6). Se o circuito no tiver um projeto bem elaborado, o esforo adicional provocado pela absoro de energia que retorna da carga far com que o sinal no seja coerentemente amplificado e a onda de sada no mais corresponder onda de entrada, pois apresentar distoro.Os tipos de alteraes geradas no udio pelo amp mal projetado e/ou dimensionado que opere nessa condio, so difceis de prever-se e muito sujeito s condies do uso/teste e da topologia do circuito, porm a presena de distoro harmnica deve ser considerada.Pode-se verificar tambm que a alta impedncia de sada (ou baixo fator de amortecimento) de alguns amps dificulta o desvio das ondas de descarga para um terra ac (+Vcc e -Vcc). A resistncia interna alta faz com que a onda de descarga permanea na sada do amplificador, sobrepondo-se onda original e gerando colorao ou distoro.Na figura 6, pode-se ver um exemplo simples de estgio de sada em classe B, e o desenvolvimento das tenses e correntes (apenas para ac). A incapacidade de lidar com o esforo (troca de energia) pode levar o amplificador a um estado de total incoerncia de funcionamento. Oscilao possvel, bem como a queima do estgio de sada.

SUBDIMENSIONAMENTO No caso da queima a causa pode ser simplesmente fadiga excessiva quando a etapa de sada atinge seus limites operacionais. Observe que essa situao de limites poderia ser alcanada com uma simples carga resistiva, bastando que para isso o amplificador fosse muito exigido ou que o valor hmico fosse muito baixo. Porm, a carga fortemente reativa far com que essa extrema fadiga ocorra com muito mais facilidade, obtendo como resultado (muito provvel) a possibilidade de queima do estgio de sada.Esse quadro comum em amps que foram dimensionados a partir de uma carga resistiva. Como foi visto, existe uma enorme diferena entre uma carga resistiva de 2 ohms e outra reativa, tambm com 2 ohms. No caso da primeira o gerador apenas fornece potncia, sendo submetido a um certo esforo, porm no caso da segunda existe, alm desse esforo, outro adicional a que o estgio de sada ter que se submeter para dissipar a energia devolvida pela carga reativa, consequentemente a etapa aquecer mais e exigir um dimensionamento mais avantajado e cuidadoso.Deve-se considerar tambm que em cargas resistivas o valor hmico (no exemplo 2W) fixo, o que no acontece com cargas reativas (como alto-falantes), nesse caso, o mdulo da impedncia varia com a freqncia (consultar a fig. 5), podendo atingir valores bem inferiores a 2W. Normalmente dimensiona-se um amp a partir de uma carga resistiva sem levar em considerao que falantes e caixas acsticas so extremamente reativos; o estgio fica assim subdimensionado e corre srio risco de queima; para o usurio esse seria um fato inexplicvel, j que seu amp queimou-se sozinho sem nenhuma falha no seu sistema de caixas e talvez at em volume baixo ou mediano.Lembre-se que somente a potncia ativa gera trabalho aproveitvel (som), porm a potncia reativa existe e exige esforo do amplificador para dissip-la. OSCILAO Outro problema muito encontrado em amps de marcas no idneas, a oscilao. Novamente aqui o efeito muito mais pronunciado em cargas reativas, devendo-se considerar a importncia de serem feitos testes com esse tipo de carga no trabalho de desenvolvimento de um amplificador. Amps que em cargas resistivas no oscilam, podem perfeitamente oscilar em cargas fortemente reativas e provavelmente queimaro o estgio de sada (o que foi confirmado em testes).

UMA ANLISE MAIS PROFUNDA Quando um amplificador oscila ocorre uma sucesso de fatos que levam destruio do estgio de sada. Embora no estejam ainda fundamentadas em sua totalidade, pode-se fazer algumas suposies bastante seguras do que afinal de contas acontece.Uma teoria cativante sugere que a queima ocorre devido a um efeito conhecido como avalanche trmica, sugesto esta feita pelo Eng. Rosalfonso Bortoni. Para a justificativa, supe-se um estgio de sada composto por apenas um par de transistores de potncia operando em push-pull, sendo o exemplo vlido tambm para estgios que contenham qualquer nmero de transistores, visto que so geralmente ligados em srie e/ou paralelo.O que acontece ento o seguinte: Quando o circuito oscila, a pastilha semicondutora dos transistores de sada aquece provocando um aumento da corrente de coletor IC, que deveria depender somente da tenso VBE (tenso entre base e emissor ou tenso de polarizao). Quando a tenso VBE sobe, a corrente IC tambm sobe em resposta (e de maneira muito mais pronunciada pois: IC = corrente de base ganho do transistor). Com o aumento da temperatura, diminui a VBE requerida ou seja, a polarizao que seria necessria e IC ser bem maior do que antes, o que aquecer ainda mais o transistor.Tipicamente, num estgio de sada classe B ou AB, um aumento de 30C na temperatura se no for compensado, ser acompanhado de um aumento na corrente de coletor por um fator de 10! Com o transistor ainda mais quente IC ser ainda maior quando ele for regio ativa o que novamente elevar sua temperatura. Este ciclo realimentado progredir at que o transistor atinja sua mxima corrente de coletor admissvel, e ento finalmente ser destrudo (entrar em curto).Observe que tal processo leva apenas alguns poucos segundos para acontecer. interessante notar que os circuitos de compensao trmica presente em todos os amplificadores push-pull de grande potncia classes B, AB, G e H no so suficientemente rpidos para realizar a compensao e assim evitar a queima. A causa devido principalmente ao fato de serem as trocas de calor processos fsicos essencialmente lentos. Esse fato perde importncia em estgios de sada que empreguem tecnologia E-MOSFET, graas ao seu coeficiente negativo de temperatura.

