Sistema de Som Automotivo-2_luciano

E.E.P SENAI AUTOMOTIVO PORTO ALEGRE

SI OM S I ST S T EM A D E S SOM SO AUTOMOTIVO

Som Automotivo

SUMÁRIO 1 ELETRICIDADE BÁSICA •Teoria atômica da matéria; •Tipos de materiais •Eletricidade; •Grandezas elétricas •Lei de ohm; •Tipos de circuitos; •Magnetismo; •Eletromagnetismo; •Efeito térmico da corrente elétrica; 2 SISTEMA DE CARGA E PARTIDA • Objet Objetivo ivo • Componentes Componentes do do sistema; sistema; • Dimencionam Dimencionamento ento do sistema sistema de carga; • Teste de componente componentess 3 SOM AUTOMOTIVO •O som; •Ouvido humano; •Potencia sonora; •Antenas •Sintonizadores •Cd-players •Amplificad •Amplificadores ores (boosters (boosters e Mosfet)

EEP Senai Automotivo Porto Alegre

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SUMÁRIO 1 ELETRICIDADE BÁSICA •Teoria atômica da matéria; •Tipos de materiais •Eletricidade; •Grandezas elétricas •Lei de ohm; •Tipos de circuitos; •Magnetismo; •Eletromagnetismo; •Efeito térmico da corrente elétrica; 2 SISTEMA DE CARGA E PARTIDA • Objet Objetivo ivo • Componentes Componentes do do sistema; sistema; • Dimencionam Dimencionamento ento do sistema sistema de carga; • Teste de componente componentess 3 SOM AUTOMOTIVO •O som; •Ouvido humano; •Potencia sonora; •Antenas •Sintonizadores •Cd-players •Amplificad •Amplificadores ores (boosters (boosters e Mosfet)


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1 ELETRICIDADE BÁSICA •TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA •MATÉRIA É qualquer coisa que possui massa, ocupa espaço . A matéria é aquilo que existe, aquilo que forma as coisas e que pode ser observado como tal; é sempre constituída de partículas elementares com massa não-nula (como os átomos, e em escala menor, os prótons, prótons, neutrons neutrons e elétrons). elétrons). A matéria pode ser encontrada nos seguintes estados: • Estado SÓLIDO, que é quando as partículas elementares se encontram fortemente ligadas, e o corpo possui tanto forma quanto volume definidos; • Estado LIQUIDO, no qual as partículas elementares elementares estão unidas mais mais fracamente do que no estado sólido, e no qual o corpo possui apenas volume definido; • Estado GASOSO, no qual qual as partículas elementares elementares encontram-se fracamente fracamente ligadas, não tendo o corpo nem forma nem volume definidos. Exemplos: Aguá, gelo,vapor de água, madeira, ferro borracha etc.

•CORPO È uma parte limitada da matéria que possui um formato definido. Exemplos:


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ÁTOMO Até algumas décadas atrás considerava-se que o átomo era a menor porção em que se poderia dividir a matéria, posteriormente descobriu-se que o átomo era subdividido em partículas menores, e atualmente já se sabe que estas também são formadas por outras partículas.

•TIPOS DE MATERIAIS (ISOLANTES E CONDUTORES) MATERIAIS ISOLANTES: ISOLANTES: São considerados isolantes, os materiais compostos de átomos que apresentam dificuldade de doar ou receber elétrons de outros átomos. Exemplos: Plástico, madeira seca, porcelana,vidro e outros.

MATERIAIS CONDUTORES: CONDUTORES: São considerados condutores, os materiais compostos compostos de átomos átomos que apresentam apresentam facilidade facilidade de doar ou receber receber elétrons elétrons de outros átomos. Exemplos: Metais (cobre, alumínio, ouro e outros)


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•ELETRICIDADE É um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento (elétrons) e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também forças magnéticas. Há dois tipos de cargas elétricas, chamadas positivas e negativas. As cargas de nome igual se repelem e as de nome distinto se atraem.

