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Caixa ativa ou amplificada...
 
 
Instalar o amplificador no interior de uma caixa acústica é uma boa idéia?

 
 



Uma dúvida comum de alguns é quanto à qualidade do som reproduzido por um sonofletor com amplificador de potência incorporado. Habitualmente, conhecido como “caixa ativa” ou “amplificada”. Esse tipo de caixa é mais comumente utilizado como ‘subwoofer’ em sistemas de ‘Home Theater’.

 
 

Apesar desse tema não pertencer a área do High-End, ou seja, da Alta-fidelidade, acredito ser importante voltar a abordá-lo para, ao menos tentar esclarecer o assunto.

 
 

Instalar o amplificador de áudio no mesmo gabinete do alto-falante é uma prática antiga e tem por objetivo manter os custos baixos e limitar o volume ou espaço ocupado, por não haver a necessidade de um gabinete em separado para os circuitos eletrônicos. Mais recentemente a ideia foi usada com o argumento de reduzir o comprimento do cabo de conexão entre o amplificador e o alto-falante, bem como eliminar seus conectores, reduzindo desta forma a resistência elétrica e preservando o fator de amortecimento do amplificador. Cabos de custo elevado são, comumente, citados como justificativa. No entanto, é possível ter excelentes cabos a um custo aceitável. Ademais, a melhoria no fator de amortecimento é uma promessa que quase nunca se cumpre nessas caixas. E, os circuitos eletrônicos utilizados são, geralmente, de qualidade muito baixa, apresentando diversas falhas.

 
 

Há muito que a técnica de um único gabinete é encontrada em aparelhos ditos “profissionais”, utilizados em apresentações de música ao vivo, por reduzir o custo, facilitar a montagem e transporte. Mas como já vimos, também pode ser encontrada em alguns sonofletores de subgraves (subwoofer), destinados ao uso residencial em sistemas de ‘Home Theater’. Todavia, com mais de quarenta anos de experiência em áudio, desconheço um único sonofletor amplificado que seja bem construído ou que apresente boa qualidade sônica. E, aqui incluo aqueles cujos fabricantes os rotulam de ‘High-End’, e que podem custar alguns milhares de dólares.

 
 

“A princípio ter um único gabinete para o alto-falante
e amplificador parece interessante.
Mas, há importantes aspectos a serem considerados.”

Quando um amplificador é instalado no interior de uma caixa acústica, seus componentes sofrem severas vibrações provenientes do próprio som que está sendo reproduzido. Tais vibrações reduzem a vida útil dos componentes por causar fadiga mecânica.
Para tentar diminuir o problema, alguns fabricantes colam determinados componentes à placa de circuito impresso. Todavia a cola mais comumente utilizada possui agentes corrosivos em sua composição os quais danificam seriamente o circuito que se deseja proteger das vibrações, resultando em um aparelho danificado após um tempo, mesmo que nunca tenha sido usado
Mas, o problema é ainda mais sério, pois inúmeros componentes eletrônicos são sensíveis às vibrações e acabam por captá-las e introduzi-las de volta ao circuito, em forma de sinais elétricos bastante distorcidos. Estes sinais são novamente amplificados, reproduzidos e reintroduzidos no circuito do amplificador. O resultado disso no melhor dos casos é uma séria coloração. Em outros o sistema pode se tornar instável.

 
 

A coloração reduz a inteligibilidade do som, fazendo com que muitos usuários sintam-se tentados a aumentar o “volume” (intensidade), na esperança de ouvir um som mais “claro”. Contudo isso agrava a situação, pois quanto maior o nível de pressão sonora, maiores serão as vibrações sobre os circuitos eletrônicos, causando ainda mais distorções. O elevado nível de potência acústica “satura” o ouvido e, ao reduzir sua capacidade de discernir os sons, o usuário inexperiente pode acreditar que o som ficou mais nítido. Mas isso além de ilusório, pois o som piorou, acaba por gerar poluição sonora e prejudicar os ouvidos e a saúde de todos.

 
 

Esse fenômeno ocorre frequentemente com os chamados “cubos”, muito apreciados por músicos amadores. Essas caixas possuem além do alto-falante e amplificador de potência, um pré-amplificador de ganho elevado em seu interior, o que as torna mais sensíveis ao problema. O resultado é o agravamento do som de péssima qualidade encontrado nestes produtos.
Certamente que essas não são as únicas razões pelas quais essas caixas apresentam baixa qualidade, pois, em geral, tais parelhos são mal projetados como um todo.
O assunto em questão, todavia, não faz parte da linha editorial deste site e por este motivo não será detalhado.

