Os sistemas de pico de excelente sonoridade são compostos de vários tipos de alto-falantes, incluindo tweeters. Mas o que são tweeters? E o que os tweeters fazem?
Neste post abrangente, mostrarei o que os alto-falantes do tweeter fazem, os diferentes materiais do driver do alto-falante, que soam melhor e muito mais!
Infográfico – Fatos sobre tweeters
O que são alto-falantes de tweeter?
Tweeters são alto-falantes que produzem o som mais alto que você ouve na música. Como as frequências sonoras mais altas têm ondas sonoras menores, seu tamanho é menor do que os outros alto-falantes com os quais trabalham. Um tweeter é um tipo de alto-falante eletromecânico que produz som e música na faixa de música superior (frequência mais alta). Eles complementam woofers e outros alto-falantes que não podem produzir sons mais agudos, como aqueles usados em um design de par de alto-falantes de estante de 2 vias.
Os tweeters são pequenos em tamanho, pois produzem ondas sonoras menores e têm um cone pequeno. De um modo geral, eles são melhor usados quando apontados para o ouvinte.
A maioria está limitada a uma faixa específica, como 3 quilohertz a 20 quilohertz (kHz), no máximo, embora dependa das limitações do alto-falante específico. A faixa típica da audição humana é de cerca de 20 Hz a 20 kHz.
Kilohertz é um termo usado para descrever a frequência do som produzido ou os ciclos por segundo de uma forma de onda de sinal de áudio.
Partes básicas do tweeter
Imagem de um tweeter de carro desmontado. É mostrado o conjunto do ímã (esquerda) e o conjunto do terminal da cúpula/grade/fiação (direita). A bobina de voz é anexada à parte traseira da cúpula. Nesta imagem, a cúpula é feita de material prateado – provavelmente mylar ou algum outro tipo de plástico ou outro material leve. O design típico do tweeter (embora existam vários outros tipos) consiste em um pequeno ímã com uma lacuna circular dentro dele. Uma bobina de voz de fio de cobre enrolada, chamada bobina de voz, é anexada a uma cúpula de alto-falante feita de um dos muitos materiais diferentes. Eles são diferentes, pois a maioria usa uma forma de cúpula curvada para fora, ao contrário de outros alto-falantes que usam um cone inclinado para baixo.
Este conjunto é inserido e suspenso dentro do espaço do ímã. A cúpula é apoiada nas laterais, como outros alto-falantes, por um material flexível, mas rígido.
O que os tweeters fazem?
Gosta de boa música? Tweeters tornam a boa música possível em um sistema de som que você vê em todos os lugares. Alto-falantes estéreo domésticos como esses alto-falantes de prateleira Dayton B652 usam um tweeter barato, mas eficaz, para preencher a faixa de som que um alto-falante ou woofer de médio porte não pode produzir. Juntos, eles podem produzir toda a gama de áudio para criar um sistema de áudio com boa sonoridade. Os tweeters são usados para produzir som de alta frequência (agudos) e complementar outros alto-falantes que não são adequados para isso. Quando fazem parte de um sistema de áudio de preço moderado com um subwoofer e alto-falantes de 2 vias, eles podem soar fantásticos.
“Treble” é uma palavra usada para descrever partes da música na faixa superior, como pratos, sons de teclado sintético, efeitos de bateria e o som “tssst tsst” (agudo) de vários instrumentos musicais.
Quando um sinal musical amplificado é aplicado ao tweeter através das conexões de fiação positiva (+) e negativa (-), a bobina de voz cria um campo magnético dentro da área de lacuna magnética permanente do ímã.
Esse campo variável faz com que a bobina e a cúpula do tweeter se movam para frente e para trás, movendo o ar muito rapidamente seguindo o sinal. Quando isso acontece, o som é produzido.
Tweeters na reprodução de música – por que eles são importantes
A música é composta de muito mais do que uma gama limitada de sons. É uma combinação muito complexa de diferentes tons, frequências e outras características. Estes são feitos por diferentes instrumentos, a voz dos cantores e itens adicionados quando a música é gravada.
Os tweets são essenciais em um sistema de som para produzir toda a gama de sons que você pode ouvir. A música é muito mais agradável e soa muito mais natural por causa disso.