HISTÓRICO A seguir colocamos em ordem cronológica alguns fatos de grande importância no desenvolvimento de teorias e conceitos sobre eletricidade. •600 a. C. Tales de Mileto – Observação de um pedaço de âmbar atrai pequenos fragmentos de palha, quando previamente atritado. •1600 William Gilbert – Outras substâncias além do âmbar são capazes de adquirir propriedades elétricas. Estudos sobre imãs e interpretação do magnetismo terrestre. •1672 Otto von Guericke – Invenção da primeira máquina eletrostática. •1729 Stephen Gray – Os metais tem a propriedade de transferir a eletricidade de um corpo a outro. Primeira caracterização de condutores e isolantes. Experiências sobre indução elétrica. •1831 Michael Faraday – Lei da indução eletromagnética entre circuitos. •1832 Joseph Henry – Fenômenos da auto-indução. •1834 Heinrich Friedrich Lenz – Sentido da força eletromotriz induzida. •1834 Michael Faraday – Leis da eletrólise: evidência de que íons transportam a • mesma quantidade de eletricidade proporcional a sua valência química. EEP Senai Automotivo Porto Alegre

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•1909 Robert Milikan – Medida da carga do elétron. Quantização •1763 Robert Symmer – Teoria dos Dois Fluidos: o corpo neutro tem quantidade “normal” de fluido elétrico. Quando é esfregado uma parte do seu fluido é transferida de um corpo para outro ficando um com excesso (carga positiva) e outro com falta (carga negativa). Fato importante: lei da conservação da carga. •1785 Charles A. Coulomb – Experiências quantitativas sobre interação entre cargas elétricas, com auxílio da balança de torção. Eletricidade Maurí cio R.L. •1800 Alessandro Volta – Invenção da Pilha. •1820 Hans Christian Oersted – Efeito Magnético da Corrente Elétrica. •1825 Andre Marie Ampere – Lei que governa a interação entre os imãs e correntes elétricas. •1827 George Simon Ohm – Conceito de resistência elétrica de um fio. Dependência entre diferença de potencial e corrente. •1864 James Clerk Maxwell – Teoria do Eletromagnetismo. Previsão da existência de ondas eletromagnéticas. Natureza da luz. •1887 Heinrich Hertz – Produção de ondas eletromagnéticas em laboratórios. •1897 Joseph John Thomson – Descoberta do elétron.


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•GRANDEZAS ELÉTRICAS Grandezas elétricas, são aquelas que são suscetível de ser medida. • Tensão: • Corrente: • Freqüência: • Potencia: • Resistência: TENSÃO (E ou U) É a diferencia de potencial elétrico entre dois pólos de uma fonte energizada, é também conhecida como “voltagem”. Sua unidade de medida é o Volt (V) e o aparelho de medição é o voltímetro.

CORRENTE ELÉTRICA ( I ) É o fluxo de elétrons de um átomo para o outro em um condutor energizado. Sua unidade de medida é o Ampèr (A) e o aparelho de medição é o amperímetro.


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TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA Alternada (AC): é aquela que varia com o tempo, geralmente de forma senoidal, repetindo 60 ciclos /s ou 60 Hz (motores, geradores, transformadores, retificadores, instalações elétricas industriais e prediais e também na saída de áudio de aparelhos domésticos ou automotivos, só que neste caso a frequência pode variar entre 10Hz e 40 KHz. Exemplos de formas de ondas AC:

Corrente contínua (CC ou, em inglês, DC - direct current): Também chamada de “amperagem”, e é o fluxo constante e ordenado de elétrons sempre em uma direção. Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), geradores, fontes de alimentação que retificam a corrente alternada para produzir corrente contínua. Este tipo de circuito possui um polo negativo e outro positivo.


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Som Automotivo FREQÜÊNCIA (F) É uma grandeza associada a movimentos de característica que indica o número de revoluções (ciclos, voltas, oscilações, etc) por unidade de tempo. Fórmula:

Freqüência = 1 ciclo (Hz) / tempo (s)

Sua unidade de medida é o Hertz (Hz) e seu aparelho de medição é o frequencímetro.

POTENCIA (P) Potência é a grandeza que determina a quantidade de energia concedida por uma fonte a cada unidade de tempo. Fórmula: P = I × E Sua unidade de medida é o Watts (W) e seu aparelho de medição é o watímetro.


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RESISTÊNCIA ELÉTRICA (R) É a capacidade de um condutor qualquer em se opor à passagem de corrente elétrica pelo, quando existe uma tensão aplicada em suas extremidades . Sua unidade de medida é o Ohm (Ω) e o aparelho de mediç ão é o Ohmímetro.

Obs. Quando a bobina de auto falante é percorrido por uma corrente alternada (AC), o mesmo oferecerá IMPEDÂNCIA . A impedância é a soma dos efeitos de resistência mais reatância, ou seja, impedância é a oposição total que a (I) sofre ao circular num circuito. Também é medida em Ohm ( Ω).