MAIS UM PROBLEMA Um outro problema que aparentemente acompanha amps mal projetados e/ou dimensionados o da conduo simultnea, que pode surgir quando o circuito atinge os limites impostos pelo projeto e/ou pelos componentes. Mais uma vez, considera-se que amps mal projetados e/ou dimensionados sempre tero esses limites drasticamente reduzidos, pois num projeto de alto nvel procura-se atingir o mximo desempenho da configurao adotada e dos componentes utilizados, o que naturalmente no ocorreria em um trabalho com menor respaldo tcnico.Convm lembrar que as cargas reativas sempre faro qualquer amp atingir seus limites antes das cargas resistivas. Para entender o que acontece, antes de mais nada preciso saber que sendo o estgio de sada push-pull, operando em classe B, AB, G ou H, os transistores entram na regio ativa um de cada vez (pelo menos considerando a maior parte do tempo). Em outras palavras, quando um est na regio ativa o outro est na regio do corte.Engenheiros e tcnicos podem enxergar de outra maneira: essencialmente os dois transistores tm o seu ponto Q (quiescente ou de operao) posicionado no extremo inferior da reta de carga ac, em VCE corte. Estgios classe AB posicionam o ponto Q um pouco acima de VCE corte , mas o funcionamento semelhante. A tenso ac (sinal de udio) aplicada s bases desloca o ponto Q para cima da reta de carga ac, porm, quando um deles deslocado o outro permanece firme, prximo VCE corte.A conduo simultnea um fenmeno que surge principalmente pela falta de velocidade do circuito em processar sinais de freqncia muito alta (acima de 20kHz), ou seja, h uma dificuldade do circuito em fazer a transio entre um estado e outro (quanto mais rpido, mais difcil). Essa dificuldade, em primeira anlise, introduz distores do tipo de crossover. Mas se a freqncia do sinal for realmente alta o circuito poder confundir-se, por assim dizer e permitir que os dois transistores conduzam corrente (IC > ICQ) ao mesmo tempo, ou ainda que o ponto Q dos dois transistores posicionem-se bem acima de VCE corte num mesmo instante, podendo ser ambos destrudos caso IC seja suficientemente alta. interessante notar que isso pode acontecer at sem carga alguma, mas h razes sutis para crer que em situao de fadiga a ocorrncia seja bem maior, possivelmente at diminuindo o valor da freqncia necessria para que o circuito confunda-se. Novamente, considera-se neste artigo que a carga reativa far com que qualquer estgio de sada seja muito mais exigido. Para a justificativa dessa hiptese considerado apenas um par de transistores de sada.No entanto, convm lembrar que a explanao visa justificar fatos observados em testes de laboratrio. A explicao a ser dada a seguinte: Com o transistor no corte, seu VCE (tenso entre coletor e emissor) o prprio valor da fonte. Considera-se como exemplo Vcc=100Vdc. Ao encontrar o semiciclo positivo da onda de tenso de descarga do circuito reativo (que a carga) o emissor enxerga um potencial que varia desde zero at +100V, e para isso, supe-se que a onda tenha um valor de 200Vpp, o que comum em alta potncia. O VCE assim seria no mximo o valor da prpria fonte que Vcc=100V (100V-0V) e no mnimo de 0V (100V-100V). Mas no semiciclo negativo da descarga a situao inverter-se-ia. O emissor veria no mximo 0V e no mnimo -100V e como 100-(-100)=200, o VCE teria o valor de 200V por um breve instante, perigosamente perto da regio de ruptura, onde o funcionamento do transistor no mais normal.

