Se você passar algum tempo lendo discussões sobre áudio de carros no Facebook ou em fóruns, certamente encontrará comentários envolvendo o supostos inconvenientes do uso de cabos Y RCA. Parece haver muitos equívocos ou mal-entendidos sobre como os sinais de pré-amplificador funcionam, e essa desinformação leva a comentários que nem sempre são precisos. Vamos levar (mais de) alguns minutos para esclarecer as coisas.
Compreendendo os sinais de áudio de nível de pré-amplificador
O sinal de áudio que conecta sua unidade fonte ao seu amplificador é muito fraco e muito pequeno. A voltagem do sinal do pré-amplificador raramente está acima de 10% da capacidade de voltagem máxima de sua unidade fonte por vários motivos. Em primeiro lugar, o nível do sinal é diretamente proporcional à saída do sistema. Quando o volume é baixo, o sinal é baixo em amplitude.
O segundo fator que contribui para a amplitude microscópica do sinal do pré-amplificador é conhecido como fator de crista. Por meio de uma definição formal, o Fator de Crista é a razão entre a amplitude do sinal de pico e o valor RMS de uma forma de onda. Para uma onda senoidal pura, esse valor seria 1,414. Para música, o valor do Fator de crista é muito maior.
Analisamos algumas músicas diferentes para chegar a alguns números relacionáveis. A nova música Run do Foo Fighters tem amplitude máxima de +0,15 dB e amplitude RMS de -12,7 dB em toda a faixa. Para manter a matemática simples, vamos chamá-lo de 13 dB, que é uma proporção de 20:1. Também analisamos Heathens pelo Twenty One Pilots e descobrimos que ele tem um fator de crista de 10,5 dB, ou apenas cerca de 11,25:1.
Se pensarmos na voltagem mais alta possível em nosso sinal de pré-amplificador como sendo 4 volts, então a voltagem média para a faixa acima seria de 200 milivolts e 355 milivolts, respectivamente. O pico de 4 V só acontece quando o volume está no máximo. Não se esqueça disso.
Scotty, não temos poder!
Outra característica do nosso sinal de pré-amplificador é que ele quase não contém fluxo de corrente. Como em qualquer circuito elétrico, a quantidade de corrente que flui através do circuito é determinada pela tensão no circuito e quanta resistência existe. A impedância de saída da maioria das unidades principais está entre 300 e 500 ohms. A impedância de entrada na maioria dos amplificadores é de cerca de 10.000 ohms.
Usando nossa tensão máxima de 4 volts e uma resistência de 10.500 ohms, a corrente máxima em nosso circuito será de 0,381 miliamperes. Se considerarmos que a amplitude média do sinal é de cerca de 275 milivolts, temos um fluxo médio de corrente de 0,0275 miliampères. Isso não é nada.
O que faz um cabo Y RCA?
Um cabo Y RCA permite conectar uma única saída RCA a duas entradas RCA. As aplicações típicas para cabos Y são uma única saída de subwoofer RCA em uma unidade de origem ou processador e a necessidade de alimentar um par de entradas em um amplificador de subwoofer. Outra aplicação comum é uma unidade de fonte com apenas uma única saída RCA esquerda e direita; você deseja usar um amplificador de quatro canais que não inclui uma chave de duas entradas/quatro entradas.
Por favor, não acredite no hype
O maior mito sobre o uso de cabos Y é que eles reduzem drasticamente o sinal que vai para cada entrada. Para provar por que isso não é verdade, precisamos entender como funciona um circuito divisor de tensão. Sim, é hora de um pouco de física e matemática.
Em uma situação ideal, quando temos uma fonte de sinal e uma única carga, toda a tensão desenvolvida pela fonte aparece na carga.
Se tivermos várias cargas, a tensão produzida pela fonte é dividida entre as cargas quando são ligadas em série. Na imagem abaixo, temos duas cargas em série com nossa única fonte de sinal.
Se o valor da resistência das duas cargas for o mesmo, então a tensão produzida pela fonte é dividida igualmente entre as cargas. Metade da tensão pode ser medida em cada carga. Usando nosso exemplo de pré-amplificador de 4 V, veríamos 2 V em cada carga. No entanto, o que acontece quando a resistência da carga não é a mesma? Temos que fazer algumas contas para determinar quanta tensão está em cada um.
Vamos rotular as cargas. A carga à esquerda será chamada de Rs. Esta é a resistência da nossa fonte. Para este exemplo, usaremos um valor de 500 ohms. A carga à direita será a resistência de entrada do nosso amplificador de 10.000 ohms, e vamos chamá-la de Ra1.
Temos 4 volts sendo produzidos pela fonte e uma resistência total do circuito de 10.500 ohms. Podemos calcular que a corrente que flui no circuito é de 0,0381 miliamperes usando a lei de Ohm. Conhecer a corrente no circuito nos permite determinar quanta tensão cai em cada resistência. Para nossa carga fonte, temos uma resistência de 500 ohms com uma corrente de 0,381 miliampères para produzir 190,476 milivolts. O restante do sinal da fonte de 4 V ou 3,809525 volts aparece na carga.
Vamos conectar outro amplificador em paralelo com nosso primeiro amplificador. Este é o mesmo efeito que usar um cabo Y. Nosso segundo amplificador será chamado Ra2.
Agora é hora da matemática novamente. Desta vez, nosso circuito tem uma resistência total de 5500 ohms e, como tal, tem uma corrente de 0,7272 miliamperes fluindo nele. A queda de tensão na fonte aumentou para 0,363636 volts, e cada amp está recebendo 3,636 volts. Parece uma diferença notável, não é?
A escala de decibéis muda tudo
Entre os dois exemplos acima, observamos uma diminuição de tensão nos amplificadores em 4,772%. Isso significa que nossa música é quase 5% mais silenciosa? Não. Quando falamos em relação tensão/volume, precisamos levar em conta a escala de decibéis. Nossa diminuição de 4,772% por cento na tensão resulta em -0,405 dB menos saída.
Antes de dar um nó na sua calcinha, você pode consertar isso aumentando o ganho do seu amplificador nesse valor.
Um exemplo matemático de pior caso
Este exemplo foi o pior cenário. E se você tiver uma unidade fonte com uma impedância de saída mais baixa? Algumas unidades principais têm uma impedância de saída de 300 ohms. Para essa unidade principal, com a mesma impedância de entrada de 10.000 ohms nos amplificadores, a mudança na saída usando um cabo Y seria -0,2493 dB. Se você tiver um driver de linha premium em seu sistema, a impedância de saída pode ser tão baixa quanto 50 ohms. Nesse cenário, a perda é insignificante -0,0431 dB.
O que aprendemos com isso? Se você precisar conectar vários amplificadores a uma única fonte, escolha uma fonte com baixa impedância de saída.
Cabos Y RCA como solução não são ruins
Se o seu sistema exigir que você use um conjunto de cabos Y para distribuir o sinal de áudio para vários amplificadores, vá em frente. Depois que o instalador definir os controles de sensibilidade em seus amplificadores, você nunca saberá que eles estão lá.
Se você tiver alguma dúvida sobre o design do seu sistema de áudio ou o que saber sobre como o instalador o fará, fale com o vendedor e seu revendedor local especializado em eletrônica móvel – eles terão prazer em explicar as coisas para você.
