O ditado de que alguém poderia escrever um livro sobre um assunto certamente vale quando se trata de uma discussão sobre alto-falantes e seus parâmetros . Na verdade, já existem dezenas de ótimos livros disponíveis sobre o assunto. Este artigo fornece uma visão geral de alguns dos parâmetros de alto-falante mais comumente discutidos.
O que são parâmetros do alto-falante?
Os parâmetros do alto-falante, geralmente chamados de parâmetros Thiele/Small, são um conjunto de medições eletromecânicas que podem ser usadas para definir o desempenho de baixa frequência de um transdutor. Usando esses parâmetros e uma série de cálculos, seu instalador pode prever o desempenho desse alto-falante em um gabinete.
O que podemos determinar a partir desses parâmetros?
Talvez o conjunto de cálculos mais importante que podemos criar seja a saída do sistema. Quando discutimos o “sistema”, estamos nos referindo ao próprio alto-falante e ao gabinete no qual pretendemos instalar o alto-falante. Cada caixa de alto-falante atua como um filtro passa-alta e reduz a saída de baixa frequência do driver. Ganhamos manipulação de energia física em troca dessa saída diminuída. Usando um conjunto de cálculos, podemos prever quanta informação de baixa frequência o sistema produzirá.
Outro cálculo importante é o manuseio de energia. Como mencionado, precisamos controlar o movimento do cone do alto-falante para evitar distorções e danos. Podemos prever quanto o cone se moverá para uma determinada quantidade de energia em nosso gabinete de teste.
Frequência de ressonância do alto-falante – Fs
Em termos de análise das partes móveis do alto-falante, precisamos saber a frequência na qual a complacência (flexibilidade) da aranha e do surround se combina com a massa do cone e da tampa contra poeira para armazenar mais energia. Nessa frequência, o sistema alternadamente armazena e posteriormente libera a maior parte da energia para uma determinada entrada de tensão. Se você balançar um peso em uma corda suspensa no teto, a frequência natural na qual ela oscila de volta e a força seriam iguais à frequência de ressonância de um alto-falante.
Volume de Conformidade Equivalente - Vas
Para entender a rigidez da aranha e do entorno, nós os comparamos com uma quantidade de ar que exerceria a mesma resistência ao movimento. Como o ar é facilmente comprimido, uma alta especificação de Vas representaria um cone suspenso muito suavemente. Por outro lado, um alto-falante com um Vas baixo teria uma suspensão muito rígida.
Q Elétrico do Motorista em Fs – Qes
Compreender o Q (Fator de Qualidade) pode ser um pouco difícil porque é um valor sem dimensão. Em essência, o fator Q descreve a característica de amortecimento de um sistema ressonante. Um Q mais alto representa menos perda de energia em relação à energia total armazenada em um sistema. Um pêndulo suspenso em um rolamento de baixo atrito terá um Q alto. Esse mesmo pêndulo, submerso em água, terá um Q muito menor. Uma consideração importante é que os sistemas de Q alto têm menos amortecimento e, portanto, vibram por mais tempo. A especificação Electrical Q descreve quanto amortecimento a bobina de voz e o conjunto magnético invocam no cone móvel.
À medida que a bobina de voz passa pelo ímã, ela produz uma corrente elétrica. Essa corrente atinge seu valor de pico na frequência de ressonância do driver e neutraliza a corrente fornecida pelo amplificador. O resultado líquido é um aumento significativo na impedância na frequência de ressonância.
Q Mecânica do Motorista em Fs – Qms
Assim como as características elétricas de um alto-falante causam uma oposição ao movimento do cone, temos um efeito semelhante das propriedades mecânicas do alto-falante. Qms descreve as perdas mecânicas resultantes da aranha e do entorno. Um valor alto de Qms descreve perdas mecânicas mais baixas, enquanto um valor baixo de Qms descreve perdas mais altas.
Sistema Total Q em Fs – Qts
Esta medida sem unidade é uma combinação matemática das características mecânicas e elétricas do alto-falante. Em termos simples, calculamos Qts dividindo a energia total armazenada do alto-falante pela energia dissipada no alto-falante na ressonância.
Conformidade da Suspensão do Motorista – Cms
A especificação Cms descreve a rigidez da suspensão do motorista em metros por newton. Uma suspensão mais rígida se moverá menos distância para uma determinada quantidade de força aplicada a ela.
Área Efetiva do Cone do Motorista - Sd
Este parâmetro descreve o “tamanho” efetivo do nosso alto-falante. Todos nós percebemos que o cone moverá o ar para nós, mas também temos que levar em consideração a adição do surround. É comumente aceito que podemos usar um valor de metade do surround como contribuindo para a saída do driver.
Massa do Cone e Partes Móveis – Mms
A especificação Mms descreve a massa do cone do alto-falante e parte do spider e surround. Ao contrário da especificação Mmd, Mms inclui a carga acústica causada pelo ar em contato com o cone. Na maioria dos casos, os valores são semelhantes, mas à medida que a área da superfície do cone aumenta, também aumenta o valor de Mms, em relação a Mmd.
Nível Máximo de Excursão – Xmax
Este parâmetro é frequentemente mal interpretado como sendo o fator que define a distância que um cone de alto-falante pode se mover. Os primeiros cálculos usavam uma fórmula que subtraía a altura do enrolamento da bobina de voz da altura do intervalo magnético, depois dividia por 2. Esse cálculo descreve até que ponto o alto-falante pode se mover antes que o enrolamento saia do intervalo.
Investigações subsequentes mostram que o comportamento não linear em outras partes do projeto do driver pode ter uma influência maior nos limites de movimento do cone. Isso sugere que Xmax deve ser a distância de excursão unidirecional que representa um nível de distorção de 10%. Esta especificação orientada para o desempenho é muito mais indicativa do alcance operacional útil de um driver, mas é muito mais difícil de determinar.
Parâmetros adicionais
Neste artigo, descrevemos apenas os parâmetros básicos que são comumente usados na previsão do desempenho de baixa frequência de um alto-falante. Outros parâmetros, como a indutância, tornam-se mais relevantes em frequências mais altas. Parâmetros de adição como Impedância Nominal (Znom), eficiência, sensibilidade e o Produto de Largura de Banda de Eficiência (EBF) são derivados através de equações que utilizam as especificações acima.
Projeto adequado requer simulação
Um woofer em um gabinete de grandes dimensões pode ser danificado facilmente. Um driver de médio porte amontoado em um pequeno pod de alto-falante pode ter um pico significativo de resposta de frequência e um pico de distorção associado. O resultado é bastante desfavorável.
Antes de assumir que um subwoofer ou alto-falante é adequado para o gabinete ou local de montagem que você escolheu, vale a pena pedir ao seu revendedor de eletrônicos móveis para realizar uma simulação para garantir que tudo funcione da maneira que você deseja. Eles podem trabalhar com você para garantir que tudo funcione de maneira ideal e seu sistema soará muito bem!
