• Escolha do cabo do alto-falante

    A importância do cabo para a conexão entre o amplificador e o alto-falante é freqüentemente controversa. Os aficionados de alta fidelidade gastam fortunas em cabos que prometem resultados espetaculares. Nossa curta memória auditiva e nossa subjetividade levam muitos a confirmar estas melhorias em seus sistemas.

    A verdade é que há muito poucos estudos sérios sobre a importância do cabo em relação à qualidade sonora percebida. Um cabo tem impedância (oposição à corrente elétrica em função da freqüência), capacitância (comporta-se em certa medida como um condensador) e indutância (comporta-se como uma bobina). Entretanto, há alguns anos um artigo AES concluiu que as diferenças entre os cabos eram muito pequenas em termos de capacidade e indutância, e só reconhecia a importância da impedância.

    Portanto, convido-os a deixar de lado qualquer cabo com um preço tão exagerado quanto suas promessas, e olhar apenas para o calibre (secção, gauge) do cabo, no que diz respeito às características elétricas (então há questões práticas importantes em nossos negócios, tais como a facilidade com que ele pode ser enrolado, particularmente no frio, no qual não entraremos). Embora, de um ponto de vista sólido, mais grosso seja melhor, no final pode ser necessário adotar soluções de compromisso se o cabo ideal for impraticável devido ao peso, volume (em uma instalação fixa com muita fiação o espaço ocupado pelos cabos é um fator que pode ser importante) ou custo (novamente, em instalações fixas este é um parâmetro que pode ser muito significativo se forem usadas linhas muito longas).

    1. O cabo, o amplificador, o ladrão, sua mulher e o amante

    O fator de amortecimento de um amplificador pode ser definido como sua capacidade de controlar o movimento da bobina de um alto-falante. Um alto fator de amortecimento é desejável para obter um som seco em baixas freqüências, que de outra forma soará "frouxo" e "solto".

    Um amplificador ideal tem um fator de amortecimento infinitamente elevado. Na prática, pelo menos aqui no planeta Terra, os amplificadores apresentam alguma impedância de saída, resultando em fatores de amortecimento típicos entre 300 e 600 para uma carga de 8 ohm.

    O fator de amortecimento é calculado como a relação entre a impedância de carga (designada pela letra Z) e a impedância de saída:

    Zcarga
    Factor de amortiguamiento = ---------
    Zsaída

    Por exemplo, um amplificador com uma impedância de saída de 0,02 ohm (isto normalmente não é especificado, mas pode ser calculado limpando a impedância de saída na fórmula acima) conectado a uma carga de 8 ohm resulta em um amortecimento de 400. Neste exemplo, o amortecimento seria 200 para 4 ohm, 100 para 2 ohm e, seguindo a mesma lógica, 800 para 16 ohm.

    Até agora, tudo bem. Normalmente é recomendado um fator de amortecimento acima de 50, com um mínimo de 25. Como mencionado acima, isto é particularmente importante para baixas freqüências.

    As coisas se complicam quando adicionamos um cabo de um determinado comprimento. A impedância do cabo é diretamente proporcional ao seu comprimento. E inversamente proporcional à sua seção, ou seja, quanto mais grosso for, menor será sua impedância.

    Para calcular o fator de amortecimento com um cabo real, de um determinado comprimento e seção, entre o amplificador e a carga (o alto-falante), temos que adicionar à fórmula anterior um termo adicional que é a impedância do cabo.

    Zcarga
    Fator de amortecimento = ------------------
    Zsaída + Zcabo

    Exemplo para cargas de 4 e 8 ohm e um cabo número 14 (2 mm²) com um amplificador com um fator de amortecimento de 400 a 8 ohm
    Comprimento do cabo Fator de amortecimento resultante Impedância de cabo
    4 ohm 8 ohm
    5 40 80 0,08 ohm
    10 21 40 0,17 ohm
    15 15 30 0,25 ohm
    20 11 23 0,33 ohm

    Por exemplo, para 20 metros e 4 ohms o fator de amortecimento é 4/(0,33+0,02), que é igual a 11,4 (que temos arredondado para 11 na tabela, já que o resto da tabela usa valores arredondados para simplificar). Para o valor da impedância do cabo, assumimos que o condutor é feito de cobre, que será o caso em 99,9% dos casos (não incluímos o cálculo da impedância do cabo em função do comprimento e da seção para não complicar). A impedância varia com a freqüência, então poderíamos realmente calcular valores para todas as freqüências, embora para o dia a dia não valha a pena entrar nessas complexidades, então aqui nos limitamos ao cálculo com a impedância nominal.