FATORES QUE INFLUENCIAM A RESISTÊNCIA Os valores de resistência e condutância variam de acordo com 4 fatores: •Natureza do material : cada material tem um tipo de constituição atômica diferente, os materiais condutores possuem grande número de elétrons e por não sofrerem grande atração do núcleo do átomo, podem ter esses elétrons facilmente retirados de suas órbitas, os isolantes tem seus elétrons presos aos átomos por uma força de atração muito maior do que os condutores, já os materiais resistores são aqueles que tem força de atração maior que nos condutores e menor que nos isolantes. •Comprimento do condutor: quanto maior o comprimento do material, maior será a sua resistência, isso quando comparamos tamanhos de materiais de mesma natureza. •Secção transversal: aumentando a secção transversal de um condutor, estará se diminuindo a resistência, quando comparamos materiais de mesma natureza e tamanho. •Temperatura dos materiais: ao aumentar a temperatura estaremos aumentando a resistência do material EEP Senai Automotivo Porto Alegre

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Som Automotivo •LEI DE OHM No começo do século XIX, Georg Simon Ohm (1787-1854) mostrou experimentalmente que a corrente elétrica ( I ), em condutor, é diretamente proporcional a diferença de potencial (E) aplicada. Esta constante de proporcionalidade é a resistência R do material. Então de acordo com os experimentos de Ohm, temos que;

Para facilitar os cálculos relacionados a lei de Ohm, segue abaixo as fórmulas que podem ser aplicadas para descobrimos as seguintes grandezas: E,I,P e R.


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•TIPOS DE CIRCUITOS LIGAÇÃO EM SÉRIE Consiste na colocação de dois ou mais alto-falantes ligados um após o outro, entre os bornes de uma fonte. Para se calcular a impedância resultante (Z total), a cada altofalante ligado, a impedância se soma. Exemplo: Para um amplificador de 4Ohms, podemos ligar em série dois alto-falantes de 2Ω o que resultará em uma impedância total de 4 Ω.

LIGAÇÃO EM PARALELO Consiste na colocação de dois ou mais alto-falantes ligados cada um diretamente aos bornes da fonte. A impedância mínima da fonte deve ser observada, de forma a evitar a sobrecarga na mesma. Exemplo: Em uma fonte que necessite de 4Ohms, podemos ligar 2 Alto-falantes de 8 Ω em paralelo para resultar em uma impedância total de total 4O hms.

LIGAÇÕES MISTA (SÉRIE + PARALELO) É a colocação de diversas séries em paralelo ou vice-versa, dessa forma, pode-se “casar” as impedâncias, é uma maneira muito usada de ligação. O calculo da impedância total do sistema, é a soma e divisão de acordo com os cálculos anteriores, respeitando-se a ordem em que foi feita cada ligação.


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Som Automotivo •MAGNETISMO É o ramo da física que estuda os materiais magnéticos, ou seja, que estuda materiais capazes de atrair ou repelir outros. A primeira referência conhecida sobre uma substância capaz de atrair outras é a de Tales de Mileto. Segundo ele, os habitantes de Magnésia (uma região da Grécia) conheciam um material com tal propriedade, mas esse fenômeno nunca despertou um grande interesse, até o século XIII, quando a bússola passou a ser usada. Se colocarmos uma folha sobre um ímã e derramarmos sobre ela limalhas de ferro, veremos o alinhamentos dessas limalhas conforme as linhas de força do campo magnético

ATRAÇÃO E REPULSÃO DE CARGAS O magnetismo estabelece a seguinte lei: cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem.


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Som Automotivo •ELETROMAGNETISMO É a produção de campo magnético, através da passagem da corrente elétrica em um condutor. Esse princípio é aplicado nos motores elétricos e no sistema motor dos auto falantes.

•EFEITO TÉRMICO DA CORRENTE A energia dissipada por uma corrente elétrica numa resistência R é diretamente proporcional à tensão aplicada, à corrente elétrica resultante e ao tempo durante o qual se dá a passagem da corrente. Desta forma podemos entender o aquecimento de um condutor, resistência do acendedor de cigarros do veículo etc... Esta lei pode exprimir-se através da expressão:

W = R .I² .t Legenda: W é a energia dissipada (Joule), I é a intensidade de corrente elétrica (Ampèr), t é o tempo durante o qual passa a corrente (segundo) R é a resistência elétrica (Ohm).


