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LIVROS E ARTIGOS
O dumping é um fator: mitos e realidade
Fator de amortecimento (na literatura nacional - fator de amortecimento) - uma característica do amplificador que determina sua interação com a carga (sistema acústico). Na descrição de muitos amplificadores, esse parâmetro assume um significado quase místico. Qual fator de amortecimento é necessário e vale a pena perseguir números recordes? Os amplificadores de potência de frequência de áudio (UMZCH) em relação à carga são divididos em duas classes - fontes de tensão e fontes de corrente. Estes últimos encontram uso muito limitado, e quase todos os modelos seriais são amplificadores - fontes de tensão. Um amplificador ideal produz a mesma tensão de saída com qualquer resistência de carga. Em outras palavras, a impedância de saída de uma fonte de tensão ideal é zero. Porém, coisas ideais não existem na natureza, então um amplificador real possui uma certa resistência interna. Isso significa que a tensão na carga dependerá de sua resistência (Fig. 1).
Porém, a perda de tensão de saída não é a consequência mais importante do fato do amplificador possuir impedância de saída. Com qualquer movimento da bobina de voz na lacuna do sistema magnético, uma força eletromotriz (EMF) é induzida nela. Este EMF, fechando-se através da resistência de saída do amplificador, cria uma corrente que neutraliza o movimento da bobina. A magnitude desta corrente e a força de frenagem são inversamente proporcionais à impedância de saída do amplificador. Este fenômeno é chamado de amortecimento elétrico do alto-falante e determina em grande parte a natureza da reprodução dos sinais pulsados. Uma cabeça dinâmica é um sistema oscilante complexo que possui diversas frequências de ressonância (ressonância mecânica do sistema móvel, ressonâncias internas da suspensão e difusor, etc.). Quando um sinal de pulso é reproduzido, ocorrem oscilações nas frequências de ressonância do sistema. O problema é que com amortecimento fraco, essas oscilações amortecidas podem continuar mesmo após o término do impulso que as causou (Fig. 2). Como resultado, a reprodução será acompanhada por sons secundários que colorem o som.
A tarefa do projetista do sistema de áudio é amortecer o alto-falante para que as vibrações naturais desapareçam o mais rápido possível. No entanto, não há tantos fundos para isso. Existem três maneiras de umedecer a cabeça:
O amortecimento mecânico é determinado pelas características de projeto da cabeça dinâmica e é estabelecido na fase de projeto. Raramente é possível alterar seu valor em um alto-falante finalizado. Como solução independente, o amortecimento acústico é utilizado na forma de preenchimento do corpo do sistema acústico com material absorvente de som. Além disso, o amortecimento acústico está incluído no design dos cabeçotes fechados de médios e altas frequências. A resistência à radiação da cabeça dinâmica também tem alguma influência no amortecimento acústico. Contudo, a contribuição de todos estes componentes para o grau global de amortecimento da cabeça é pequena. Assim, o amortecimento elétrico torna-se a principal ferramenta para influenciar as características transitórias do sistema amplificador-alto-falante. A relação entre o caráter do som e a impedância de saída do amplificador foi percebida na época dos amplificadores valvulados, na década de 50. A diferença no som dos amplificadores com estágio de saída baseado em triodos e pentodos foi especialmente perceptível. Os amplificadores pentodo tinham uma impedância de saída significativa, como resultado da qual as cabeças dinâmicas eram subamortecidas e o som adquiria um tom estrondoso. A introdução do feedback negativo permitiu reduzir a impedância de saída do amplificador, mas não resolveu completamente o problema. É surpreendente que o debate sobre qual amplificador é melhor continue meio século depois. Mas não se trata apenas do amplificador, mas também do sistema de alto-falantes. Para avaliar as propriedades de amortecimento do amplificador, um novo parâmetro foi proposto - o fator de amortecimento, que é a razão entre a resistência de carga e a impedância de saída do amplificador.
