Não há tópico de áudio de carro mais confuso e inconsistente do que as classificações de potência dos alto-falantes. O fato é que os métodos desenvolvidos para testar alto-falantes são bastante simples e confiáveis. Se o alto-falante passar no teste, imprima o número.
Há muito tempo, algum fabricante desconhecido achou importante dizer aos consumidores que seu alto-falante lidaria com mais potência do que o produto de um concorrente. Estamos falando dos dias de Lear Jet, Jensen e Muntz, não cinco ou 10 anos atrás. Quem quer que fosse essa empresa, imprimiu um número maior em suas embalagens e disse a seus clientes que seu alto-falante era melhor por causa disso. É claro que os concorrentes seguiram o exemplo e rebateram essa alegação um pouco falsa com uma classificação ainda mais ridícula. E assim vai. Atualmente, temos alto-falantes 6 × 9 que afirmam lidar com 600 watts, mas têm uma pequena bobina de voz de 1 polegada. A matemática simplesmente não bate.
Neste artigo, vamos falar sobre as classificações de potência dos alto-falantes. Explicaremos o que as classificações significam e como elas são testadas. Quando terminar de ler este artigo, você nunca mais verá uma especificação falsa de MAXIMUM POWER da mesma maneira.
O que é poder?
Potência é uma unidade de energia que descreve quanto trabalho é feito em um período específico. Nós, caras de carros, sabemos sobre potência e torque, e como você está lendo isso, você claramente tem interesse em sistemas de áudio e já ouviu falar da unidade elétrica de potência conhecida como watt. Por definição, 1 watt de potência é equivalente a 1 joule de energia fornecida durante um período de um segundo. Em termos com os quais você pode estar mais familiarizado, isso é equivalente ao trabalho realizado em um circuito alimentado por 1 volt onde 1 amp de corrente está fluindo pela carga. Emocionante, não é?
Em nossos alto-falantes, a potência do nosso amplificador flui através da bobina de voz. O fluxo de elétrons através da bobina cria um campo magnético ao redor da bobina. Dependendo da polaridade (direção) do fluxo de corrente, o campo magnético pode fazer com que a bobina e o cone acoplado se movam para frente ou para trás na cesta. Como o sinal que sai do nosso amplificador é de corrente alternada, o alto-falante responde movendo-se para frente e para trás com as mudanças de polaridade.
O que acontece quando temos muito poder?
A energia elétrica do nosso amplificador não é diferente da eletricidade que flui através de um elemento de aquecimento elétrico em um fogão. O elemento de aquecimento tem uma resistência, geralmente entre 27 e 40 ohms. À medida que aplicamos o sinal elétrico de 120v da parede a esta bobina de fio, o trabalho é feito. Para uma bobina de 27 ohms, alimentada com 120 volts de eletricidade, são produzidos 533 watts de trabalho. Este “trabalho” é a geração de calor.
Quando enviamos 100 watts de potência para um alto-falante, quase toda essa energia é convertida em calor. Talvez 2 ou 3 por cento dessa energia do amplificador seja convertida em energia sonora. Felizmente, você pode ver onde isso está indo. Quando a corrente flui através da bobina de voz, ela fica quente. Mais corrente produz mais calor. Eventualmente, a cola que segura o enrolamento da bobina de voz para o primeiro começa a superaquecer e falhar. Nesse ponto, o enrolamento da bobina de voz provavelmente se desenrolará e geralmente ficará preso no espaço magnético, fazendo com que o alto-falante pare de tocar.
Como um aparte, poderíamos entrar em uma discussão completa sobre problemas de manuseio de energia causados por deslocamento excessivo do cone. Para os propósitos deste artigo, vamos supor que estamos operando o alto-falante dentro de uma faixa de frequência em que a excursão do cone não é um problema. Falaremos sobre a excursão do orador outra hora.
A referência para classificações de potência
A referência atual para teste de alto-falantes automotivos é o padrão CEA-2031. Este conjunto de critérios de teste inclui como e onde o alto-falante sob teste é montado e o conteúdo do sinal usado para testar o alto-falante. É esse sinal de áudio e como ele é usado que interessa a este artigo.