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DIMENSIONADO O SISTEMA DE CARGA E PARTIDA O sistema é responsável pela partida do veículo e a recarga da bateria posterior a partida do motor. Os componentes deste sistema são: a) bateria; b) comutador de ignição e partida; c) motor de partida; d) gerador. •

A bateria é um acumulador de energia química, que quando solicitado libera energia elétrica;

•

Comutador de partida é responsável em comandar o sistema de ignição, partida e a alimentação de alguns acessórios.

•

O motor de partida é responsável em tirar o motor térmico da inércia até que ele entre em funcionamento autônomo.

•

O gerador é responsável em repor na bateria a energia utilizada durante a partida e de suprir de energia o sistema elétrico durante o funcionamento do motor. Ao instalarmos um sistema de som de alta potência em um veículo, é importante verificar se a produção de energia (do gerador) continua suprindo a demanda do sistema elétrico do veículo, caso contrário serão necessário alterações. As alterações mais comuns são a troca do gerador por um de maior potência, ou a melhoria do mesmo, de forma que ele possa gerar mais eletricidade (troca de estator e rotor). a) bateria

b) comutador

c) motor de partida


d) alternador

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O SOM O som é uma compressão mecânica ou onda longitudinal que se propaga através de um meio sólido, líquido ou gasoso.

RADIAÇÃO E PROPAGAÇÃO: As ondas sonoras se propagam em todos os meios; gasoso, líquido e sólido, com velocidades diferentes, com exceção do vácuo. Velocidade de propagação: • no ar.....................................340 m/s. • na água............................ 1.400 m/s. • no aço.............................. 5.000 m/s. O som que percebemos através de nossas membranas timpânicas são vibrações provocadas pela compressão do ar, em frequências que operam dentro da capacidade desta percepção. Existindo também freqüências sonoras subsônicas e ultrassônicas, que fogem a nossa percepção, apesar de usarem o mesmo meio de propagação. Os efeitos sonoros que ocorrem no ar, também se aplicam perfeitamente à um meio líquido, só que neste caso temos a vantagem da visualização destes efeitos, para usá-los como modelo para estudos de propagação sonora. Quando vibramos a superfície da água, em um ponto qualquer de um reservatório, notamos o efeito de propagação das ondas a partir do ponto de origem, se expandindo até as bordas, atingindo as mesmas, e provocando as ondas refletidas.


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COMPRIMENTO DE ONDA Para se melhor fazer um estudo dos efeitos da propagação sonora temos que fazer uma avaliação destes fenômenos. Como sabemos as ondas sonoras se propagam numa velocidade de 340 m/s. Se uma fonte sonora gerasse um tom senoidal de 10 Hz, em 1 segundo ele teria percorrido os 340 m, e cada ciclo estaria contido em 34 m deste percurso, este, seria o comprimento de onda da freqüência de 10 Hz.

CONSTITUIÇÃO DO OUVIDO HUMANO O órgão da audição é constituído pelo ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno e funciona a grosso modo como uma caixa acústica ao contrário. O ouvido externo é o pavilhão (a orelha) junto com o conduto auditivo externo. O ouvido médio é como se fosse o cone. A parte mais externa do ouvido médio é delimitada por uma membrana chamada tímpano, ligando essa membrana ao ouvido interno existe a cadeia de ossículos constituída pelo martelo, pela bigorna e pelo estribo. O ouvido interno é chamado de labirinto pela sua forma geométrica. Localiza-se dentro do osso temporal (aquele da lateral do seu crânio), logo em seguida ao ouvido médio. Nele localiza-se o órgão da audição propriamente dito: o caracol. Esse canal é espiralado e dá 2 3/4 voltas em torno de um maciço ósseo, perfurado de modo a dar passagem para os últimos ramais do nervo auditivo.


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SENSIBILIDADE DO OUVIDO HUMANO Nosso pode perceber freqüências de 20 Hz a 20KHz,nosso ouvido escuta com facilidade as freqüências médias, entretanto, para que possamos perceber com qualidade as freqüências baixas e altas, necessitamos de um maior SPL. Veja no quadro abaixo o gráfico da audição humana:


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NÍVEL DE PRESSÃO SONORA- SPL SPL(Sound Pressure Level) significa NÍVEL DE PRESSÃO SONORA em termos de números, veja o mostrador de um decibelímetro ilustrando os diferentes níveis de SPL e suas respectivas fontes.

