Um som de qualidade é agradável aos ouvidos, e é por isso que muitos dispositivos incorporados a um sistema de áudio visam produzir um som excelente. Então, os amplificadores são um dos componentes que tornam o áudio tão atraente?
Um amplificador melhora a qualidade do som de várias maneiras. Os amplificadores são fundamentalmente feitos para modular o volume, mas também podem impactar a linearidade e o tom do som. No geral, a qualidade do som depende do tipo de amplificador, configuração, fatores externos como a acústica do ambiente, entre outros.
Neste artigo, abordaremos vários tópicos relacionados a esta pergunta em mais detalhes, incluindo: o que é um amplificador e sua função, como um amplificador funciona, os tipos de amplificadores e como vários fatores afetam a qualidade do som. Por fim, daremos algumas dicas para ajudá-lo a obter um som melhor do seu sistema de áudio.
Um amplificador (também conhecido informalmente como "amp") é um dispositivo ou componente eletrônico que aumenta a potência, tensão ou corrente de um sinal.
Alimentado por uma fonte de energia elétrica, um amplificador capta o pequeno sinal elétrico aplicado em seu terminal de entrada, amplifica-o e produz um sinal proporcionalmente maior em seu terminal de saída.
Para simplificar, no caso de um amplificador de som, por exemplo, o amplificador recebe o som na entrada e produz um som mais alto na saída, visando reduzir distorções ao máximo.
Um amplificador pode ser um dispositivo/equipamento distinto ou um circuito elétrico colocado dentro de outro dispositivo.
Amplificadores podem ser encontrados em quase todos os dispositivos eletrônicos, então existem vários tipos. Também há várias maneiras de classificá-los.
Existem diferentes sinais que um amplificador pode modular. Se o sinal de entrada for de tensão, o ganho do amplificador será um ganho de tensão, produzindo tensão mais alta.
Um sinal de entrada de corrente significa que o amplificador produz uma corrente de saída elevada.
Amplificadores também podem produzir potência de saída amplificada como produto da tensão e corrente da fonte de entrada.
Diferentes classes de amplificadores de áudio têm configurações de circuito e métodos de operação variados. Esta classificação diferencia amplificadores com base em:
Classe A são considerados a melhor classe porque provavelmente soam melhor. Produzem a melhor linearidade, baixa distorção de sinal e alto ganho. A desvantagem é que são grandes, pesados e ineficientes. Sua ineficiência se deve à perda contínua de energia, o que também os faz produzir muito calor.
Classe B foi projetada para superar as deficiências dos amplificadores Classe A. Portanto, amplificadores Classe B são mais baratos, mais eficientes (cerca de 70%) e operam mais frios. Infelizmente, oferecem linearidade ruim e algum nível de distorção.
Classe AB (como o nome sugere) oferece uma combinação da eficiência da Classe B (50-70%) e da excelente linearidade da Classe A.
Classe C tem a melhor eficiência, cerca de 80%, mas a pior linearidade e distorção pesada.
Com todos esses fatores em mente, cada classe de amplificador tem seus prós e contras. Aqui está um resumo:
| Classe do Amplificador | Eficiência Aproximada | Prós | Contras |
|---|---|---|---|
| A | ~15-35% | Baixa distorção de sinal Alto ganho |
Grande e pesado Ineficiência = produção de calor |
| B | ~70% | Eficiência relativamente alta | Linearidade ruim Potencial para distorção de crossover |
| AB | ~50-70% | Mais eficiente que Classe A Baixa distorção de sinal |
Eficiência é boa, mas não excelente |
| C | ~80% | Ótima eficiência | Pior linearidade Alto nível de distorção |
Amplificadores de Frequência de Áudio (Amplificadores A.F.): Amplificam sinais de áudio dentro da faixa de audição humana, ou seja, 20 Hz a 20 kHz. Mesmo assim, alguns amplificadores de áudio Hi-Fi podem amplificar sinais de até 100 kHz, enquanto outros amplificadores A.F. têm limite superior de 15 kHz. Estes amplificadores são usados para operar alto-falantes.
Amplificadores de Frequência Intermediária (Amplificadores I.F.): Usados para amplificar sinais de tensão de rádio, TV ou radar antes que a informação de áudio ou vídeo transportada pelo sinal seja desmodulada.
Amplificadores de Radiofrequência (Amplificadores R.F.): Amplificam a potência de sinais de rádio de baixa frequência. São amplificadores sintonizados cuja frequência de operação é controlada pelo circuito sintonizado. Amplificadores R.F. têm baixo ruído, e alguns têm pouco ou nenhum ganho.
Amplificadores de Banda Larga: Usados em dispositivos que precisam medir sinais em uma ampla gama de frequências, como osciloscópios.
Amplificadores Ultrassônicos: Tipo de amplificador de áudio que amplifica ondas ultrassônicas com frequências entre 20 kHz e cerca de 100 kHz. Usados em ultrassonografia, sistemas de controle remoto, limpeza ultrassônica, etc.
