Conheça os principais modelos de Alto-falantes e seu uso

De nada adianta um bom amplificador de potência se os alto-falantes forem inadequados. Um alto-falante é um transdutor que transforma energia elétrica em energia acústica, em um processo inverso ao do microfone, no qual o sinal sonoro é convertido em um sinal elétrico. Apesar de existirem alto-falantes eletromagnéticos, de condensador, de fita e até de ionização direta do ar, focaremos o nosso estudo nos dinâmicos e nos eletrodinâmicos, de longe os mais usados.

O dinâmico é o mais utilizado em alta-fidelidade porque oferece características muito superiores aos outros tipos.  

Os alto-falantes são compostos de três partes:

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• Parte eletromagnética: formada pelo ímã e pela bobina móvel.

• Parte mecânica: formada pelo cone e pela sua suspensão.

• Parte acústica: transmite a energia sonora desenvolvida pelo cone.

​​Basicamente, um alto-falante possui uma bobina móvel com um fio condutor imersa em um campo magnético de polaridade permanente. Ao circular pela bobina, a corrente alternada gera uma força dinâmica, provocando o deslocamento do conjunto móvel (bobina e cone) para frente e para trás, empurrando o ar em sua volta. Essas variações criam no ar uma onda de compressão e rarefação, ou seja, uma onda sonora.

Os alto-falantes de maior diâmetro reproduzem as frequências baixas, deslocando grandes volumes de ar. Já as frequências altas são reproduzidas por alto-falantes de pequeno diâmetro, com pequenos deslocamentos do volume de ar.
O alto-falante eletrodinâmico baseia-se nos mesmos princípios que o dinâmico. A única diferença é que no dinâmico o campo magnético necessário para a reação da bobina móvel é criado por um ímã permanente, ao passo que no eletrodinâmico ele é criado por um eletroímã.

Características

Entre as características principais dos alto-falantes podemos citar:

Resposta de frequência: é um dos principais parâmetros de um alto-falante, em conjunto com a potência. Por razões mecânicas e de desenho, um alto-falante não pode cobrir toda a faixa de áudio, por isso eles são construídos para reproduzir determinadas bandas de áudio.

Impedância: resistência oferecida pelo alto-falante ao sinal de áudio, sendo medida em ohms (W). Esses aparelhos são normalmente fabricados com capacidade de 4 W, 8 W ou 16 W para circuitos de alta-fidelidade. 

A impedância nada tem a ver com o tamanho dos alto-falantes ou com a faixa de frequência que eles reproduzem. Assim, podemos ter tweeters de 4 ou 8 ohms, mid-ranges de 4 ou 8 ohms, ou ainda woofers de 4 ou 8 ohms.

​Energia elétrica nominal ou RMS: energia elétrica que o alto-falante é capaz de dissipar com um ruído rosa como sinal, sem danos permanentes. A duração do ensaio é de um minuto e repetido dez vezes em intervalos de dois minutos.

​Potência elétrica: máximo de som que o alto-falante pode reproduzir sem danos. Ela não deve ser confundida com a intensidade de som que o equipamento fornece. Portanto, um alto-falante de 50 watts significa apenas que ele pode receber até 50 watts sem queimar. A única maneira correta de medir a potência aplicável a um alto-falante é usar o método normalizado pela ABNT, que se convencionou chamar potência RMS.

​Sensibilidade: grau de eficiência na transdução eletroacústica. Ou seja, mede a relação entre o nível de entrada elétrica para o alto-falante e a pressão sonora obtida. Normalmente expressa em dB/W, medido a 1 metro de distância e aplicando uma potência de 1 W no alto-falante.

Alto-falantes são transdutores eletroacústicos com muito pouca sensibilidade. Isso se deve porque a maior parte da energia de entrada é dissipada na forma de calor. A sensibilidade indica o volume do som do falante. Se um alto-falante possui uma sensibilidade maior que o outro, com uma tensão menor conseguiremos o mesmo volume de som e, por consequência, podemos utilizar um amplificador de menor potência.

​Resposta de frequência: faixa de frequência na qual o alto-falante reproduz o som de maneira melhor. Cada tipo de alto-falante exibe determinada resposta de frequência:

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• Subwoofers: 20 a 100 Hz (baixa frequência)

• Woofers: 50 a 3.500 Hz (baixas e médias frequências)

• Mid-bass: 100 a 500 Hz (média-baixas frequências)

• Mid-range: 500 a 5 kHz (médias frequência

• Tweeters: 2k a 20 kHz (altas frequências)

​​Associação

Os alto-falantes podem ser associados basicamente nas configurações série, paralelo e na combinação das duas. A ligação dos alto-falantes em série consiste em ligar o polo negativo (-) do alto-falante 1 ao polo positivo (+) do alto-falante 2, o polo negativo do alto-falante 2 ao polo positivo do alto-falante 3, e assim sucessivamente entre todos os alto-falantes do sistema. O polo positivo do primeiro alto-falante ficará ligado ao polo positivo do amplificador, e o polo negativo do último alto-falante ficará ligado ao polo negativo do amplificador. Nessa associação, a impedância da combinação resulta da soma simples das impedâncias dos diversos alto-falantes.