CALCULANDO O SPL DO SISTEMA DE ÁUDIO Para calcularmos teoricamente o SPL de um sistema de som, podemos utilizar a seguinte fórmula: SPL= 20.(log da P) Para sabermos a potência total gerada por um conjunto de auto falantes, basta calcularmos individualmente os SPL e depois somarmos. Os valores de SPL calculados, diferem para menos durante as medições, pois no interior do veículos existem diversos materiais fono-absorventes que são capazes de diminuir o SPL. CUIDADOS COM A AUDIÇÂO Deslocamentos bruscos do ar, ou pressões sonoras acima de 140 dB SPL já seriam capazes de provocar a sua perfuração. Bem como a exposição contínua de altas pressões sonoras provocariam o seu enrijecimento irreversível.


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CURIOSIDADE A unidade do Nível de Pressão Sonora é o Bel (B),porém para facilitar a leitura dos valores de SPL, utiliza-se o DECIBEL (dB) que é a sua décima parte de um Bel. O nome dessa grandeza, foi uma homenagem a Alexander Graham Bell. Através da escala podemos afirmar que 1 dB é o menor som podemos ouvir. A deslinearidade de nossa percepção auditiva. Sempre que uma potência for o dobro de uma outra ela será 3 dB maior ou se for metade será 3 dB menor, ou seja: sempre que uma potência for dez vezes uma outra ela será 10 dB maior ou se for 1/10 será 10 dB menor.

MUDANÇA DE dB

MUDANÇA DE POTÊNCIA

0

1

1

1.3

2

1.6

3

2

4

2.5

5

3.2

6

4

7

5

8

6

9

8

10

10

11

12

12

16

15

32

18

64

20

100

30

1,000

40

10,000

50

100,000

60

1,000,000

70

10,000,000


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Som Automotivo ATENUAÇÃO DO SOM A medida que nos afastamos da fonte sonora, a percepção do som vai diminuindo conforme ilustração abaixo ATENUAÇÃO DO SPL= -6 dB a cada dobro da distância (- 4x a “P” em Watts)


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Som Automotivo AUTO FALANTE SENSIBILIDADE DOS ALTO FALANTES (dado em dB SPL W/m especificado pelo fabricante) Este é um parâmetro de suma importância para o técnico de som pois, quanto maior for a sensibilidade do alto falante ou caixa acústica, menor será a potência elétrica fornecida pela amplificador (fonte) para se obter o nível de som desejado, o que implica em menor custo de instalação. A base de medida é um decibelímetro colocado a 1 m de um alto falante com frequência de 1Khz e 1W de potência. EFICIÊNCIA DE UM ALTO FALANTE Vários parâmetros são importantes na eficiência de um alto falante: a) intensidade do campo da armadura magnética; b) espaçamento entre a bobina móvel e a armadura magnética; c) seção do diâmetro do fio utilizado nas suas bobinas; d) condutividade do condutores utilizados, etc...

TIPOS DE AUTO FALANTES •WOOFER Para sons graves, médio-graves e parte dos médios – grave de ataque. Os woofers equipam a maioria dos “Trios-Elétricos”, pela sua resposta de freqüência estendida. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 50 Hz a 5000 Hz. Seu tamanho varia de 6″ a 18″. São indicados para reproduzir sons como: Bumbo, tambor, parte do piano, parte do baixo e da guitarra. •SUBWOOFER Para os sons subgraves,dividem-se basicamente em 2 categorias, a BOX (caixa) e a Free Air (ar-livre, tampão). Quanto maior for o seu Ímã, melhor. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 20 a 1500 Hz. Seu tamanho varia de 8 ″a 18″. S ão indicados para reproduzir sons como: Contrabaixo, baixo eletrônico, bumbo da bateria, músicas c/ subgraves (CD-BASS). EEP Senai Automotivo Porto Alegre