Imagem estéreo
Imagem estéreo é o termo usado para descrever como a música é gravada e reproduzida para fornecer pistas espaciais que informam ao seu cérebro de onde os sons estão vindo. Por exemplo, músicas gravadas por músicos podem ter alguns instrumentos no canal esquerdo, central e canal direito.
Os tweeters ajudam a reproduzir os sinais de áudio de maior alcance e a criar a “imagem” estéreo. A música tem sons diferentes em quase todas as faixas que nossos ouvidos podem ouvir. Além disso, normalmente é gravado em estéreo de tal forma que permite que o instrumento original de estúdio e a colocação do som (esquerda, direita, centro, etc) sejam reproduzidos.
Isso cria o que é chamado de imagem estéreo ao ouvir música de boa qualidade com seu sistema de som.
Twitters de carros
Uma imagem mostrando 3 das montagens de tweeter mais típicas instaladas de fábrica. Esquerda:painel. Centro:pilar montado. Direita:porta superior montada. Assim como os alto-falantes estéreo domésticos, eles são usados junto com outros alto-falantes, como woofers. Nos carros, eles geralmente são montados mais altos porque os tweeters são direcionais e reduzem a perda de volume. Como os tweeters produzem sons de alta frequência, nos carros eles são usados como parte de um sistema de alto-falantes nos carros, mas não sozinhos. Eles são usados ao lado de outros, como alto-falantes de componentes ou para complementar e melhorar o que já existe.
Um sistema de áudio automotivo com melhor som usará um alto-falante woofer, um ou mais crossovers passivos e um tweeter separado. (Observe que os tweeters de carro geralmente têm uma grade de alto-falante permanentemente conectada para proteção).
Um driver de médio porte produz frequências de médio a baixo alcance que possuem ondas sonoras maiores e não são tão exigentes em termos de localização. Os tweeters, no entanto, são direcionais, pois o som produzido por eles é ouvido melhor quando são apontados para seus ouvidos.
Os tweeters de fábrica geralmente estão localizados em um local menos do que ideal. Isso ocorre porque é um compromisso entre o espaço no veículo e os custos de produção da linha de montagem.
A localização do tweeter não é considerada muito importante pelos fabricantes de automóveis, exceto para veículos de luxo e outros sistemas de som premium.
Os sistemas de som automotivo personalizados geralmente obtêm o melhor som usando a montagem personalizada para superar as limitações de espaço e locais de montagem. Além disso, tweeters de pós-venda (não-fábrica) estão disponíveis em uma ampla variedade de níveis de qualidade, que discutirei mais adiante.
Como os tweeters são usados?
Usos comuns em sistemas de alto-falantes
Para um som de alta qualidade, um conjunto como este sistema de componentes de carro CT Sounds Strato pode ser usado. Os sistemas de alto-falantes componentes geralmente usam woofers e tweeters conectados a crossovers de alto-falante por meio de fio de alto-falante. Eles são projetados para combinar os drivers e separar a produção de som, enviando-o para o mais adequado para isso.
Tweeters são usados em sistemas de alto-falantes por um número limitado de razões (eles nunca são usados sozinhos):
- Em um sistema de alto-falantes de 2 ou 3 vias para produzir som, os outros alto-falantes não podem
- Para adicionar mais som de alta frequência (agudos) para efeito adicional
A maioria dos sistemas de alto-falantes em uso hoje são chamados de “2 vias”, pois usam uma combinação de 2 alto-falantes que são fornecidos com uma faixa limitada de som para produzir. Isso ocorre porque quase nenhum alto-falante vendido hoje com um único cone pode produzir toda a gama de sons que você pode ouvir.
A principal razão para isso é que alto-falantes grandes não podem produzir bem frequências mais altas (agudos) e alto-falantes pequenos não podem produzir frequências maiores (graves).
Os alto-falantes, em geral, são especializados e são mais adequados para uma variedade de sons.
Um alto-falante de médio porte como woofers (também chamados de alto-falantes “midbass” ou “woofers médios”) normalmente têm um desempenho terrível na faixa mais alta de som.
Portanto,
os tweets são essenciais para fornecer essa faixa de som ausente. Por que os tweeters precisam de crossovers?