Ex: o VCE mximo dos transistores 2SC3281/2SA1302 = 200V. Esses modelos so muito empregados neste tipo de aplicao. Analisando um grfico da IC (corrente de coletor) no domnio da VCE (figura 7), nota-se que a IC prxima da regio de VCE mxima, sobe rapidamente, mostrando que poderia assumir qualquer valor (este efeito conhecido como multiplicao por avalanche), o que bastaria para provocar sua destruio, talvez no imediata, mas abreviaria consideravelmente sua vida til. Com a queima de um transistor do par (curto), o outro tambm seria destrudo.Entretanto, se o transistor ainda no se destruir estar conduzindo fortemente, pois por um breve instante existir corrente aprecivel no diodo coletor (na verdade um pulso de corrente). Com o outro transistor do par j conduzindo na regio ativa, teramos a conduo simultnea independente do valor da freqncia e que destruiria ambos, caso a corrente desenvolvida seja suficiente.Convm lembrar que estgios classe B, AB, G ou H geralmente no so dimensionados para suportar uma conduo simultnea, o que ocorre normalmente em estgios classe A, sendo estes, portanto, naturalmente imunes a esse problema. Para concluir, deve-se dizer que essa situao aparentemente facilitada no caso do amplificador no possuir uma baixa resistncia interna (baixa impedncia de sada).Observe que tanto a ocorrncia de avalanche trmica (vista na edio anterior) como a de conduo simultnea (nessa situao em especfico) no passam de hipteses ainda a serem confirmadas como fatos. Os sintomas so muito variveis e sujeitos a condies, de maneira que no se pode ter muita certeza disso ou daquilo, no entanto ao que parece so as causas da queima de amps mal projetados e/ou dimensionados nas condies de extrema fadiga proporcionadas por uma carga fortemente reativa. claro que as pesquisas continuam, de modo que novas confirmaes sero relatadas. importante salientar que as duas causas descritas (avalanche trmica e conduo simultnea) so teses, mas o mau desempenho e as queimas dos estgios de sada no, estes sim so fatos e ocorreram inclusive nos testes realizados.

(Nota:Em leitura de recente trabalho, do pesquisador norte-americano G. Randy Slone, comprovei tais teses. Slone afirma serem estes fenmenos fatos, mas no relata detalhes desses trabalhos, o que ser objeto de pesquisa futura)O subdimensionamento tambm fato comprovado e mereceu inclusive fazer parte da dissertao de mestrado do Eng. Rosalfonso Bortoni (UFSC). Cabe aqui, portanto uma descrio das condies de teste a que foram submetidos alguns aparelhos comerciais e tambm circuitos experimentais e/ou de desenvolvimento.

Sinais aplicados: ondas, senoidal e quadrada, na faixa de 1Hz 100kHz.

Cargas utilizadas: resistiva e puramente capacitiva com valores oscilando entre 1uF e 10uF.

Regime de trabalho: variando entre baixo e o mximo, respeitando as limitaes prprias de cadaaparelho.

CAIXAS ACSTICAS E CROSSOVERS PASSIVOS Porm, at agora neste artigo, considera-se como uma possvel carga reativa prtica somente o alto-falante ao ar livre. Na realidade a situao ainda mais difcil, pois o esforo do estgio de sada ainda maior quando se usam caixas acsticas com diagramas fasoriais mais complicados.Levando-se em considerao que ningum utiliza falantes ao ar livre, essa observao atinge todos os casos (exceto em situaes onde se usam caixas closed-box do tipo fechada, pois o diagrama fasorial dessas caixas semelhante ao de um falante ao ar livre). Caixas bass-reflex teriam pelo menos mais duas freqncias de ressonncia e por conseqncia mais duas inverses de fase em relao ao falante ao ar livre (ou caixas closed-box).Caixas band-pass e caixas-corneta tm comportamento ainda mais complexo. Naturalmente o circuito equivalente de tais sistemas algo bem mais complicado do que o apresentado na figura 2. Analogamente, falantes que possuem fator de qualidade total (Qts) mais altos, exigem mais dos amplificadores e expem bem mais um eventual circuito mal dimensionado a falhas, pois so mais reativos do que outros possuidores de Qts mais baixos (normalmente um indicador de falantes de alta qualidade).Assim se pode generalizar esse raciocnio para o sistema formado pela caixa+falante. Estes sempre exigiro mais dos amplificadores quanto maior for o fator de qualidade resultante do sistema (Qt), que por sua vez funo do falante e do alinhamento adotado. Estendendo ainda mais, verifica-se que caixas acsticas com crossovers passivos apresentam forte reatncia adicional, devido aos circuitos sintonizados formados por redes de capacitores e indutores.Os diagramas fasoriais dessas caixas seriam ainda mais complexos que se estivessem sem o crossover passivo. Naturalmente se este crossover passivo possuir alguma equalizao ou Notch Filters, a situao tornar-se- ainda mais problemtica para o amplificador. O circuito equivalente desses sistemas pode ultrapassar a 16 ordem.