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TIPOS DE AUTO FALANTES •MID-BASS Para os sons médio-graves, são utilizados na parte frontal do carro, para aumentar a resposta de graves na parte da frente do carro. Em alguns casos eles são instalados nas portas onde é aproveitado o espaço interno da porta como caixa acústica. Em outros casos eles são usados em pezinhos. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 60 a 5500 Hz. Seu tamanho varia de 6 ″ a 8″. São indicados para reproduzir sons como: Bumbo, tambor e outros. •MID-RANGE Para os sons médios altos. Eles tem uma maior fidelidade na faixa de freqüência que cobre a voz. Também é usado em pezinhos. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 200 a 3500 Hz. Seu tamanho varia de 3-1/2″ a 6″. São indicados para reproduzir sons como: voz (preferivelmente) e a alguns instrumentos musicais que atuam entre 200 e 3500 Hz. •FULL-RANGE Parte dos sons: graves, médios e agudos. São indicados para cobrir a maior parte da faixa audível. Ele é muito usado em pezinhos. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 100 Hz a 12000 Hz. Seu tamanho varia de 4 ″ a 6″. São indicados para reproduzir principalmente a voz e a maioria dos instrumentos musicais. •TWEETERS São usados para sons agudos, existem tweeters de vários materiais. Eles vão do comum papelão ao moderno neodimium (o mais usado). Ele é usado em cima do painel, sempre direcionados de forma correta. •TRIAXIAL Contém um woofer, um mid-range e um tweeter na mesma carcaça. Esses falantes são geralmente instalados nas portas e no tampão. Sua vantagem é reproduzir uma grande faixa de freqüência, porém, só há divisores que efetuam o corte subsônico, ou seja, eles atuam cortando os graves. Isso faz com que o woofer reproduza sons agudos, perdendo um pouco da qualidade sonora. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 50 Hz a 20 KHz. Seu tamanho varia de 6 ″, 6″x 9″ e 8″. São indicados para reproduzir sons como: todos, exceto contrabaixo, baixo eletrônico e bumbo da bateria. COAXIAL Contém um wooofer e um tweeter na mesma carcaça. Esse falante é pratico, porém, com menor fidelidade. É muito usado em kits originais. Apresenta o mesmo problema dos divisores dos Triaxiais. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 50 Hz 23 EEP Senai Automotivo Porto Alegre a 20 KHz. Seu tamanho varia de 4″,a 8″, incluindo o oval 6″x 9″. São indicados para reproduzir sons como: todos, exceto contrabaixo, baixo eletrônico e bumbo da bateria.

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TIPOS DE AUTO FALANTES •COAXIAL Contém um wooofer e um tweeter na mesma carcaça, sse falante é pratico, porém, com menor fidelidade. É muito usado em kits originais. Apresenta o mesmo problema dos divisores dos Triaxiais. A faixa de freqüência em que eles operam varia de 50 Hz a 20 KHz. Seu tamanho varia de 4 ″,a 8″, incluindo o oval 6″x 9″. São indicados para reproduzir sons como: todos, exceto contrabaixo, baixo eletrônico e bumbo da bateria. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx INTERFERÊNCIAS NO SISTEMA DE ÁUDIO QUADRO DE DIAGNÓSTICO INTERFERÊNCIAS


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AMPLIFICADORES DE POTÊNCIA Os amplificadores de potência têm função muito particular nos sistemas de som, para os auto-falantes, ou seja, amplificam a tensão de entrada para viabilizar o aumento da potência. Os amplificadores podemos dividir os amplificadores em dois tipos:

a) b)

Booster: utilizam transformadores para amplificar a tensão de entrada, são volumosos, oferecem distorção de até 35%, porém são de baixo custo. Moosfet: utilizão transistores de potência do tipo moosfet, e ao contrário do Booster, é pouco volumoso, oferece no máximo 5% de distorção, porém é de alto custo.

CARACTERÍSTICAS DOS AMPLIFICADORES. POTÊNCIA DE SAÍDA Os dois tipos mais importantes de amplificadores são os mono ou estéreo. Um amplificador possui um único sistema de amplificação enquanto o estéreo possui dois sistemas independentes. Estes dois sistemas podem ser usados juntos ou somados para criar mais potência. A esta característica chamamos de bridge. Os amplificadores podem possuir vários métodos de medida. Todos eles são baseados no nível da forma de onda amplificada. A potência que melhor define a potência do amplificador é RMS (root mean square – raiz quadada). FREQÜÊNCIA DE RESPOSTA Já que o amplificador é utilizado para reproduzir sinais de entrada de forma muito precisa, eles não podem modificar a coloração tonal do som. A freqüência de resposta de um amplificador deve ser o mais flat (sem alteração) possível em toda a faixa de freqüência (20 Hz a 20 KHz).