Os crossovers dos alto-falantes do carro (esquerda) e os crossovers dos alto-falantes estéreo domésticos (direita) são responsáveis por direcionar os graves para os alto-falantes corretos. Eles protegem o tweeter e bloqueiam a distorção e a potência de graves potencialmente prejudicial de sobrecarregá-lo.
Como mencionei anteriormente, os tweeters precisam de crossovers como os da imagem acima por vários motivos:
- Tweeters não podem reproduzir sons de baixa frequência – eles distorcem muito
- Eles podem ser danificados se um sinal ou sinais de baixa frequência suficientemente grandes os conduzirem
- Reduz a potência aplicada e ajuda a protegê-la
Compreendendo os crossovers dos alto-falantes
Os crossovers de alto-falante de 2 vias (passivos) são extremamente comuns. O tweeter recebe sons que podem passar acima do ponto de cruzamento. O cruzamento de 2 vias mostrado é feito combinando uma seção passa-alta e uma seção passa-baixa. Neste diagrama, um indutor (bobina de fio) é mostrado como “L” e o capacitor como “C.” Em muitos casos, os tweeters vêm com um capacitor simples conectado em série com um dos terminais de fiação. Este é normalmente o terminal positivo (+) por convenção.
Os capacitores atuam como um crossover de áudio de ordem única (estágio único). Ou seja, eles têm uma inclinação de cruzamento que funciona a uma taxa de -6 decibéis por oitava (dB). Uma oitava é um termo usado para áudio e representa uma duplicação ou metade de uma frequência. Por exemplo, 400 Hz é uma oitava acima de 200 Hz.
Os crossovers de ordem mais alta filtram ainda mais graves que chegariam aos tweeters e são ainda mais eficazes. -12dB/oitava (2ª ordem) é um dos mais comuns e é eficaz sem ser muito caro.
Como você pode ver na imagem acima, um crossover de 2ª ordem (-12dB) requer um componente adicional chamado indutor. São bobinas de fio que reagem à música e reduzem a saída para o alto-falante em determinadas frequências.
Mostrado:Um alto-falante estéreo doméstico de 2 vias típico com um tweeter. Neste projeto de baixo custo, um único capacitor é usado em série como um crossover passa-alta para filtrar os graves. Isso também evita distorções e possíveis danos. O que significa uma classificação de impedância do tweeter?
Impedância, classificada em Ohms, é um termo usado para descrever a resistência elétrica total à corrente para um alto-falante. A bobina de voz de um tweeter é feita de uma longa quantidade de fio enrolado em uma bobina. Este fio tem resistência elétrica.
A impedância é importante, pois os crossovers são projetados para a classificação de seus tweeters. Além disso, os tweeters devem ser combinados com woofers e outros alto-falantes com classificação semelhante.
Se você não combinar a impedância dos alto-falantes, um deles tocará em um volume mais alto que o outro, pois mais energia os impulsiona. Isso ocorre porque a potência desenvolvida por um alto-falante é classificada diretamente de acordo com sua classificação em Ohms.
Tradicionalmente, os alto-falantes estéreo domésticos são classificados em 8 ohms, enquanto os alto-falantes do carro são normalmente de 4 ohms. O interessante é que, por exemplo, alto-falantes de 8 ohms não são exatamente 8 ohms. Essa é uma aproximação, pois eles geralmente estão um pouco abaixo disso (digamos 6 a 7Ω, por exemplo).
Classificações de potência do tweet
O tweeter médio não pode lidar com grandes quantidades de energia como alto-falantes maiores. Woofers e outros alto-falantes maiores podem dissipar grandes quantidades de calor e ter um calibre de fiação de bobina de voz maior.
Com algumas exceções, as classificações de potência como 15W (watts) RMS e acima são realistas. 25W-50W é bastante comum para modelos de preço médio vendidos hoje.
Os tweeters devem corresponder à impedância nominal esperada de um amplificador. Os amplificadores podem superaquecer se usados com alto-falantes muito baixos para seu design. (Por exemplo:não é aceitável usar tweeters de 4 ohms com um estéreo avaliado em 8 ohms no mínimo).
Eficiência do tweeter (classificação SPL)
Assim como outros tipos de alto-falantes, os tweeters têm uma classificação de eficiência. Isso informa quanto volume, em decibéis (dB) um tweeter produz para uma quantidade específica de energia.
