Até quanto você pode reforçar os agudos de seu sistema de som? Quantos tweeters podemos ligar ao nosso amplificador sem problemas de sobrecarga? De que modo deve ser feita esta ligação? Como acrescentar um controle de agudos a um sistema de tweeters? Tudo isso é abordado neste interessante artigo que lhe ensina como acrescentar mil-e-um tweeters ao seu sistema de som.
Os alto-falantes comuns, existentes na maioria das caixas acústicas, ou nos automóveis, podem reproduzir razoavelmente todas as frequências da faixa audível.
Entretanto, por melhores que sejam estes alto-falantes, eles sempre deixam de apresentar um rendimento satisfatório nos extremos da faixa, ou seja, nos graves e nos agudos.
Muitos não sentem falta de um pouco de graves ou de agudos. Outros já sentem falta somente dos graves, e finalmente os ouvidos mais exigentes não podem deixar faltar os agudos.
Se o leitor é do tipo que não se contenta com o som de seu equipamento como ele está agora e pretende um reforço de agudos com a colocação de alto-falantes próprios para isso (tweeters), damos neste artigo algumas sugestões para adaptações, acréscimos e experiências interessantes.
Com os circuitos sugeridos poderemos acrescentar um ou vários tweeters a um sistema de som e com isso melhorar a reprodução dos agudos.
Todos os circuitos sugeridos são simples e admitem muitas variações, conforme o gosto, a disponibilidade e a paciência de cada um.
O TWEETER
Um alto-falante sozinho não pode reproduzir todas as frequências do espectro audível, que se estende dos 15 aos 15000 Hz, aproximadamente, conforme sugere a figura 1.
Num sistema ideal de som, devem ser usados pelo menos três alto-falantes, para que a tarefa de reproduzir os sons de diferentes faixas seja distribuída.
Temos então os alto-falantes de graves (woofers), os alto-falantes de médios (midranges) e os de agudos (tweeters).
É claro que nos sistemas mais econômicos existem menos alto-falantes, que têm de arcar com a responsabilidade de reprodução de todas as frequências, o que evidentemente não é fácil.
Por este motivo, muitos possuidores de sistemas de som, que desejam melhor reprodução, precisam eventualmente acrescentar um alto-falante para completar a faixa audível e este, normalmente, é um tweeter. (figura 2)
O tweeter é um alto-falante que se destina à reprodução dos sons de frequências mais elevadas, portanto os agudos.
Estes alto-falantes possuem pequenas dimensões, pois estas estão diretamente ligadas ao comprimento de onda do som que deve ser reproduzido.
A ligação de um tweeter a um sistema de som exige alguns cuidados, pois se ela for feita de modo errado, problemas podem ocorrer. Os principais destes problemas são:
a) Queima do tweeter por excesso de potência ou pela presença de sinais de baixa e média frequência.
b) Sobrecarga do amplificador por não casamento de impedância.
c) Baixo nível de reprodução dos agudos por não casamento de impedância.
Veja o leitor que os alto-falantes são especificados pela sua impedância, pela potência máxima que suportam e pelas frequências que podem reproduzir.
Um alto-falante comum (full-range), por exemplo, tem uma curva de resposta conforme mostra a figura 3.
Sua impedância é menor numa frequência da faixa de graves, aumentando gradativamente até que na faixa dos agudos ela já pode ser considerada bastante alta.
Isso significa que a ligação de um tweeter em conjunto com um alto-falante que tenha uma resposta como esta não sobrecarrega o sistema, pois sua impedância baixa (da ordem de 4 a 8 ohms), na frequência correspondente aos agudos, simplesmente “puxa" a energia do amplificador nesta frequência, permitindo sua distribuição.
Se, por exemplo, um alto-falante comum apresentar uma impedância de 32 ohms em 8000 Hz, a ligação de um tweeter de 8 ohms, faz com que este receba 4/5 da potência do amplificador, correspondente aos agudos.
Entretanto, o tweeter não pode, de modo algum, receber os médios e os graves, pois neste caso ele poderia sobrecarregar-se, já que naquelas frequências o alto-falante comum teria uma impedância mais baixa.
Devemos então aumentar a impedância do circuito do tweeter nas frequências mais baixas, o que é conseguido com a ajuda de um capacitor despolarizado, conforme mostra a figura 4.
Em suma, no acréscimo de um tweeter a um sistema de som, precisamos apenas tomar cuidado para que ele tenha uma impedância igual ou maior que a do amplificador, para não sobrecarregá-lo nos agudos e também evitar que os sons de frequências menores cheguem, com a utilização de um capacitor despolarizado.
Partindo disso, podemos fazer diversos projetos interessantes de reprodução e reforço de agudos.