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DISTORÇÃO HARMÔNICA TOTAL (THD) Quando um amplificador está na potência máxima, normalmente há uma alteração do sinal de saída comparado com o sinal de entrada. Isto é causado pelo amplificador que produz uma certa porcentagem de harmônicos em todo o sinal original. Estes harmônicos são “tons fantasmas” que são inerentes ao amplificador. Todas as freqüências harmônicas estão relacionadas aos números inteiros e portanto estão musicalmente relacionados. Estudos têm mostrado que o ouvido humano pode distinguir aproximadamente 1% da distorção harmônica total antes que elas comecem a incomodar. O melhor amplificador é aquele que tiver a menor distorção harmônica.

RELAÇÃO SINAL RUÍDO Todo equipamento eletrônico possui um ruído inerente chamado ruído térmico ou Gaussiano. Já que não tem como eliminar esse ruído, o nível do sinal a ser gravado deve ser bem maior do que o ruído para que ele se torne imperceptível. O mínimo aceitável da relação sinal ruído para equipamentos de amplificação deve ser de 65 dB.


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EQUALIZADORES Os equalizadores contribuem para a qualidade do som através da alteração da forma de onda que sai de uma fonte de áudio, seu modelo mais simples está no treble ( agudo ) e no bass ( baixo ) de um amplificador caseiro. Esse modelo apenas ressalta ou filtra os chamados brilho e cor do som. Existem diversos modelos com várias bandas por canal. Os equalizadores trabalham em diversas faixas de freqüências. Além dos equalizadores gráficos, podemos encontrar os equalizadores paramétricos e os equalizadores Shelving. TIPOS DE EQUALIZADORES: •EQUALIZADOR SHELVING é o mais utilizado na maioria dos equipamentos caseiros, amplificadores e similares. São os famosos botões de grave, médio e agudo. Nenhum parâmetro pode ser alterado. •EQUALIZADOR GRAPHIC (GRÁFICO) Este equalizador é o mais simples. É encontrado em 10 Band (faixas de freqüência) ou 20 Band . •EQUALIZADOR PARAMÉTRICO O Equalizador Paramétrico é um conjunto de quatro filtros seletivos que lhe permite fazer mudanças muito precisas no conteúdo das freqüências. Um controle de alta freqüência atenua as freqüências acima de uma freqüência de corte especificada. Este filtro é útil para remover ruídos de alta freqüência (chiado) Um controle de baixa freqüência atenua as freqüências abaixo de uma freqüência de corte especificada. Este filtro é útil para remover ruídos de baixa freqüência como vento, chiado elétrico ou ruído de tráfego. Um controle de passa-faixa atenua ou aumenta as freqüências fora de uma região especificada de freqüência. Este filtro é útil para remover chiado ou zumbido de baixas freqüências simultaneamente ou aumentar uma faixa de freqüência especificada. Um controle de rejeita-faixa (ou filtro de corte) atenua freqüências dentro de uma região de freqüências especificadas. Este filtro é útil para remover ruídos de largura de banda estreita (restritas) como um retorno de amplificador/ microfone ou chiado elétrico de 60 Hz.


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CÂMARA ANECÓICA: Compartimentos ou salas sem reflexão sonora (eco), em geral totalmente isolada de todos os sons externos, onde o silêncio é total ou próximo a isso, e totalmente revestida de material absorvente para que não haja reverberações internas. Comuns em laboratórios acústicos, são usados para testar com precisão falantes, microfones, equipamentos de áudio e outros materiais acústicos sem a interferência de sons e ruídos do ambiente externo ou mesmo influências causadas pela acústica do local.