 
 

Isto ocorre em circuitos de estado sólido, bem como nos circuitos valvulares, os quais devido a sua construção são mais suscetíveis às vibrações.

 
 

Para piorar as coisas, atualmente a maioria dos fabricantes opta pelo uso de SMD - surface mount device - para reduzir volume e custos de fabricação. Eles são os principais componentes da SMT - 'surface mount technology' -, técnica que é consideravelmente mais susceptível à captação de vibrações.
Diversos capacitores SMD, por exemplo, são extremamente sensíveis a captação de vibrações.
(veja também: - SMD - A tecnologia descartável (SMT)).

 
 

Mesmo tomando-se todos os cuidados para proteger os circuitos das vibrações não poderemos atenuá-las a um nível aceitável, muito menos eliminá-las. Medidas que atenuam parcialmente as vibrações elevam o custo de produção e podem diminuir significativamente o volume interno do sonofletor, exigindo caixas maiores e mais pesadas. Na prática medidas mais efetivas não são utilizadas pelos fabricantes de tais caixas, independente de sua faixa de preço.

 
 

Outro problema importante é a interferência do campo magnético do alto-falante sobre os circuitos eletrônicos, fiação, transformadores, etc. O qual causa importantes distorções e, aumenta significativamente a sensibilidade às vibrações. Um alto-falante munido de blindagem magnética é a melhor alternativa. Entretanto a blindagem, quando usada nessas caixas, tem por função compatibilizá-las com monitores de vídeo ou televisores com TRC (CRT em inglês). E, não para atenuar o problema aqui descrito, pois a maior parte dos projetistas o desconhece ou o desconsidera. E, como aparelhos com TRC são raros no mercado, a blindagem magnética praticamente caiu em desuso.

 
 

A temperatura interna do sonofletor é mais uma questão muitas vezes ignorada nesses projetos.
Alguns fabricantes tentam minimizá-lo por instalar dissipadores de calor externos, os quais realmente minimizam o superaquecimento nos transistores ou circuitos integrados da etapa final do amplificador ou reguladores de tensão. Mas não resolvem o problema nos demais componentes. Outros optam por dissipadores de calor no caminho do ar, nas proximidades do pórtico, mas além de ineficiente, isso costuma produzir ruídos.
É igualmente comum que a placa de circuito impresso e outras peças entrem em ressonância ou gerem ruídos diante das vibrações, criando um novo problema e agravando a coloração.

 
 

No caso específico dos ‘subwoofers’ ativos, a distorção aqui citada pode passar despercebida para alguns, por efeito de mascaramento, quando o restante da faixa de áudio não apresentar o mesmo problema ao ser reproduzida por amplificadores e sonofletores independentes. Contudo, as fortes vibrações de um ‘subwoofer’ podem também afetar o restante do sistema de áudio.
Não devemos esquecer que o objetivo da alta-fidelidade é a reprodução fiel do som, não aceitando mascarar defeitos.

 
 

Para reduzir ainda mais os custos, muitos fabricantes optam por instalar no interior dessas caixas, amplificadores classe D, os quais são pouco confiáveis e, quase sempre de qualidade sônica questionável, em razão de suas sérias limitações. As vibrações, além disso, podem aumentar o ‘jitter’ desses circuitos.
Os amplificadores classe D ou de dois estados também são chamados de amplificadores digitais, chaveados, comutados, numéricos, classe S, classe AS, classe T, amplificadores por PWM, etc.

 
 

Introduzir o amplificador em uma caixa acústica é uma técnica de redução de custos que nunca foi empregada com sucesso em sistemas de alta-fidelidade, por apresentar qualidade inaceitável e baixa confiabilidade.

 
 

Problemas de custos e de volume, ou seja, do espaço ocupado, quase impossibilitam instalar bons amplificadores no interior de uma caixa acústica.

 
 

Vale lembrar que Audiófilos não utilizam ‘subwoofer’, seja ativo ou passivo, ou qualquer tipo de caixa amplificada. Estes são itens incompatíveis com a alta-fidelidade*.
‘Subwoofers’, ademais, são causadores de estresse.

 
   
Fábio Maurício Timi - 2022.02.26
 
     
 
     
     
     
 
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