CONCLUSO Cargas reativas impem uma dificuldade aos amplificadores de potncia que cargas resistivas jamais poderiam fazer sob iguais circunstncias.As reativas, portanto exigiro um maior preparo dos amps, pode-se assim dizer, o que muitas vezes no acontece, pois os prprios fabricantes no as consideram no seu desenvolvimento e dimensionamento; tambm acabam por no us-las nos testes finais com os seus aparelhos e muitos deles sequer tm conhecimento do fato (nem todos so assim, felizmente).Observei atravs de testes em alguns amps comerciais, que em aparelhos de marcas estranhas todos os problemas descritos anteriormente so comuns, possuem estgios mal dimensionados e ao conectar-se uma carga reativa apresentam grande alterao de comportamento.Viu-se que quando o circuito no bem elaborado e/ou dimensionado, qualquer esforo requerido pela carga (como trocas de energia) far com que o sinal no seja coerentemente amplificado, resultando assim numa distoro e at oscilao e queima, sendo uma das causas disso tudo, o fato de que, no perodo de desenvolvimento no se previu que a carga seria reativa e nos testes de prototipagem os amps no foram avaliados com cargas fortemente reativas, mas to somente com cargas resistivas (se que).Mas na esmagadora maioria dos casos, isso acontece porque seus circuitos foram copiados de outros amplificadores. Freqentemente a topologia do circuito acaba sendo utilizada em aplicaes e/ou condies para qual no foram previstos pelos projetistas originais, resultando assim num aparelho mal dimensionado e sujeito a problemas de todos os tipos j mencionados, principalmente queima por fadiga excessiva (repetindo: isso chegou a acontecer nos testes).Assim tambm como no desenvolvimento de amplificadores de potncia estes fatos devem ser considerados pelos projetistas e tratados parte. Muitos fabricantes testam seus amplificadores somente com cargas resistivas e por esse mesmo motivo mascaram o surgimento dos problemas. O projetista deve portanto submeter seu projeto a testes meticulosos, dentro e fora da faixa audvel, com vrias formas de onda e vrios tipos de carga.Da mesma maneira, os testes de longa durao feitos ao final da linha de montagem, normalmente em cargas resistivas, deveriam ser tambm realizados com cargas fortemente reativas, revelando com mais facilidade a existncia de problemas (componentes e/ou montagem). O profissional de udio e o pblico que afinal de contas so os maiores interessados agradecem.Sempre bom lembrar: quando o usurio compra um equipamento, ele no est adquirindo simplesmente um monte de peas, e sim um trabalho de pesquisa e desenvolvimento. Se o fabricante deste equipamento no tiver condies de lidar com sua tecnologia (o que freqentemente ocorre), o desempenho e por conseqncia o investimento sero prejudicados.

AMPLIFICADORES DE POTNCIAVerifique se o mdulo amplificador admite ligao Bridge, possui crossover ativo passa-alta e passa baixa e controle de ganho para cada par de canais; Verifique sua distoro harmnica, distoro (THD) acima de 1% pode causar fadiga. Quanto menor este valor, menor ser a distoro.Verifique sua resposta de frequncia, ela deve ser a mais plana possvel entre 20Hz e 20.000Hz.Verifique sua potncia RMS, contnua a 4 Ohms (Root Mean Square) com baixa distoro. ( 30W RMS o suficiente para sistemas para o dia a dia, 50W ou acima j servem para fazer um bom barulho fora do carro) Muitos fabricantes indicam a potncia a 1 Ohms, algo que muito difcil de ser utilizado, voc precisaria de 4 falantes de 4 Ohms ligados em paralelo para chegar a essa impedncia. Invivel para quem quer utilizar apenas um SubWoofer. Alm de que muitos utilizam a potncia PMPO (Peak Music Power Output) que a potncia de pico medido em fraes de segundo que no servem para a msica em geral.Verifique a impedncia mnima que o amplificador aguenta. Normalmente fica em 2 Ohms em estrio e 4 Ohms em bridge. Amplificadores de alta-corrente aguentam at 0,25 Ohms em bridge gerando cerca 1500 W, 3 a 6 vezes mais potncia que a 4 Ohms.Verifique sua relao Sinal/Rudo (S/N). Relao entre o nvel de Sinal e o nvel de rudo presente no som, os melhores amplificadores tem a relao acima de 100dB. Quanto maior esse valor, menos rudo seu amplificador vai gerar.

Voc sabia que na maioria dos amplificadores do mercado so de classe AB e que metade da corrente que ele consome vira calor e a outra metade vira som e msica ?

O SOM NO AUTOMVEL ALGUNS CONCEITOS; O som reproduzido no interior de um carro percebido de uma forma totalmente diferente do que o seria em uma sala comum. Isto se deve, no s a fatores ambientais, como tambm psicolgicos.O automvel, enquanto ambiente para audio de som, apresenta condies bastante estranhas: aceleraes e desaceleraes, sbitos trancos originados pela pavimentao (ou falta de ), um motor de combusto interna originando vibraes e interferncias em quase toda a faixa audvel, indo mesmo at a faixa de radiofreqncia. O calor, o pouco espao e a tenso disponvel de 12 V nominais no permitem grandes vos de imaginao por parte dos projetistas do equipamento eletrnico, sendo ainda que as localizaes disponveis para falantes so extremamente limitadas, dentro de um meio ambiente agressivo, com extremos de temperatura e umidade.Por outro lado, as condies internas de acstica alteram significativamente o equilbrio harmnico, dificultam a reproduo de baixas freqncias devido limitao volumtrica do habitculo, acentuam demasiadamente as freqncias mdias-baixas, e as reas envidraadas originam focalizaes indevidas nos agudos. Aparentemente, a quantidade de problemas sugere que no possvel a reproduo de alta-fidelidade no interior do automvel.No entanto, a audio no carro, apesar da aparente falta de lgica, , para muita gente, bastante satisfatria, como tem demonstrado a popularidade dos concursos automotivos.Como ento explicar essa aparente contradio?Talvez algumas motivaes para o gosto pelo som no carro tenham sua origem em uma esfera de ordem mais psicolgica que propriamente acstica, como por exemplo, a prpria dificuldade da instalao de forma a superar desses obstculos, ou mesmo a possibilidade de poder contar com as msicas que mais gostamos em um passeio descomprometido por um lugar agradvel.De qualquer forma, um pouco de conhecimento de acstica pode servir para tornar mais fcil a afinao do som do automvel e contribuir para o enriquecimento do nosso universo audifilo.