Isso normalmente é listado como o parâmetro "SPL". No caso de alto-falantes, maior eficiência é melhor. Para tweeters médios, você pode esperar encontrar isso entre 89dB a 91dB em 1W.
Observação:dB @ 1W/1m é uma forma padrão de medir a eficiência do alto-falante com equipamento de teste com um microfone posicionado a 1 metro de distância. No entanto, existem 2 tipos de testes para isso e podem ser confusos.
É importante ao comparar tweeters ter certeza de que as medições são baseadas em tipos de medições semelhantes. Sempre que possível, compare 2 tweeters com medições baseadas no mesmo padrão de eficiência (1W/1M ou 2,83V/1M).
A razão para isso é que os tweeters de 8 ohms precisam de uma tensão mais alta aplicada para criar 1W de potência em oposição a um modelo de 4 ohms. Da mesma forma, a correspondência entre tweeters e woofers requer cuidados semelhantes ao fazer compras.
Tipos e materiais comuns de tweeters
Materiais
Exemplos de alguns dos tipos mais comuns de tweeters hoje. Um tweeter de domo macio (esquerda) geralmente é feito com tecidos ou materiais de seda, conforme mostrado. Um tweeter de domo de metal (direita) normalmente é feito de alumínio, titânio ou algum design híbrido. Alguns ouvintes preferem um ao outro, embora um tweeter bem projetado de um tipo possa superar o outro. É importante verificar todas as especificações e a resposta de frequência, se fornecida. Há simplesmente muitos materiais usados para listar aqui, mas vou cobrir alguns dos mais comuns. Não se esqueça que alguns vendidos hoje são feitos de uma variedade de materiais menos comuns.
Além disso, é importante sempre verificar atentamente, pois às vezes as especificações não são claras e são enganosas.
Alguns dos materiais mais comuns usados para tweeters incluem: - Seda, tecido ou outro tecido
- Mylar ou outros plásticos
- Plásticos revestidos de metal e materiais PEI
- Metais:alumínio, titânio e ligas
- Cúpulas cerâmicas e revestidas de cerâmica
- Kapton (em tweeters de fita)
Seda e têxtil são alguns dos materiais mais comuns utilizados. Titânio e outros tipos de metais como o alumínio também são bastante comuns para tweeters de faixa de preço média a alta.
Twitters de seda
Um tweeter de cúpula de seda é um dos tipos mais populares e geralmente um bom compromisso entre custo, desempenho e qualidade de som. Um ótimo exemplo é este par de tweeters de carro Polk Audio DB1001. Esses tipos tendem a ter um bom desempenho e, devido à sua rigidez extra, são frequentemente associados a uma certa “cor” do som. Outros materiais especiais, como cerâmica e até diamante, também são usados em outros.
No entanto, é muito importante entender que
o tipo de material usado para a cúpula do tweeter por si só não determina sua qualidade . Você precisa sempre verificar as especificações, como o gráfico de resposta de frequência, se fornecido.
Se nenhum for fornecido, é melhor procurar mais informações e comprar um modelo que forneça essas informações.
Caso contrário, você está apostando na compra de um tweeter que é muito “brilhante” ou “áspero”, pois pode ter certas faixas de som que enfatiza demais ou não o suficiente.
Mylar, PEI e outros
Os tipos Mylar e PEI usam plásticos para a cúpula. Eles são frequentemente encontrados em conjuntos de componentes econômicos ou alto-falantes coaxiais. Embora tenham um custo mais baixo, geralmente não são muito bons para um som preciso e nítido. Muitas vezes você pode ouvir a diferença ao compará-los diretamente com um par de tweeter de domo de seda.
Alguns modelos são híbridos e utilizam um tipo de revestimento metálico que pode ou não oferecer melhor desempenho. Todos os tipos listados são geralmente tweeters de cone em sua forma.