Em uma associação em paralelo, a ligação é feita ligando os polos positivos dos alto-falantes ao polo positivo do amplificador, procedendo-se da mesma forma com os polos negativos dos alto-falantes e do amplificador. Esse tipo de conexão reduz pela metade a impedância.

Na ligação mista, são usados os dois tipos descritos anteriormente. 

Classificação

Os alto-falantes usados em som profissional são mecanicamente diferentes dos usados em som automotivo.

​Subwoofer: reproduzem os sons subgraves — grave retumbante. Seu tamanho varia de 8" a 18". São indicados para reproduzir sons de contrabaixo, baixo eletrônico e bumbo da bateria. Em muitas caixas subwoofer, o alto-falante fica totalmente dentro da caixa, apenas existindo alguns dutos para a saída dos graves.

Woofer: alto-falantes de graves (variando aproximadamente de 20 Hz a 500 Hz). Suas dimensões e seu peso são normalmente os maiores entre todos os tipos de alto-falante, por isso não respondem satisfatoriamente a altas frequências.

​Mid-range: dão melhor resposta às frequências médias do espectro audível (variando aproximadamente de 500 Hz a 5 kHz). Sendo assim, conseguem reproduzir a maioria dos instrumentos musicais. Apesar de terem uma aparência semelhante à dos woofers, esses alto-falantes são mais leves, o que possibilita a extensão de suas faixas de respostas em frequências.

​Mid-bass: ideais para os sons médio-graves. Operam em frequências mais baixas que os do tipo mid-range. São indicados para reproduzir sons como o do bumbo, do tambor e de outros.

​Full-range: caracterizam-se por cobrirem uma faixa maior que a dos mid-range. Possuem uma resposta ampla, normalmente entre 2,5 kHz e 5 kHz, sendo utilizados em sistemas de menor potência, como o de sonorização ambiente.

​Tweeter: alto-falantes de dimensões reduzidas usados para reproduzir a faixa de alta frequência do espectro audível (sons mais agudos). Podem utilizar cone de papel, plástico ou metais nobres, leves e rígidos. Também são construídos com domos ou fitas (Ribbon) metálicas ou de plásticos especiais.

​De acordo com o agrupamento dos tipos de alto-falantes (composição) em um mesmo aparelho e sua potência, temos a seguinte classificação:

​Coaxial: contêm um woofer e um tweeter na mesma caixa. Alto-falantes desse tipo são práticos, porém reproduzem o som com menor fidelidade. São indicados para todas as espécies de sons, exceto os do contrabaixo, do baixo eletrônico e do bumbo da bateria.

​Triaxial: contêm um woofer, um mid-range e um tweeter na mesma carcaça. Alto-falantes desse tipo são indicados para reproduzir todas as espécies de sons, exceto os do contrabaixo, do baixo eletrônico e do bumbo da bateria.

​Quadriaxial: contêm um woofer e três tweeters. (Veja: Caixas acústicas.)

​Crossover

Os crossovers são uma classe de filtro eletrônico usado em aplicações de áudio. É um circuito elétrico que separa o sinal em faixas de frequência e as distribui de forma adequada para cada tipo de alto-falante. 

Um crossover é composto por vários filtros de frequência, chamados passa-baixas, passa-faixa e passa-altas.

​Passa-baixas: (low pass) é um filtro que permite que frequências abaixo de certo ponto passem sem serem filtradas; aquelas acima do mesmo ponto são atenuadas.

​Passa-altas: (high pass) funciona de maneira inversa ao passa-baixas, deixando passar para a saída apenas os sinais cujas frequências estejam acima de certo valor.

​Passa-faixa: permite a seleção de apenas uma faixa de frequências, ou seja, apenas essa faixa (intervalo) selecionada passará para a saída do filtro.

​Os crossovers são divididos em ativos e passivos. O crossover ativo (eletrônico) requer um amplificador separado para cada faixa de frequência detectada (tweeter, mid-range, mid-bass e subwoofer). O crossover passivo permite que apenas as informações desejadas cheguem ao falante.

O crossover passivo pode ser usado separadamente, além do crossover ativo, vários formatos de passivos podem ser usados para construir um sistema inteiro. O crossover deve ser instalado entre o amplificador e os alto-falantes.