    As vezes que a impedância do cabo torna-se maior que a impedância de saída do amplificador, o fator de amortecimento inicial do amplificador torna-se menos importante. Por exemplo, se dobrássemos o amortecimento do amplificador em nosso exemplo para 800 (a 8 ohm), o fator de amortecimento resultante para 8 ohms seria 89 e 23,5 para 5 e 20 metros respectivamente, o que é muito semelhante aos resultados que obteríamos para o fator 400 (80 e 23, como pode ser visto na tabela acima), particularmente para 20 m, já que quanto mais longo o cabo, menor a importância do fator de amortecimento (inicial) do amplificador.

    Já comentamos anteriormente que o fator de amortecimento afeta a "aderência" das baixas freqüências. Assim, dependendo da importância das baixas freqüências para as diferentes aplicações, podemos tomar a decisão sobre a seção de cabos que vamos utilizar. Por exemplo, em uma discoteca valerá a pena usar um cabo muito grosso para as caixas de baixo, enquanto que para um sistema de endereçamento público o amortecimento não é um fator que nos afeta devido ao fato de que apenas a voz é reproduzida, então escolheremos o cabo dependendo exclusivamente da perda de energia, como detalhado abaixo.

    2. Perda de energia

    Desde que a impedância do cabo está em série com a do alto-falante, o amplificador está fornecendo energia tanto para o alto-falante quanto para o cabo. Além disso, como o cabo eleva a impedância total do sistema, o amplificador irá fornecer menos energia. Entretanto, como os decibéis são calculados logaritmicamente, o cabo deve ser muito fino e muito longo para que a perda de energia seja significativa em termos auditivos, ou seja, em decibéis.

    Podemos dizer que uma perda de 1 dB é aceitável, e uma perda de 3 dB razoável, o que equivale a um desperdício no cabo de 11% e 29%, respectivamente, da potência que sai do amplificador. Mesmo que a perda de energia esteja dentro de limites razoáveis, isto não significa que o fator de amortecimento seja igualmente razoável. Na verdade, do ponto de vista do fator de amortecimento, uma redução SPL maior que 0,3 dB não é aceitável. Entretanto, para aplicações de endereço público/periférico e som ambiente onde o fator de amortecimento não é crítico, podemos usar um critério de seleção de cabos baseado apenas na redução do nível de pressão (ou perda de energia).

    Exemplo para cargas de 4 e 8 ohm e um cabo número 14 (2 mm²) com um amplificador de fator de amortecimento de 400 a 8 ohm
    Comprimento do cabo Perda de energia do cabo Perda de nível
    4 ohm 8 ohm 4 ohm 8 ohm
    5 2% 1% -0.2 dB -0.1 dB
    10 4% 2% -0.4 dB -0.2 dB
    15 6% 3% -0.6 dB -0.3 dB
    20 8% 4% -0.7 dB -0.4 dB

    Os cálculos acima assumem o cabo do alto-falante sem conectores, usual em instalações fixas. Os conectores também acrescentarão sua própria impedância, que é baixa mas não desprezível, portanto, do ponto de vista de manter a impedância tão baixa quanto possível, é preferível usar um único cabo do que emendar vários.

    3. Linhas de transformação

    Linhas de transformador, que utilizam tensões como 50, 70 ou 100V, permitem o uso de cabos mais finos do que em instalações de conexão direta (sem transformador). Nos referimos a estes sistemas de linha como "alta impedância", enquanto nossos 2, 4, 8 ou 16 ohms são "baixa impedância". A impedância de entrada de um alto-falante equipado com um transformador de entrada normalmente varia de várias centenas a vários milhares de ohms, o que significa que a impedância do cabo é agora pequena em comparação com a impedância dos alto-falantes. Na prática isto significa que podemos usar um cabo mais fino (e mais barato), ou carregar longos comprimentos de cabo.

    Nessas instalações o único critério ao selecionar o cabo deve ser a perda de potência, esquecendo o fator de amortecimento (já que o transformador impede a existência de um baixo seco). Às vezes é decidido usar alto-falantes com transformadores em uma instalação para evitar perdas de energia, quando muitas vezes um cabo mais grosso com alto-falantes de baixa impedância nos dará um sistema mais econômico com uma perda de energia dentro do razoável.

    A seção "Referência" em "Em profundidade" neste website contém tabelas para ajudá-lo a escolher o cabo certo para instalações de alta ou baixa impedância.

    4. Conclusão

    Elege sempre a espessura apropriada do cabo para a aplicação, o tipo de invólucro, a impedância de carga e o comprimento do cabo.



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