CONDIES DE AUDIO; O fator mais importante que modifica a percepo do som presente no ambiente do automvel diz respeito ao rudo. Como rudo, entendemos todo o som originado por diversas fontes: o barulho externo do trfego ao redor, dos pneus sobre a pavimentao, grilos na suspenso, vibraes do motor, vento, radiointerferncia e muitos outros. O espectro de freqncias cobertas pelo rudo vai desde os subsnicos, produzidos principalmente pelas vibraes do motor e pela ao de compresses e descompresses atmosfricas que ocorrem nos espaos das janelas abertas; entram na faixa de graves, de 20 a 100 Hz, originados pela ao do rolamento; na faixa de mdios e agudos, pelo motor e assobio do vento.Uma srie de medies em carros mdios e pequenos originou as curvas mostradas. Vemos duas respostas tpicas, a de baixo, para um carro mdio, e a de cima, caracterstica de carro pequeno. As medies foram feitas utilizando rudo rosa em autos com som tipo original, ou seja, sem o uso de amplificadores potentes ou equalizadores. Notamos de imediato a semelhana entre ambas (a correspondente aos carros de maior porte foi destacada ligeiramente para baixo para maior facilidade de visualizao).O aspecto mais notvel a ressonncia de aproximadamente 10dB que afeta apreciavelmente os mdios-baixos, seguida de uma segunda ressonncia por volta dos 2 kHz, e uma terceira perto dos 5 kHz Estes efeitos so claramente notados na audio por serem bastante evidentes, e do uma sensao que muitos apreciam de realce de graves e agudos, embora o som resultante no possa ser chamado, de maneira alguma, de alta-fidelidade.Nessas condies, um equalizador grfico de qualidade ajuda apreciavelmente, e mesmo indispensvel para quem quiser levar a srio o som automotivo. Sabendo-se que as curvas mostradas so bastante comuns para diversos carros e correspondem ao uso de aparelhos de boa procedncia, a mesma figura serve como sugesto para a primeira tentativa de acertar uma equalizao.Medies realizadas separadamente com o canal direito e o canal esquerdo no mostram diferenas significativas entre ambos. Isto, pela lgica, seria mesmo de se esperar, devido simetria e ao pequeno volume do habitcuio. Assim sendo, os equalizadores estreo com um s controle para ambos os canais so perfeitamente satisfatrios.O tipo de acabamento do carro, especialmente aqueles mais luxuosos com tapetes de nilon ou bucl, e assentos altos, tendem a amortecer mais os mdios e agudos diminuindo ligeiramente a potncia aparente, mas o efeito no por demais significativo.Como se v, o automvel no dos ambientes mais propcios para o udio. Se o objetivo for conseguir um som de alta-fidelidade, necessrio investir muito tempo e dinheiro s vezes mais do que o valor do automvel. Mas, para uma audio descompromissada, um equipamento mnimo pode ser puro divertimento e, com um pouco de boa vontade, possvel curtir uma boa gravao at com mais gosto do que no sistema hipersofisticado da sala de estar.De certa forma, instrutivo tentar entender como isso acontece.Na verdade, para uma audio musical, os rudos de fundo necessitam serem baixos o suficiente de forma que, com material de faixa dinmica normal, as passagens de baixo nvel sejam claramente audveis. Seria de se esperar que, com valores de rudo da ordem de 80 dB, ao ouvir uma gravao a um nvel mximo de 85 dB, s restassem 5 dB de dinmica mxima, nmero que se obtm com uma simples subtrao.Ora, na prtica no isso que acontece, pois o ouvido capaz de discriminar dentre os rudos circundantes os sons que nos interessam, sejam eles provenientes da conversa do passageiro ao lado, ou da msica. E isto ocorre por ser o espectro do sons musicais to diferente do espectro do rudo ou da conversa, que no h possibilidade de enganar o crebro a respeito. Isso j no ocorre com um microfone, para o qual o clculo aritmtico feito acima vlido. Isto explica porque ao ouvirmos uma gravao que foi realizada ao vivo somos surpreendidos com rudos que absolutamenlo no nos lembramos de ter ouvido a diferena o computador que temos embutido dentro de ns: o nosso crebro.