Amplificadores de Vídeo: Tipo de amplificador de banda larga. Amplificam sinais de vídeo, que transportam informação de imagem em TV, vídeo e sistemas de radar. A largura de banda varia dependendo do uso. Para TVs, varia de 0 Hz a 6 MHz; em sistemas de radar, é muito mais ampla.
Amplificadores de Corrente Contínua (Amplificadores DC): Amplificam sinais de frequência muito baixa, como tensões DC (0 Hz). Comumente usados em instrumentos de medição e sistemas de controle elétrico.
Amplificadores Buffer: Têm ganho de um, ou seja, não amplificam o sinal. São usados para isolar circuitos uns dos outros para que a operação de um não afete a do outro. Servem como dispositivos de casamento de impedância, pois sua entrada tem alta impedância e a saída, baixa impedância.
Amplificadores Operacionais (op-amp): Um op-amp é um amplificador de tensão com alto ganho. Tem entrada diferencial e saída single-ended. Op-amps estão entre os dispositivos eletrônicos mais usados hoje. São usados em diversos dispositivos industriais, de consumo e científicos.
Existem três conexões principais em um amplificador que permitem seu funcionamento:
O amplificador obtém sua alimentação da fonte de energia, como uma tomada de parede. A corrente elétrica é enviada a um sistema tipo válvula conhecido como transistor. O transistor é um resistor variável que controla a quantidade de corrente no circuito com base no sinal recebido da fonte através da conexão de entrada.
À medida que a fonte de entrada libera um sinal, o transistor reduz sua resistência, a corrente flui, o som é amplificado e um sinal maior é enviado à conexão de saída. Quanto maior o sinal de entrada, mais corrente flui pelo circuito, resultando em maior amplificação.
O sinal amplificado enviado à conexão de saída é o que você ouve pelo alto-falante como um som alto.
A quantidade de amplificação é calculada pela razão entre o sinal de saída e o de entrada. Isso é conhecido como ganho do amplificador. Por exemplo, um ganho de 3 significa que o amplificador triplica o tamanho do sinal de entrada.
Para cada amplitude de entrada (basicamente volume do som), um amplificador produz um aumento correspondente na saída. Mas amplificadores não podem amplificar sinais indefinidamente.
Existe uma faixa de amplitudes que cada amplificador pode trabalhar com base em sua potência nominal. No limite superior, o volume de entrada produzirá o nível máximo de saída e nada mais.
Tentar entregar um sinal de saída além de sua capacidade máxima pode resultar em um fenômeno chamado clipping (corte). Isso pode aumentar a distorção e, portanto, afetar a qualidade do som.
Som de boa qualidade é a soma de vários fatores, e nenhum deles isoladamente pode produzir a qualidade de áudio desejada.
Todo dispositivo incluído em um sistema de áudio, por exemplo, impacta as características do som produzido. Seja microfones, mesa de som, alto-falantes, cabos ou o amplificador, cada componente precisa ser de alta qualidade.
No caso do amplificador (foco principal deste artigo), a qualidade varia conforme a marca. Algumas marcas são simplesmente superiores e tendem a funcionar melhor. Conhecer as melhores marcas o ajudará a dar um passo mais perto de ter som de alta qualidade (mantidos todos os outros fatores constantes).
A classe do amplificador também importa. Como vimos, diferentes classes têm ganho, linearidade, níveis de distorção e eficiência variados. Amplificadores com alta linearidade produzem saídas que se assemelham mais fielmente à entrada. E este é um dos aspectos da qualidade do som.
O ganho do amplificador também varia de uma classe para outra. Isso significa que o som amplificado será mais alto em alguns amplificadores e mais baixo em outros.
Com base nesses fatores, amplificadores Classe A e AB são sua melhor aposta para obter ótima qualidade de áudio.
Fatores externos referem-se ao ambiente onde se ouve o som. Aqui também, toda variável pode afetar as características do som. Por exemplo, o formato da sala, tamanho, temperatura e níveis de umidade.
Vejamos os fatores externos mais importantes que afetam a qualidade do som.
Acústica do ambiente refere-se a como ondas sonoras se comportam em um espaço fechado ou sala de audição.
Embora as pessoas gastem muito dinheiro comprando os melhores sistemas de som, poucas consideram a importância da acústica do ambiente para produzir som de alta qualidade. Os itens na sala, móveis e superfícies todos impactam como seu áudio soará quando reproduzido naquele espaço.
A principal preocupação é como o som ricocheteia ou é refletido por vários objetos e superfícies na sala. Objetos diferentes a distâncias variadas refletem o som em tempos diferentes. Essas reflexões podem distorcer a clareza do som.
Por exemplo, móveis de madeira, pisos, paredes e janelas de vidro refletem a maioria dos sons de alta frequência. Além disso, alguns objetos duros também podem vibrar e se tornar fonte de ruído interferindo no som principal.
Por outro lado, superfícies macias como cortinas grossas de lã e carpetes também afetam a qualidade do som. Essas superfícies absorvem a maioria das baixas frequências, resultando em um efeito de som abafado.
A solução é criar um ambiente acústico com bom equilíbrio entre superfícies absorventes e reflexivas. Se a sala tem muitas reflexões, considere adicionar um tapete no piso de madeira ou pendurar tapeçarias nas paredes. Em configurações mais formais, você pode adquirir painéis de absorção sonora portáteis.
