Woofers, tweeters e crossovers: Noções básicas sobre alto-falantes

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Os alto-falantes são essenciais para qualquer sistema de áudio. De alto-falantes de tweeter a alto-falantes woofer, os alto-falantes são os componentes que fornecem a filmes, música e esportes com sons que muitas vezes são tidos como certos.

Os microfones convertem o som em impulsos elétricos que podem ser gravados em alguma forma de mídia de armazenamento. Uma vez capturado e armazenado, ele pode ser reproduzido posteriormente. Para ouvir o som gravado, é necessário um dispositivo de reprodução, um amplificador e, o que é mais importante, um alto-falante.

O que é um alto-falante?

Um alto-falante é um dispositivo que converte sinais elétricos em som como resultado de um processo eletromecânico.

Os alto-falantes geralmente incorporam a seguinte construção:

• Uma estrutura de metal ou cesta, dentro da qual todos os componentes da caixa acústica são colocados.
• Um diafragma que empurra o ar para fora por meio de vibração. Os padrões de vibração reproduzem as ondas sonoras desejadas recebidas por seus ouvidos. O diafragma costuma ser chamado de cone. Embora um cone vibratório seja comumente usado, existem algumas variações, que são discutidas abaixo.
• Um anel externo de borracha, espuma ou outro material compatível, denominado surround. Não deve ser confundido com som surround ou alto-falantes surround, o surround mantém o diafragma no lugar enquanto fornece flexibilidade suficiente para vibrar. O suporte adicional é fornecido por outra estrutura, conhecida como aranha. O spider certifica-se de que o diafragma do alto-falante vibratório e o surround não toquem a estrutura metálica externa.
• Uma bobina de voz enrolada em um eletroímã é colocada na parte de trás do diafragma. O conjunto magnético ou bobina de voz fornece a energia para fazer o diafragma vibrar de acordo com os padrões de impulso elétrico recebidos.
• Os alto-falantes cônicos também têm uma pequena protuberância que cobre a área onde a bobina de voz está presa ao diafragma. Isso é conhecido como tampa contra poeira.

O alto-falante (também conhecido como driver ou driver de alto-falante) agora pode reproduzir o som, mas a história não termina aí. O alto-falante deve ser colocado dentro de um gabinete para que tenha um bom desempenho e tenha uma aparência esteticamente agradável. Na maioria das vezes, o gabinete é algum tipo de caixa de madeira. Outros materiais, como plástico e alumínio, às vezes são usados. Em vez de uma caixa, os alto-falantes podem ter outros formatos, como uma tela plana ou esfera. Nem todos os alto-falantes usam um cone para reproduzir o som. Alguns fabricantes de alto-falantes, como a Klipsch, usam chifres além dos alto-falantes cônicos. Outros fabricantes de alto-falantes, principalmente Martin Logan, usam tecnologia eletrostática na construção de alto-falantes. Outros ainda, como Magnepan, usam tecnologia de fita. Também há casos em que o som é reproduzido por métodos não tradicionais.

Full-range, woofers, tweeters e alto-falantes de médio alcance

O gabinete de alto-falante mais simples contém apenas um alto-falante, que reproduz todas as frequências enviadas para ele. No entanto, se o alto-falante for muito pequeno, ele poderá reproduzir apenas frequências mais altas. Se for de tamanho médio, pode reproduzir bem o som de uma voz humana e frequências semelhantes e ficar aquém na faixa de alta e baixa frequência. Se o alto-falante for muito grande, ele pode funcionar bem com frequências mais baixas e, talvez, frequências de gama média, e pode não funcionar bem com frequências mais altas. A solução é otimizar a faixa de frequência que pode ser reproduzida por alto-falantes de tamanhos diferentes dentro do mesmo gabinete.

Woofers

Um woofer é um alto-falante dimensionado e construído de forma a reproduzir frequências baixas e médias. Os woofers fazem a maior parte do trabalho na reprodução das frequências que você ouve, como vozes, a maioria dos instrumentos musicais e efeitos sonoros. Dependendo do tamanho do gabinete, um woofer pode ter até 4 polegadas de diâmetro ou até 15 polegadas. Woofers com diâmetros de 6,5 a 8 polegadas são comuns em alto-falantes de chão. Woofers com diâmetros na faixa de 4 e 5 polegadas são comuns em alto-falantes de estante.

Tweeters

Um tweeter é um alto-falante especialmente projetado, menor do que um woofer. Ele apenas reproduz frequências de áudio acima de um certo limite, incluindo, em alguns casos, sons que os ouvidos humanos não podem ouvir, mas apenas sentir. Como as frequências altas são altamente direcionais, os tweeters dispersam os sons de alta frequência na sala para que os sons sejam ouvidos com precisão. Se a dispersão for muito estreita, o ouvinte terá uma quantidade limitada de opções de posição de escuta. Se a dispersão for muito ampla, o senso de direção de onde o som está vindo é perdido. Estes são os diferentes tipos de tweeters:

• Cone: Uma versão menor de um alto-falante padrão.
• cúpula: A bobina de voz é fixada a uma cúpula de tecido ou metal compatível.
• Piezo: Em vez de uma bobina de voz e cone ou cúpula, uma conexão elétrica é aplicada a um cristal piezoelétrico, que por sua vez vibra um diafragma.
• Fita: Em vez de um diafragma tradicional, uma força magnética é aplicada a uma fita fina para criar som.
• Eletrostática: Um diafragma fino está suspenso entre duas telas de metal. As telas reagem a um sinal elétrico de tal forma que ficam fora de fase. Isso atrai e repele alternadamente o diafragma suspenso, criando a vibração necessária para criar o som.