ALTO FALANTES; Os alto-falantes empregados em sonorizao podem ser divididos em grupos, conforme o espectro de frequncias que manejam melhor. Naturalmente, seria desejvel que um nico tipo de alto-falante reproduzisse com fidelidade e volume todas as freqncias.Na prtica, os falantes de graves tendem a serem grandes e pesados para suportar melhor a potncia exigida, enquanto aqueles voltados para a reproduo dos agudos devem ser pequenos e leves.At cinco grupos diferentes de freqncias podem serem definidas para a reproduo dos alto-falantes: SUBWOOFER: So aqueles projetados para as freqncias mais baixas, comumente entre 20 Hz a120 Hz. Tem grande capacidade de absoro de potncia, alta excurso do cone, bobinas longas. WOOFER: Reproduzem de 20 Hz a 3.000Hz. Embora os woofers possam responder de 20 Hz a at cerca de 3000 Hz, em um sistema empregando sub-woofers a sua resposta limitada s freqncias de 50 Hz at 500 Hz. Tem boa capacidade de absoro de potncia e podem em sistemas mais simples, como por exemplo os de duas vias, reproduzirem a faixa completa at 300 Hz. MID-BASS: Empregados entre 80 Hz e 500 Hz. So muito usados em sistemas multi-vias com divisores ativos, em portas e tampes traseiros. MID-RANGE: Respondem de 300 Hz a 4.000 Hz. Rotineiramente usados em sistemas de tres ou mais vias, podendo serem fechados, abertos ou tipo domo. Definem a qualidade do som, j que reproduzem a faixa de freqncias com maior presena e que necessita de mais definio. Nessa faixa est a maioria dos instrumentos que reproduzem a melodia e tambm a voz humana. TWEETER: Emitem os agudos, de 3.000 Hz a 20.000 Hz. Normalmente bastante diretivos, so fundamentais na localizao da imagem sonora. Podem ser construdos com cone, domo ou utilizando cristais piezoeltricos.Os falantes mais comumente encontrados so do tipo eletrodinmico., pois transformam a energia eltrica recebida do amplificador em anergia acstica por meio de um transdutor mecano-eletro-acstico constitudo de uma bobina mvel imersa em um campo eletromagntico mantido por um im permanente.As principais caractersticas de um falante eletrodinmico so:

RESPOSTA EM FREQNCIA: Corresponde curva da presso sonora emitida pelo falante medida em relao ao conjunto das freqncias audveis. As freqncias so eletricamente emitidas com a mesma potncia nominal, de 20 Hz a 20.000 Hz. Dependendo da melhor resposta do alto-falante este classificado como sendo pertencente a um dos grupos j definidos.

IMPEDNCIA NOMINAL: a resistncia caracterstica da bobina do alto-falante somada ao valor da capacitncia/indutncia, definido como o valor mnimo encontrado logo acima da ressonncia em baixa freqncia. RESISTNCIA: Definida como a resistncia hmica do fio de cobre da bobina. POTNCIA: O parmetro mais procurado e menos conhecido das especificaes. Normalmente, e pela Norma Brasileira NBR 10303, a Potncia Nominal definida como a potncia mxima em watts RMS (Root Mean Square) aplicvel ao alto-falante no perodo mnimo de duas horas dentro da faixa de freqencias para a qual foi construdo.A Potncia Musical surgiu como uma definio padronizada pelo IHF Institute of High Fidelity americano como uma forma de incorporar o programa tipicamente musical em vez de sinais senoidais s medies. considerada como sendo em trno de 2 vezes a potncia RMS.J a Potncia Musical de Pico Operacional PMPO, corresponde ao pico do programa musical. uma forma de produzir nmeros inflacionados para impressionar o consumidor e geralmente corresponde a quatro vezes a Potncia RMS, embora alguns fabricantes cheguem a nmeros de at dez vezes. No tem nenhuma confiabilidade. SENSIBILIDADE: Corresponde ao nvel de presso sonora, em dB, emitido pelo falante com um watt RMS e a um metro de distncia. Serve para identificar os alto-falantes mais eficientes e que aproveitam melhor a potncia dos amplificadores. PARMETROS DE THIELE-SMALL: Identificam para o projetista os dados necessrios para o clculo do volume e do tipo caixa acstica mais aconselhvel para um dado falante.

DIVISORES DE FREQUENCIA; Os alto-falantes empregadosCada grupo de falantes suporta somente as freqncias para as quais foi construdo.Dependendo da sofisticao, os sistemas automotivos podem empregar de duas at as cinco vias definidas acima.Para a separao das freqncias de modo a que cada alto-falante receba somente as que capaz de reproduzir com maior fidelidade e menor distoro emprega-se o divisor de freqncias crossover. PASSA-BAIXAS: filtros que rejeitam progressivamente as freqncias acima de determinado valor. So usados nos subwoofers e woofers. PASSA-ALTAS: rejeitam as freqncias mais baixas. Empregados nos tweeters. PASSA-BANDA: rejeitam as freqncias abaixo de um certo valor e as mais altas acima de um outro valor maior que o primeiro. Usados nos mid-range e mid-bass.Os divisores podem ser PASSIVOS os mais comuns ou ATIVOS.Os passivos so formados por capacitores e indutores conectados de forma a aceitar determinadas freqncias e rejeitar outras. So ligados aps o amplificador e antes do alto-falantes.Os divisores ativos so mais dispendiosos e empregados em sistemas multi-vias com muitos amplificadores, bem como em sub-woofers para o aproveitamento e controle integral dos graves. Os divisores ativos proporcionam controle total do volume de cada faixa, pontos de transio variveis e so ligados entre o gerador de som com sadas de baixo nvel e o(s) amplificador(es) de potncia.