A pista de teste de manipulação de energia é um sinal de ruído rosa modificado com largura de banda limitada entre 40Hz e 10kHz. O conteúdo de alta frequência do sinal simula o conteúdo espectral de um sinal de graves ou médios distorcidos. Isso mesmo:se você distorcer um sinal de baixa frequência, ele cria harmônicos. Como tal, você enviará muitas informações extras de médio e alta frequência para o alto-falante se o amplificador estiver cortando.
O sinal CEA-2031 é gravado com especificações de amplitude muito específicas. A faixa de teste é precedida por uma gravação de som de nível de referência. Para quantificar o nível de potência do teste, o sinal de referência é reproduzido e a amplitude é medida. No lado da engenharia, os testes de potência são realizados em níveis de tensão RMS. Essa tensão é convertida em watts, com base na impedância mínima do driver em teste. Por exemplo, as medições de eficiência são feitas usando tensões de 2 ou 2,83 volts, que se traduzem em 1 ou 2 watts, respectivamente, em um alto-falante de 4 ohms.
Como eles testam o manuseio de energia
Uma vez definido o nível de referência, o tom de teste é reproduzido sem fazer ajustes na amplitude de reprodução. A pista de teste é projetada para fornecer dois testes simultâneos. O nível de tensão RMS da pista testa os recursos de manipulação de energia contínua do alto-falante. A amplitude de pico do sinal testa simultaneamente o manuseio de potência de pico do alto-falante com 3dB adicionais de potência de entrada.
O dispositivo em teste (alto-falante) é colocado em um gabarito em uma sala com condições ambientais controladas. “O alto-falante é classificado pela potência que pode suportar por 2 horas sem alteração permanente nas características acústicas, mecânicas ou elétricas superiores a 10%”, de acordo com a especificação. Para obter uma classificação mais alta, o teste deve ser repetido em um nível de potência mais alto pelo mesmo tempo após um período de resfriamento de duas horas.
Muitas empresas testam seus produtos por mais tempo. Muitas empresas japonesas testam seus alto-falantes por oito a 10 horas. Algumas empresas de alto-falantes premium testam seus alto-falantes por 100 horas inspiradoras. Isso mesmo – mais de quatro dias tocando essa faixa de ruído rosa modificada.
Existem variações deste teste. Para subwoofers, montar os drivers em um gabinete selado aumentará drasticamente a dificuldade do teste. O ar dentro do gabinete ficará quente e reduzirá a capacidade do subwoofer de se resfriar.
De onde vêm os grandes números?
Então, como os caras do marketing podem dormir à noite com suas reivindicações insanas de classificação de poder? Mencionamos que o manuseio de energia física pode ser uma preocupação. É claro que tocar baixo em um tweeter resultará em desastre rapidamente. Tocar um único tom por um período de tempo determinaria uma classificação de manuseio de potência? E se um alto-falante puder lidar com um tom de 500 Hz por algumas horas? Isso é uma classificação de potência? Certamente. Descreve com precisão as capacidades do orador? Na verdade, não.
Escolha de alto-falantes para seu veículo
Então, agora que você sabe como as classificações de potência dos alto-falantes são criadas, você pode basicamente ignorá-las. O processo de escolha de um alto-falante deve ser baseado no desempenho, não nas especificações. Resposta de frequência, eficiência e desempenho de distorção separam o bom do comum. Um alto-falante de 150 watts não é necessariamente melhor do que um alto-falante de 125 watts.
Se você está comprando subwoofers, as especificações de manuseio de energia se tornam um pouco mais importantes. Você não vai querer emparelhar um subwoofer de 200 watts a um amplificador de 1.000 watts. Se você quiser manter as coisas seguras, combine a potência do subwoofer com a potência do amplificador. Se você quiser garantir que nunca vai explodir o sub, compre um alto-falante que tenha o dobro da potência do seu amplificador.
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