OS COMPONENTES
Nos circuitos sugeridos, utilizaremos componentes comuns, que são basicamente os seguintes:
a) Capacitores despolarizados: para valores de 4,7 uF e 2,2 uF o leitor tem duas opções: ligar em oposição capacitores eletrolíticos comuns, de peio menos 25 V, conforme mostra a figura 5, ou então já adquirir o tipo despolarizado para tweeters.
Para valores menores, como 1 uF, podem ser utilizados os de poliéster metalizado para 250 V ou mais, ou então eletrolíticos em oposição do mesmo modo.
b) Os potenciômetros podem ser de 30 ohms ou 50 ohms, mas sempre de fio, em vista da potência dos amplificadores, desde que não ultrapassem 20 W por canal. Para potências maiores, devem ser preferidos os sistemas que fazem uso de chaves.
Os potenciômetros podem apresentar, em condições de operação com muita poeira, problemas de contacto com o tempo. Isso deve ser previsto se forem usados no carro.
c) Chaves rotativas: são usados tipos de 1 polo x 3 posições e de 1 polo x 5 posições. Não existe restrição em relação a estas chaves, já que amplificadores das maiores potências podem ser controlados.
d) Resistores de fio: estes resistores têm as resistências indicadas nos esquemas, mas para potências superiores a 50 W por canal, sua dissipação deve ser maior que as indicadas.
e) Tweeters: os tweeters são comuns de 4 ou 8 ohms, de qualquer tipo e sua potência deve ser de acordo com a saída de cada canal e o número deles usado no sistema. Por exemplo, se num canal usamos dois tweeters, e o amplificador fornece 50 W, cada tweeter só precisa suportar 25 W.
Passemos aos projetos:
1. Ligação simples de um tweeter
Esta é a ligação mais simples para reforço de agudos, consistindo num tweeter para os dois canais, ou num tweeter para cada canal. (figura 6)
O capacitor despolarizado pode ter valores entre 1 uF e 4,7 uF, conforme o reforço de agudos desejado. O circuito é válido para tweeters de 4 ou 8 ohms, conforme a impedância do alto-falante que for usado em conjunto ou da saída do amplificador.
2. Um tweeter com controle de agudos
Com este circuito já temos algo mais, que é a possibilidade de controlar, num potenciômetro, o nível de agudos. (figura 7)
O potenciômetro deve ser de fio com 30 ou 50 ohms e a potência de cada canal do amplificador não deve superar 20 W. Para potências maiores, devem ser usados potenciômetros de fio especiais com dissipações superiores a 10 W.
Os eletrolíticos também podem ter seus valores alterados, conforme o comportamento desejado pelo montador. C1 pode ficar entre 1 e 4,7 uF e C2 entre 2,2 e 4,7 uF, sendo ambos do tipo despolarizado.
A impedância do tweeter deve ser igual a do amplificador.
3. Par de tweeters
Este circuito é recomendado quando a potência do amplificador for muito alta e desejar-se utilizar dois tweeters em cada canal para distribuir esta potência, evitando sua queima. (figura 8)
Os tweeters são de 8 ohms e sua potência máxima deve ser, no mínimo, igual à metade da potência máxima de cada canal do amplificador.
Os capacitores despolarizados podem ter valores obtidos experimentalmente na faixa de1 uF até 4,7uF.
4. Quadra de tweeters
Para dividir ainda mais a potência, temos o circuito da figura 9.
Neste circuito são usados 4 tweeters em duas redes em série, de modo a manter a impedância no mesmo valor do amplificador usado e com isso garantir o desempenho do sistema.
Este sistema pode ser usado quando a potência do amplificador for muito alta e os tweeters disponíveis não a suportarem sozinhos.
Assim, para um canal de 100 W, podemos usar neste circuito tweeters de 1/4 desta potência, ou seja, 25 W, sem problemas.
O “layout" deste circuito, para facilitar os leitores não muito experientes, é mostrado na figura 10.
Veja que as ligações são feitas diretamente a partir dos terminais do alto-falante existente.
5. Controle de agudos de 3 posições
Na figura 11 damos um circuito de controle de agudos de três posições, utilizando uma chave rotativa.
Esta chave seleciona o valor do capacitor despolarizado e com isso a proporção de agudos que passa.
O leitor pode fazer experiências com outros valores de capacitores, desde que a faixa não se estenda para além dos 10 uF de valor máximo.
6. Controle de equilíbrio de agudos
O que damos no circuito da figura 12 é uma configuração experimental, que pode agradar ao ouvido de muitos leitores.
O que temos é um controle de equilíbrio, que distribui os agudos entre dois tweeters, isso para potências que não excedam 20 W por canal.
Para potências maiores, o potenciômetro P1 deve ser de tipo especial, que aguente uma dissipação de calor maior, ou então deve ser usada a versão com chave mostrada na figura 13.