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DIVISORES DE FREQUÊNCIA Sua função é dividir um sinal em faixas de frequencias é o mesmo que SEPARAR as componentes deste sinal . Mas por qual razão fazemos isto ? Teoricamente poderiamos imaginar que , por exemplo , um sistema reprodutor de som fosse SUFICIENTE para emitir qualquer frequencia a ele imposta . Na PRATICA , existem LIMITAÇÕES na construção MECANICA dos autofalantes que os caracterizam como BONS emissores de uma DETERMINADA FAIXA DE FREQUENCIAS e PESSIMOS emissores de outras ... Assim , detalhes como o PESO , CONSISTENCIA e DIAMETRO do cone (detalhes mecanicos) caracterizam a EFICIENCIA deste sistema em emitir determinadas faixas de sons . Se um sistema (autofalante) é mais eficiente para emitir por exemplo FREQUENCIAS GRAVES (baixas frequencias) por que nós iriamos impor a este sistema frequencias altas ? esta componente de sinal estaria sendo JOGADA NO LIXO !!! ... ou seja estariamos CARREGANDO nossa potencia de AUDIO com um sistema INEFICIENTE ! Melhor será então , aplicar esta FREQUENCIA ALTA em um sistema reprodutor (tweeter) que responda com EFICIENCIA a esta faixa . Tudo então se resume ao estagio da EFICIENCIA , melhor aproveitamento da POTENCIA . Motivado pelo grande interesse e volume de E-mails que tenho recebido , vou aprofundar um pouco mais os detalhes para cálculo e construção de divisores de frequencia para instalação de equipamentos de áudio em carros e domésticos. O principio do cálculo para este circuito é baseado no comportamento dos componentes reativos: CAPACITOR e INDUTOR . O resistor também completa o circuito de um divisor de freqüência para determinar o índice de amortecimento da transição. INDUTOR: É uma bobina ou simplesmente enrolamento, o indutor (assim como o capacitor) possuem um comportamento peculiar e responde de maneira diferente conforme o sinal que aplicamos a ele . Estes componentes são chamados de REATIVOS (tanto o indutor como o capacitor) pois REAGEM a passagem da corrente alternada em função da frequencia. Isto quer dizer que se aplicarmos um sinal de 100 Hz (hertz) a um indutor a sua reação será distinta de quando aplicarmos um sinal de 1000 Hz . Este comportamente é particularmente útil quando DESEJAMOS isto ! por exemplo separar ou DIVIDIR as frequencias por faixa determinada . Agora assimile um conceito muito importante: REATANCIA INDUTIVA - é o VALOR (pode ser medido em Ohms) desta reação que o indutor apresenta a uma frequencia alternada. Este valor pode ser calculado pela fórmula:


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DIVISORES DE FREQUÊNCIA X = 2*pi*F*L (pi é uma constante de valor aprox. 3,1416) Onde X representa a reatancia indutiva , 2*pi é uma constante que vale 6,28 (aprox.) , F é a frequencia do sinal em Hertz e L é o valor do indutor em Henry (atenção quando usar os sub-multiplos - micro e mili). Será apresentado um exemplo de cálculo para melhor orienta-lo. Esta fórmula permite-nos saber qual será a RESISTENCIA ou oposição que determinado indutor vai produzir num circuito em função da frequencia aplicada. CAPACITOR: Capacitor é também um componente REATIVO só que apresenta comportamento inverso ao do indutor , conforme você vai ter oportunidade de apreciar. Êle permite também o cálculo da sua REATANCIA CAPACITIVA - que é o VALOR (pode ser medido em Ohms) desta reação que o capacitor apresenta a uma freqüência alternada : X = 1 / 2*pi*F*C Onde X representa a reatancia capacitiva , 2*pi é a mesma constante que vale 6,28 (aprox) , F é a frequencia do sinal em Hertz e C é o valor do capacitor em Faraday (atenção quando usar os sub-multiplos : pico , micro e mili).


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GRÁFICOS DO COMPORTAMENTO DOS DIVISORES DE FREQUÊNCIA (CAPACITOR E INDUTOR)

CONFIGURAÇÕES DE LIGAÇÃO DOS DIVISORES DE FREQUÊNCIA (CAPACITOR E INDUTOR) PASSA ALTA: Esse filtro passivo que vai permitir a passagem de frequências altas. Vamos especificar nossa frequência de transição (corte) em 1Khz (um kilo hertz ou mil hertz): entenda bem este conceito - isto não significa que frequências abaixo de 1 Khz serão BLOQUEADAS ao atravessar o filtro , mas sim que elas terão uma dificuldade (atenuação) maior do que as frequências mais altas. Usando somente um resistor R e um capacitor C , este filtro passa alta pode ser configurado assim:


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CONFIGURAÇÕES DE LIGAÇÃO DOS DIVISORES DE FREQUÊNCIA (CAPACITOR E INDUTOR) PASSA BAIXA: Veja agora um outro exemplo simples de um filtro passivo que vai permitir a passagem de frequências baixas. Vamos especificar nossa frequência de transição (corte) em 300Hz (trezentos hertz): - isto não significa que frequências acima de 300hz serão BLOQUEADAS ao atravessar o filtro , mas sim que elas terão uma dificuldade (atenuação) maior do que as frequências mais baixas. Usando somente um resistor R e um capacitor C , este filtro passa baixa pode ser configurado assim:


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TABELA PARA DIVISORES DE FREQUÊNCIA (CAPACITOR E INDUTOR)


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Ajuste do amplificador


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Sistema de Som Automotivo-2_luciano

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