Para melhor compreensão, aqui está um vídeo curto explicando como o som funciona em salas:
https://www.youtube.com/watch?v=JPYt10zrclQ
O tamanho da sala onde seu sistema de som está instalado também afeta a qualidade do som. O principal problema aqui é o que se chama tempo de reverberação.
Tempo de reverberação mede quanto tempo leva para o som desaparecer ou decair. Este parâmetro é expresso como RT60, referindo-se ao tempo que o som leva para cair 60 decibéis abaixo do nível do som direto. Tempo de reverberação mais longo afeta a qualidade do som por sobrepor-se ao som original que você precisa ouvir.
Espaços grandes com paredes e tetos amplos criam mais reflexões e resultam em tempo de reverberação aumentado. O oposto ocorre em salas menores.
De qualquer forma, o tempo de reverberação ideal também depende do propósito da sala de audição. Para uma sala ou auditório destinado a performances musicais, tempo de reverberação mais longo (2,0 segundos ou mais) é preferido para boa qualidade de som. Se a sala é para ouvir discursos ou conversas, um tempo de reverberação menor (menos de 1,5 segundos) é necessário.
Outra forma que o tamanho da sala afeta a qualidade do som é a quantidade de potência necessária para preencher o espaço com som. Para uma sala grande, um sistema de som mais potente será necessário para preenchê-la adequadamente. Por outro lado, ouvir áudio em uma sala menor com sistema menos potente soará melhor do que em um espaço amplo.
Umidade é o nível de retenção de umidade no ar. Embora em pequeno grau, os níveis de umidade e temperatura de uma sala podem afetar a qualidade do som de um sistema.
A ciência do som revela que o som requer um meio para se propagar. Em uma sala de audição, o ar é o meio. Portanto, quando o ar está úmido, significa que agora existem dois meios pelos quais o som deve passar: ar e água (embora não em estado líquido).
O impacto da umidade no seu áudio dependerá da qualidade do sistema e do tipo de som. Como a umidade afeta a densidade da atmosfera, o impacto será sentido em sinais de média e alta frequência, pois dependem de energia de raio. Sinais de baixa frequência são relacionados à pressão e não serão impactados tanto.
Quanto mais úmido o ar, mais denso o meio para o som passar; portanto, as ondas sonoras desaceleram.
Embora este seja um impacto real no som, a diferença não é facilmente perceptível, especialmente se houver múltiplos canais na sala com muita energia sendo produzida. Apenas um ouvido muito aguçado e que já dominou outras acústicas da sala conseguirá reconhecer o impacto da umidade na qualidade do som.
Até agora, vimos fatores que afetam a qualidade do som do seu sistema. Para melhorar seu som, aqui está um breve resumo de algumas dicas que você pode implementar facilmente.
Sempre que a qualidade do seu som não estiver ao seu gosto, a primeira coisa a considerar são os componentes do seu sistema de áudio. Avalie cada um para encontrar a fonte do problema.
Comece pelos fios e cabos. Os alto-falantes estão ligados "em fase"? Olhe cada alto-falante e observe falhas óbvias como espuma deteriorada.
Se tudo parecer ok, mas a qualidade do som ainda for ruim, considere atualizar seu equipamento para dispositivos de alta qualidade.
Se você puder ter uma sala isolada para ouvir música, isso é um plus. Você pode ajustar a configuração da sala para obter a melhor acústica.
Reduza superfícies duras na sala para não obter muitas reflexões sonoras que distorcem a qualidade. "Suavize" a sala, mas não exagere, ou seu áudio acabará soando artificial devido à absorção excessiva do sinal.
Alto-falantes estéreo ou multicanal requerem posicionamento ideal para produzir som excelente.
Primeiro, certifique-se de que seus alto-falantes não estão diretamente no chão. Coloque-os em suportes. Isso melhora a fidelidade do som. Também garanta que os alto-falantes estejam firmemente montados para minimizar vibrações, que podem criar ruído indesejado. Em seguida, crie alguma distância entre os alto-falantes e a parede traseira.
Dedicar tempo para organizar sua sala e encontrar a configuração perfeita para seu sistema. Tentativa e erro também é uma estratégia para eventualmente alcançar ótima qualidade de som.
O sistema de menu na maioria dos receptores/amplificadores estéreo permite ao usuário fazer ajustes em diferentes recursos e funções de som. Preste atenção na saída de graves, tamanho do alto-falante e volume do alto-falante. Estes são os mais importantes para criar seu som preferido.
Embora o trabalho principal de um amplificador seja amplificar sinais, ele também pode afetar a qualidade do som, por exemplo, a precisão de sua saída em relação ao sinal de entrada (fidelidade) e o quanto elimina distorção.
Mesmo assim, a qualidade do som de qualquer sistema de áudio não depende apenas do amplificador, mas também de todos os outros componentes do sistema e dos fatores externos onde o áudio é reproduzido. Todos esses fatores, quando bem otimizados, podem resultar em som de alta qualidade segundo a preferência do usuário.
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