Subwoofers típicos produzem frequências sonoras abaixo de 30 Hz, mas humanos mal detectam frequências menores que 20 Hz. Por isso muitos fabricantes declaram resposta de frequência de 20 Hz a 200 Hz.
No início dos anos 1970, pesquisadores descobriram que nível de pressão sonora (SPL) aumentado ajudava humanos a perceber frequências abaixo de 20 Hz e inventaram subwoofers rotativos para isso.
Neste artigo, falamos sobre o que são subwoofers rotativos, seus usos e como funcionam.
Um subwoofer rotativo, também conhecido como subwoofer hélice, é como subwoofer convencional, mas usa movimento da bobina de voz de alto-falante tradicional para alterar o passo de uma hélice girando em velocidade constante. O sinal de áudio da bobina de voz controla o passo da lâmina do ventilador e garante que o subwoofer reproduza frequências sonoras incrivelmente baixas. Estes subwoofers avançados comprimem ar em sala vedada para produzir frequências sonoras até 0 Hz.
A tecnologia air woofer garante que subwoofer rotativo produza frequências sonoras muito baixas. Além disso, permite que o amp consuma pouca energia enquanto ainda entrega boa experiência de áudio.
O amp consome menos energia que subwoofer tradicional devido ao mecanismo de funcionamento por trás destes diferentes tipos de subs.
Isso porque amplificador só muda o passo das lâminas, significando que requer muito menos potência por dB de som gerado para acionar woofer rotativo que subwoofer convencional.
Lembre-se, com subwoofer convencional, sinal de entrada deve acionar bobina de voz dentro de campo magnético que aciona cone para deslocar ar produzindo som. Isso requer mais energia.
Veja como subwoofer rotativo ou hélice funciona em detalhes.
Primeiro, sinal de entrada para bobina de voz muda passo das lâminas do ventilador enquanto gira em velocidade constante, frequentemente entre 600 RPM e 800 RPM. Para explicar melhor, sinal de entrada muda passo das lâminas correspondendo à forma de onda do sinal.
Isso é possível porque ventilador oscila tanto positivo quanto negativo, em relação a posição de lâmina girando com passo zero. Assim, representa forma de onda do sinal de entrada.
Ondas de pressão sonora geradas afetam humanos. Também as sentimos.
Caso não haja sinal, rotativo não produz som. Isso acontece pois lâminas giram "planas" com passo zero.
Único dever do amp de áudio é mudar passo das lâminas. Mas giro lança onda acústica para frente e trás das lâminas.
Quando mudança no passo da lâmina é excelente, aptidão da onda sonora resultante torna-se excelente também, e o inverso também é verdadeiro.
Subwoofers rotativos são projetados para serem mais eficientes que tecnologia tradicional. Conforme frequência sonora cai abaixo de 20 Hz, eficiência de diafragma cônico convencional cai.
Como exemplo, considere o que aconteceria se frequência reduzisse pela metade para subwoofer convencional. Se isso acontece, diafragma deve deslocar pelo menos quatro vezes mais ar para produzir mesma amplitude sonora. Isso significa diafragmas cônicos convencionais requerem muita energia para reproduzir baixas frequências necessárias.
Por outro lado, impedância acústica de subwoofers rotativos sempre perfeitamente combinada ao ambiente circundante.
Devido a isso, reproduz quantidades significativamente menores de frequência em níveis excepcionalmente altos. Isso os torna mais eficientes na reprodução de frequências muito baixas que subwoofers baseados em cone.
Ilustremos novamente para melhor compreensão. Imagine o que aconteceria se frequência reduzisse pela metade. Neste caso, lâminas giram duas vezes mais por ciclo. Assim, lâminas dobram área do diafragma. Isso se traduz em resposta de frequência relativamente plana até 1 Hz na maioria das salas de audição.
Como subwoofers rotativos produzem menor frequência, precisa usar equipamento científico para verificar nível de eficiência. Ex: medidor de dB.
Isso é necessário pois nenhum ouvido humano detecta sons tão baixos. Lembre-se, eficiência de subwoofer rotativo sempre reduz constantemente conforme frequência cai para zero.
Em outras palavras, "vibrações" do sub provavelmente produzidas em forma não originalmente desejada. Boa notícia: subwoofers rotativos com grandes diâmetros têm capacidade de produzir tons mais baixos eficientemente.
Em subwoofers rotativos, impedância acústica é bem combinada. Assim, subwoofer rotativo requer menos potência do amplificador para dar mesma saída que subwoofer convencional.
Exemplo: se subwoofer rotativo requer 100W para reproduzir som de qualidade a 20 Hz, subwoofer tradicional precisará de até 500 watts para mesma saída na mesma frequência.
Se preocupado com alto consumo de potência do subwoofer, pode adquirir subwoofer rotativo e criar experiência cinematográfica desejada a custo acessível.
Como vimos, subwoofers rotativos reproduzem frequências abaixo de 20 Hz. Isso mostra que conforme frequência de entrada excede taxa de rotação do ventilador, distorção pode aumentar.
Para o ventilador, 20 Hz é aproximadamente 1.200 RPM. Modelos atuais limitam distorção, usando motores de indução CA a cerca de 800 RPM (13 Hz). Além disso, uma vez instalados, são cuidadosamente reforçados para lâminas ficarem nas aberturas circulares.
Devido a este design único, subwoofer move ar entre câmaras externas e gera pressão sonora tanto na traseira quanto frente sem tentar cancelar um ao outro.
Isso sozinho pode não dar adequado para aplicação pretendida. Sem dúvida, custo pode parecer alto. Porém, saída vale o investimento. Unidade também requer câmara coletora na frente.
A câmara neutraliza efetivamente ruído emanado das lâminas giratórias. Uma vez lâminas posicionadas em recorte circular, qualidade sonora melhora significativamente, especialmente se têm câmara de onda traseira adequada.
Subwoofers rotativos têm áreas de radiação efetiva incrivelmente grandes. E esta a razão que precisamos de câmaras de onda traseira enormes. Tipicamente, significa que precisa de sala inteira, porão ou sótão para melhor experiência de áudio.
Se fornecer todos requisitos, pode esperar subwoofer rotativo produzir não menos que 95 dB SPL de 20 Hz até abaixo de 1 Hz, frequência sonora incrivelmente baixa. Mas ouvido humano consegue perceber?
Sim, segundo testes de audição de vários especialistas, incluindo Bruce Thigpen, desenvolvedor do Modelo 17 Thigpen Rotary Subwoofer, ouvimos o som, mas precisamos de SPLs altos. Subwoofers rotativos oferecem solução. Por isso são considerados subwoofers SPL. Leia mais sobre o que é subwoofer SPL para mais detalhes.
Como vimos, pesquisas recentes dissiparam crença que humanos só sentem frequências sonoras de 20 Hz acima.
Porém, é verdade que nossos ouvidos são muito menos sensíveis a frequências baixas, significando que precisamos de níveis de pressão sonora mais altos para senti-las. Como mover cones de subs típicos não produz estas baixas frequências, mas subwoofers rotativos são ideais para este propósito.
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