Alto-falantes de médio alcance

Um gabinete de alto-falante pode incorporar um woofer e tweeter para cobrir toda a faixa de frequência. No entanto, alguns fabricantes de alto-falantes adicionam um terceiro alto-falante que separa ainda mais as frequências de faixa baixa e média. Isso é conhecido como alto-falante de médio alcance.

2 vias vs. 3 vias

Os gabinetes que incorporam apenas um woofer e um tweeter são chamados de alto-falantes de 2 vias. Os gabinetes que albergam um woofer, tweeter e gama média são designados por altifalantes de 3 vias. Os alto-falantes de 3 vias nem sempre são melhores. Um alto-falante de 2 vias bem projetado pode soar excelente, e um alto-falante de 3 vias mal projetado pode soar péssimo. Não é apenas o tamanho e o número de alto-falantes que importa. A qualidade do som também depende dos materiais com os quais os alto-falantes são construídos, do design interior do gabinete e da qualidade do próximo componente necessário – o crossover.

Crossovers

Você simplesmente não joga um woofer e um tweeter em uma caixa, conecta-os e espera que soem bem. Quando você tem um alto-falante de 2 ou 3 vias em seu gabinete, também precisa de um crossover. Um crossover é um circuito eletrônico que atribui a faixa de frequência apropriada a diferentes alto-falantes.

Por exemplo, em um alto-falante bidirecional, o crossover é definido em um ponto de frequência específico. Quaisquer frequências acima desse ponto são enviadas para o tweeter, enquanto o restante é enviado para o woofer. Em um alto-falante de 3 vias, um crossover pode ser projetado de forma que tenha dois pontos de frequência – um para o ponto entre o woofer e a faixa média e outro para o ponto entre a faixa média e o tweeter. Os pontos de frequência do crossover variam. Um ponto de crossover bidirecional típico pode ser 3kHz (qualquer coisa acima vai para o tweeter, qualquer coisa abaixo vai para o woofer). Os pontos de crossover de 3 vias típicos podem ser de 160 Hz a 200 Hz entre o woofer e a faixa média e, em seguida, o ponto de 3 kHz entre a faixa média e o tweeter.

Radiadores e portas passivos

Um radiador passivo parece um alto-falante. Ele tem um diafragma, surround, aranha e moldura, mas está faltando a bobina de voz. Em vez de usar uma bobina de voz para vibrar o diafragma do alto-falante, um radiador passivo vibra de acordo com a quantidade de ar que o woofer empurra para dentro do gabinete.

Isso cria um efeito complementar em que o woofer fornece a energia para alimentar a si mesmo e ao radiador passivo. Embora não seja o mesmo que ter dois woofers conectados diretamente ao amplificador, a combinação do woofer e do radiador passivo produz uma saída de graves mais eficaz. Este sistema funciona bem em gabinetes de alto-falante menores, já que o woofer principal pode ser apontado para fora, na direção da área de audição, enquanto o radiador passivo pode ser colocado na parte de trás do gabinete do alto-falante. Uma alternativa para um radiador passivo é uma porta. A porta é um tubo colocado na parte frontal ou traseira do gabinete do alto-falante para que o ar bombeado pelo woofer seja enviado através da porta, criando um aprimoramento de baixa frequência complementar semelhante a um radiador passivo. Uma porta deve ter um diâmetro específico e ser sintonizada com as características do gabinete e do woofer que ela complementa. Os alto-falantes que incluem uma porta são chamados de alto-falantes bass reflex.

Subwoofers

Um subwoofer reproduz frequências muito baixas e é usado principalmente em aplicações de som surround de home theater e áudio de alta qualidade.

Exemplos em que um subwoofer é desejado incluem a reprodução de efeitos específicos de baixa frequência (LFE), como terremotos e explosões em filmes e para música, notas de pedal de órgão de tubos, contrabaixo acústico e tímpano. A maioria dos subwoofers são alimentados. Isso significa que, ao contrário dos alto-falantes tradicionais, os subwoofers têm um amplificador embutido. Por outro lado, como alguns alto-falantes tradicionais, os subwoofers podem empregar um radiador ou porta passivo para melhorar a resposta de baixa frequência.

The Bottom Line

Os alto-falantes reproduzem o som gravado para que ele possa ser ouvido em um local ou horário diferente. Existem várias maneiras de projetar um alto-falante, incluindo opções de estante e tamanho de piso. Antes de comprar um alto-falante ou sistema de alto-falantes, escute com atenção o conteúdo com o qual você está familiarizado. CDs, DVDs, discos Blu-ray e Ultra HD Blu-ray ou discos de vinil funcionariam.

Observe como o alto-falante é montado, seu tamanho, quanto custa e como soa aos seus ouvidos. Se você encomendar alto-falantes online, verifique se há um período de teste de audição de 30 ou 60 dias. Apesar de quaisquer alegações relacionadas ao desempenho potencial, você não saberá como os alto-falantes soarão em sua sala até ligá-los. Ouça seus novos alto-falantes por vários dias, pois o desempenho dos alto-falantes se beneficia de um período inicial de adaptação de 40 a 100 horas.