Esta versão pode ser usada com amplificadores de até mais de 100 W de potência por canal. Se o leitor notar aquecimento dos resistores, basta trocá-los por outros de mesmo valor, porém maior potência (número de watts - W).
O funcionamento deste circuito é o seguinte:
Com o potenciômetro ou chave na posição central, os dois tweeters recebem os sinais simultâneos dos dois canais, referentes aos agudos, que se combinam e são reproduzidos.
Na posição com o cursor mais para cima ou no extremo superior, o tweeter TW1 fica em curto e somente o TW2 recebe os sinais combinados de agudos dos dois canais.
Na posição inferior, é TW2 que fica em curto e TW1 reproduz os sinais combinados.
Nas posições intermediárias podemos distribuir, conforme o nosso gosto, os agudos entre os dois tweeters.
Veja o leitor que esta configuração é combinada, em que os alto-falantes já existentes trabalham em “estéreo", mas os tweeters em “mono".
7. Controle de equilíbrio de agudos em estéreo
O circuito da figura 14 é um aperfeiçoamento do circuito anterior, já que temos os controles de níveis de agudos, mas em estéreo.
Como a versão faz uso de chave rotativa, potências elevadas, dentro dos limites suportados pelos tweeters, podem ser aplicadas.
Para potências maiores, o potenciômetro P1 deve ser de tipo especial, que aguente uma dissipação de calor maior, ou então deve ser usada a versão com chave mostrada na figura 13.
Esta versão pode ser usada com amplificadores de até mais de 100 W de potência por canal. Se o leitor notar aquecimento dos resistores, basta trocá-los por outros de mesmo valor, porém maior potência (número de watts - W).
O funcionamento deste circuito é o seguinte:
Na posição superior da chave, o TW1 faz com que os agudos do canal A sejam reproduzidos com maior intensidade. Na posição intermediária, os agudos dos dois canais são aplicados com a mesma intensidade nos tweeters correspondentes. Na posição com o cursor para baixo, o TW2 reproduz os agudos com maior intensidade.
Com os valores de componentes indicados, potências de até 100 W por canal são aceitáveis, desde que os tweeters usados as suportem
O potenciômetro deve ser de fio, com potência conforme o amplificador.
Para potências superiores a 25 W por canal, deve ser usado o circuito 7-A, pois o 7-B não as suporta, em vista do uso de potenciômetro.
8. Distribuidor complexo de agudos
Este circuito é mais um exercício de imaginação, que o leitor pode experimentar para controlar, de diversos modos possíveis, os agudos de seu equipamento de som. São três controles disponíveis e, como usam potenciômetros de fio de 30 ou 50 ohms, só admitem potências de, no máximo, 20 W por canal. (figura 16)
P1 controla o equilíbrio de agudos, ou seja, o nível de reprodução de cada par de tweeters.
P2 e P3 controlam a distribuição dos agudos entre cada tweeter do par de um canal.
Os valores dos capacitores podem ser alterados na faixa de 1uF até 10 uF, conforme o resultado desejado pelo leitor. Os capacitores devem ser sempre do tipo despolarizado.
Para potências elevadas, potenciômetros de maior dissipação que os comuns devem ser usados.
9. Distribuidor complexo de agudos II
Para potências muito elevadas (100 W por canal ou mais), este distribuidor é recomendado, pois utiliza chaves em lugar dos potenciômetros. (figura 17)
O funcionamento é exatamente o mesmo do circuito sugerido na versão anterior, com a diferença de que não temos o ajuste linear, mas sim o ajuste em três posições.
Se levarmos em conta que temos 3 chaves, cada qual com 3 posições, vemos que são 27 as combinações disponíveis, ou seja, 33 ou 3 x 3 x 3 = 27.
Os resistores para potências até 100 W são dos valores indicados com potências de dissipação de 10 W. Para potências maiores, em se notando aquecimento, recomenda-se a utilização de valores de dissipação maiores.
Os tweeters devem suportar as potências correspondentes aos canais.
Veja que este distribuidor complexo de agudos opera em estéreo, o que quer dizer que os sinais recebidos pelos tweeters TW1 e TW2 são do canal A e os sinais recebidos pelos tweeters TW3 e TW4 são do canal B.
Os capacitores, que são todos despolarizados, podem ter seus valores alterados na faixa de 1 a 10 uF, conforme o comportamento desejado para a rede.
Quase todos os circuitos podem ser usados tanto com amplificadores de 4, como de 8 ohms, desde que os tweeters usados correspondam.
Nos sistemas em que somente um alto-falante é usado, como, por exemplo, nos carros, um filtro adicional de graves pode ser empregado para melhorar a distribuição de frequências.
Este filtro consiste numa bobina de 200 voltas de fio 18 ou 20 AWG, conforme mostra a figura 18, ligada em série com o alto-falante já existente.
Para os sistemas que já possuem tweeters, não se recomenda os circuitos sugeridos.