Experimentos realizados ao mesmo tempo permitiram estabelecer o valor mínimo deste parâmetro - 5...8. A redução adicional na impedância de saída do amplificador praticamente não teve efeito nas características de pulso do sistema. Aliás, a ideologia do Hi-Fi (abreviação de High Fidelity) e o próprio termo tomaram forma no final dos anos 50. Neste ponto, foram determinados os requisitos mínimos para o sistema de áudio - a banda de frequência reproduzida, o fator de distorção harmônica (então era chamado de fator claro - “grau de pureza”) e a potência de saída. Posteriormente, após o advento dos amplificadores transistorizados e dos drivers dinâmicos especializados de baixa frequência com suspensão “leve”, o limite inferior do fator de dumping foi aumentado. Isso permitiu determinar de forma inequívoca o grau de amortecimento da cabeça pelos parâmetros do amplificador, independentemente das características do design acústico. Ao mesmo tempo, dentro de certos limites, foi garantida a “mesmice” do som de um determinado alto-falante com diferentes amplificadores. O famoso padrão DIN45500 definiu inequivocamente o coeficiente de amortecimento para amplificadores Hi-Fi - não menos que 20. Isso significa que a impedância de saída do amplificador ao operar com uma carga de 4 Ohms não deve ser superior a 0,2 Ohms. No entanto, a impedância de saída dos amplificadores modernos é muito menor - centésimos e milésimos de Ohm, e o fator de amortecimento, respectivamente, é de centenas e milhares. Qual o significado de uma melhoria tão significativa neste indicador? O coeficiente de amortecimento, neste caso, curiosamente, não tem nada a ver com isso. Apenas um componente é importante – a impedância de saída do amplificador. Nesse caso, ocorre a “mágica dos números”, pois todos estão acostumados com as centenas de watts de potência de saída dos amplificadores modernos e é preciso atrair o comprador com algo novo. Concordo que “fator de dumping 4000” parece muito melhor do que “impedância de saída 0,001 Ohm”. E em qualquer caso, isso significa apenas uma coisa - o amplificador tem uma impedância de saída muito baixa e é capaz de fornecer uma corrente significativa à carga (mesmo que por um curto período de tempo). E a ligação entre a potência de saída e o factor de dumping, embora directa, não é inequívoca. Assim, um termo que antes interessava apenas a especialistas encontrou uma nova aplicação. No entanto, há mais um personagem na história do fator de amortecimento - o cabo do alto-falante. E ele é capaz de estragar muito não apenas os números, mas também a qualidade do som. Afinal, a resistência do cabo é adicionada à impedância de saída do amplificador e se torna um componente do fator de amortecimento. Para um cabo com um comprimento de 2 m, uma resistência de 0,05 ohms é um indicador bastante decente. Mas para um amplificador com impedância de saída de 0,01 ohms, o fator de amortecimento em uma carga de 4 ohms com tal cabo diminuirá de 400 para 66. Ainda não há motivo para preocupação. Mas se você usar um "lace" fino de um conjunto de alto-falantes e torções duvidosas com uma resistência total de 0,3 ... 0,4 Ohm (a situação, infelizmente, ainda não é incomum), o fator de amortecimento cairá para 10, independentemente do desempenho do amplificador. Portanto, não vale a pena economizar em fios. Um crossover passivo cria problemas semelhantes. Portanto, bobinas com núcleo ferromagnético são usadas em cruzamentos com mais frequência do que as de “ar” - isso permite não apenas economizar fios de cobre caros (“eles têm”), mas também reduzir significativamente a resistência da bobina. É claro que quando o núcleo é remagnetizado, ocorrem distorções de sinal não lineares adicionais, mas na maioria dos casos isso é um mal menor do que os alto-falantes subamortecidos. A propósito, a diferença no som de sistemas com crossovers de designs diferentes é muitas vezes determinada não tanto pela natureza da distorção introduzida, mas pelos diferentes amortecimentos do alto-falante. Nos casos em que a “consciência não permite” a instalação de bobinas com núcleo, a falta de amortecimento pode ser compensada por métodos acústicos. Mas o amortecimento acústico não possui todas as capacidades do amortecimento elétrico e pode acabar sendo mais caro. É possível calcular a impedância de saída de um amplificador em condições amadoras se, com o mesmo sinal de entrada, medir sua tensão de saída em marcha lenta (Eo) e em uma carga (U) de uma certa resistência (R). No entanto, a precisão deste método simples diminui quando a impedância de saída do amplificador é inferior a 0,05 ohms.
Conclusões:
Publicação: www.bluesmobil.com/shikhman
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