Tweets de buzina e buzina de compressão
Um tweeter de buzina (esquerda) pode ser acionado por um conjunto magnético ou driver piezo. Os tweeters piezo são muito altos e eficientes, mas não são muito bons em termos de qualidade de música. Um “super tweeter” geralmente é acionado por ímã e produz mais volume e tem uma potência mais alta do que os produtos médios. Ambos são frequentemente usados para eventos e reuniões de música ao ar livre. Os tweeters de corneta são uma classe especial de alto-falantes. Modelos básicos como tweeters piezo são baratos e não são bons para produzir bons tons musicais, mas são baratos e muito eficientes. Seu volume geralmente é muito maior do que os tweeters padrão (96dB vs. 91dB produzidos a 1 watt, por exemplo).
Ao contrário dos modelos que usam um ímã, um tweeter piezoelétrico usa um cristal piezoelétrico acoplado a um diafragma mecânico como um relógio digital ou relógio eletrônico usa para som. Eles geralmente têm uma impedância muito alta e podem nem precisar de um crossover. Um tweeter piezo é de baixo custo, eficiente (boa saída de dB por watt), mas não é bom para a qualidade do som.
Outros tweeters de buzina usados em sistemas estéreos domésticos de altíssima qualidade têm uma resposta de frequência muito boa, bem como som. Na maioria das vezes, são alto-falantes do tipo “buzina de compressão” com um ímã e uma cúpula que se conectam a um corpo de corneta que se expande para fora.
Isso ajuda a direcionar o som de forma mais eficaz e pode irradiar o som de forma mais uniforme do que outros.
Modelos de super tweeter e tweeter de bala
Estes são semelhantes a outros, mas podem ter uma forma de “bala” anexada à cúpula para ajudar a produzir altos níveis de som. Eles são ótimos para volume e mais manuseio de energia.
Você pode usar tweeters como esses para situações em que alta potência e volume alto são os principais requisitos. Para audição crítica e diversão em ambientes fechados, eles normalmente não são muito práticos.
Twitters de fita
Um tweeter de fita é um pouco diferente dos outros. Eles usam um design exclusivo com um diafragma de “fita” muito fino que se move para frente e para trás de forma linear para produzir som.
Tweeters desse tipo são alguns dos melhores e mais musicais disponíveis hoje, mas depende muito do design e da qualidade. Os preços variam de cerca de US $ 25 a US $ 600 ou assim.
Uma razão pela qual eles são tão únicos é que, ao contrário dos tweeters baseados em uma bobina de voz e um ímã, sua impedância é muito mais plana na faixa de resposta de frequência.
Isso significa que há menos interação com seu crossover devido a flutuações que ocorrem quando a frequência do sinal de áudio muda.
Twitters de radiador de anel (concêntricos)
Os tweeters de radiador de anel duplo (às vezes chamados de anel “concêntrico”) são um tipo único de tweeter com uma superfície móvel composta por vários anéis e um plugue central. Esses tipos são tweeters mais sonoramente precisos e musicalmente detalhados.
Tweeters desse tipo são menos comuns, no entanto.
Uma desvantagem é que, ao contrário de outros tipos, eles produzem muito menos som em ângulos (chamado de resposta fora do eixo). Isso significa que eles são mais adequados para sistemas de alto-falantes nos quais são direcionados diretamente ao ouvinte.
Noções básicas de resposta de frequência do tweeter
Tweeters têm características únicas como qualquer outro orador. Nesta imagem, você pode ver o nível de som produzido em diferentes frequências (chamada de “resposta”). Esses gráficos mostram a resposta do som em diferentes ângulos. Nos gráficos acima podemos ver que o Tweeter A tem quedas e picos que farão com que o som falte em algumas faixas e seja muito “dura” (muito alto) em outras. O Tweeter B tem uma resposta muito mais plana e ideal, pois é quase consistentemente o mesmo em toda a faixa de som produzida.
Tweeters, assim como qualquer outro tipo de alto-falante, têm limitações. Para uma determinada faixa, eles têm frequências nas quais sua resposta (nível de volume para uma determinada potência aplicada) é maior ou menor do que um volume médio de decibéis (dB) produzido.
Esses picos e vales (áreas onde a produção sonora é maior ou menor) não podem ser superados sem um equalizador ou outra compensação. As frequências na extremidade inferior da faixa de resposta são melhor esquerda para alto-falantes de médio porte
Não existe um alto-falante de tweeter “perfeito” – todos eles têm características boas e ruins, juntamente com fatores de preço, montagem e desempenho a serem considerados.
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