CABOS E CONEXESUm tem importante, mas nem sempre bem equacionado, refere-se ao emprego de cabos apropriados para o udio.Na verdade, os cabos so o componente de menor custo em uma instalao, porm geralmente so sub-dimensionados. Imagine os cabos como vias para a passagem do som: se forem de bitola insuficiente o trnsito congestiona, ou seja, de pouco vale o melhor gerador de som, amplificador e alto-falantes.Os cabos so fundamentais em duas fases distintas: no transporte de enregia da bateria para a aparelhagem e no circuito de udio propriamente dito, tanto de alto nvel (dos amplificadores aos alto-falantes) quanto de baixo nvel (do gerador de udio ao amplificador).Na etapa de alimentao de fora, imprescindvel a boa qualidade do isolamento e da condutibilidade do ncleo do cabo. O isolamento normalmente de PVC e os melhores cabos vem com fiao de cobre de tmpera extra-mole, que garante flexibilidade e cobre mais puro.Os cabos de sinal de baixo nvel conhecidos como RCA, pelo tipo de conector geralmente utilizado conduzem um sinal bastante fraco, de 100 mV at crca de no mximo 4 volts, com impedncia comumente encontrada de 10.000 ohms. So sinais muito suscetveis ao rudo induzido externamente e por isso a blindagem um ponto chave de sua qualidade. Essa blindagem realizada por meio de uma malha fina metlica e que normalmente aterrada na sada do pr-amplificador.Por ltimo, os cabos de alto-falantes, que conduzem os sinais de alto nvel, j amplificados, so feitos com fios finos de cobre de alta pureza e devem ser bem dimensionados para no disperdiar a potncia gerada pelos mdulos e prejudicar o fator de amortecimento do sistema.Uma forma simples para no arriscar com a perda provocada por cabos mal dimensionados nunca utilizar bitolas menores que um mm2 (17 AWG) mesmo para tweeters, e procurar seguir uma tabela prtica.

IMPEDNCIA E LIGAES DE FALANTESAs sadas de udio dos mdulos de potncia tem como principal caracterstica de compatibilidade a chamada impedncia. A impedncia apresentada por um aparelho ou circuito eltrico, define a capacidade de oferecer uma maior ou menor dificuldade passagem de corrente alternada e varia com a freqncia da corrente alternada aplicada.O mdulo de potncia projetado para suportar uma impedncia mnima, abaixo da qual ele corre o perigo de sobreaquecimento, podendo entrar em curto circuito e detruindo-se a si prprio e aos alto-falantes nele ligados.Dessa forma importante, ao efetuar ligaes de alto-falantes entre si, calcular a impedncia resultante. As ligaes de conjuntos de alto-falantes em srie ou paralelo apresentam diferentes valores de impedncia em relao aos falantes tomados isoladamente.

A ligao em srie caracteriza-se por unir os terminais dos alto-falantes como em uma cadeia: o negativo de um ligado ao positivo do prximo, e a potncia ligada ao positivo do primeiro e ao negativo do ltimo.

AJUSTE E EQUALIZAOO ajuste do sistema uma tarefa das mais importantes, pois como j dissemos anteriormente, de nada vale equipamentos caros se no so corretamente aproveitados.Antes de iniciar qualquer tipo de ajuste, necessrio conferir se o equipamento est em ordem e em perfeito funcionamento. Todos os aparelhos e acessrios devero encontrar-se bem conectados e com todas as suas funes operantes; os controles de tonalidade e balano bem centrados; o controle de volume operando silenciosa e progressivamente, sem trancos; mesmo a volume baixo, no se deve ouvir roncos ou sibilos.Para alinhar o sistema, um roteiro usual o seguinte: Colocar um programa musical bem familiar e com riqueza de detalhes e volumes diferenciados. A partir de um volume baixo, avaliar a pureza do adio; progressivamente subir o volume at constatar o incio de distoro. Qualquer sistema distorce a volumes altos, o problema consiste em avaliar se essa distoro no ocorre muito cedo e da forma como aparece, para posterior correo; Uma forma de distoro ocorre quando os canais esquerdo ou direito mostram uma intensidade diferente em graves do que quando o udio encontra-se centrado. Nesse caso possvel que tenha ocorrido alguma inverso acstica ou mesmo de ligaes. A correo simples: basta inverter uma das ligaes dos Woofers (s uma, no as duas); A imagem sonora deve ser predominantemente frontal. O som traseiro reflete mais a ambincia e no pode destacar-se, exceto o som do Sub-Woofer, que via de regra no-direcional;

O equilbrio entre graves, mdios e agudos fundamental, sendo o aspecto mais difcil para conseguir-se o alinhamento sem um ouvido treinado, ou aparelhos specializados como o RTA Real Time Analyser. Nessas condies vale um estreito conhecimento do material musical e pacincia para o ajuste. Um sistema bem projetado e executado normalmente j bem equilibrado, necessitando apenas de pequenos ajuste de tom. Somente os sistemas mais sofisticados, com muitos canais ativos, ficam realmente dependentes de equalizadores e analisadores profissionais.

PADRES PARA COMPETIOA popularidade das competies de som automotivo provocou o surgimento de diversas entidades e associaes ligadas a esses eventos. Uma das mais conhecidas e bem atuante no Brasil a IASCA- International Auto Sound Challenge Association.A IASCA padronizou diversos procedimentos e quesitos para o julgamento da qualidade e quantidade do udio nos autos. Para isso distribui um manual destinado aos competidores e CDs de teste e afinao. instrutivo, mesmo para quem no pretendo competir, conhecer os tens que pontuam os melhores sistemas.So analisados: SPL Sound Pressure level, Equalizao, Qualidade de Som e Qualidade de Instalao.SPL:Para a avaliao do nvel mximo de presso sonora, utilizada uma faixa do CD de teste comocalibrao de nvel sonoro, sem preocupao com qualidade, ou seja admitindo-se distoro. A partir de 100 dB, cada dB a mais representa um ponto ganho.

EQUALIZAO:A resposta em freqncia medida ao longo da faixa audvel atravs da faixa de rudo rosa. Cada desvio maior que 3 dB retira pontos do concorrente.

QUALIDADE DE SOMA qualidade do som verificada atravs dos seguintes parmetros:

Staging: representa a capacidade do sistema de reproduzir o ambiente original do concerto, principalmente atravs do som frontal;

Imagem: mede a definio da imagem estreo, colocando o ouvinte no centro do espetculo, definindo bem a origem dos sons, esquerdo, direito e frontal, e proporcionando profundidade da imagem estreo;

Separao de frequncia: Caracterstica de um som bem definido, sem empastelamento dos diferentes timbres instrumentais;

Ausncia de rudo no sistema: Relao Sinal-Rudo com boas caractersticas, sem interferncias ou rudos dos acessrios, mecanismos de transporte, antena eltrica, etc.;

AUSNCIA DE RUDO NO MOTOR: Sem interferncias do sistema eltrico do motor, quando em funcionamento.

QUALIDADE DA INSTALAO:A criatividade, esmero e qualidade geral da instalao julgada por tens que levam em conta: Integridade: Coerncia do projeto, filosofia e montagem fsica; Cabeao: Cabos com sees bem calculadas, terminais, proteo; Ergonomia: Conforto, facilidade e manuseio seguro; Detalhes: Cuidados na montagem, limpeza e adequao; Criatividade: Novas idias que justifiquem o desempenho conseguido, inovaes em aspectos ainda no considerados por outros competidores.

ALGUMAS RECOMENDAES:Nesta introduo ao assunto do som no carro vimos uma srie de fenmenos acsticos que ocorrem no pequeno volume da cabine do automvel, e salientamos alguns pontos importantes no desempenho de aparelhos de som automotvos.Podemos resumir algumas concluses com respeito aos tpicos abordados: O rudo presente tende a mascarar o sinal musical, principalmente nas freqncias mais baixas. essencial considerar a adoo de materiais fono-absorventes e isolantes manta asfltica, de forma a limitar essa interferncia; Uma equalizao com reforo na banda dos graves ajuda a superar e tornar mais balanceada a resposta do udio; A imagem estreo, devido s condies prprias do habitculo, uma meta de difcil consecuo. necessrio, para cada tipo de auto, um estudo cuidadoso do posicionamento dos alto-falantes; Existem picos apreciveis na resposta em freqncia, principalmente ao redor de 150/250 Hz, devido ao tamanho do habitculo e tipos de superfcies envolvidas. Para tornar a resposta mais plana a soluo mais completa o uso de equalizadores. Um cuidadoso alinhamento do sistema, com alto-falantes bem posicionados, pode tornar mesmo um sistema dos mais simples, muito equilibrado e agradvel de se ouvir.No mercado nacional vem se destacando excelentes revistas sobre o assunto. Para conhecer melhor sobre instalaes, sugerimos acompanhar as reportagens que tem surgido nos melhores peridicos, como: Revista Quatro Rodas: Edio Som, Som e Carro, Audio Car. Nesta srie, contamos com ajuda de publicaes dos cursos de instalao realizados pelo Prof. Homero Sette e o Tcnico Digenes Cerntula, campeo nacional do Sound Pressure Level SPL.Os lanamentos mais recentes de aparelhos no mercado mostram sofisticao crescente: maior potncia em amplificao, toca-CDs com proteo contra saltos, reprodutores de mini-discs, etc. O som no automvel j vai atingindo a maturidade e, quem sabe, logo teremos a possibilidade de aparelhos DVD com Dolby Digital, tocando cinco canais. Dessa forma, e desde a chegada no mercado brasileiro dos projetos mundiais mais sofisticados, j atingimos um nvel de udio para o automvel com uma qualidade plenamente satisfatrio at mesmo para o adifilo bem exigente.