A maioria das pessoas entende a importância das especificações de potência de amplificadores. Na maioria dos casos, mais potência é uma coisa boa, até você atingir os limites térmicos ou de suspensão dos alto-falantes que está usando. Uma especificação que também é muito importante em um amplificador, processador ou unidade de fonte de eletrônicos móveis é Relação Sinal-Ruído. Neste artigo, vamos explicar o que são números de Relação S/R e por que são importantes.
Acontece que quando você passa um sinal através de qualquer dispositivo – como um pedaço de fio, resistor, capacitor, indutor, transistor ou qualquer outra coisa que você possa pensar – um minúsculo pouquinho de ruído é adicionado ao sinal. Existem muitos tipos diferentes de ruído. O movimento aleatório de elétrons ricocheteando enquanto passam através de um dispositivo causa ruído térmico. Temperaturas mais altas resultam em mais ruído. Outro ruído comum é Ruído de Tiro (Shot Noise). A diferença nos tempos de chegada de elétrons enquanto cruzam uma barreira ou gap entre dois materiais causa Ruído de Tiro. Dispositivos como transistores e diodos, que têm diferentes camadas de materiais dentro, são fontes comuns de Ruído de Tiro. Existem muitos mais tipos de ruído.
Como você pode imaginar, a quantidade de ruído gerada por qualquer um desses dispositivos é minúscula. Quando você soma um pouquinho de ruído de um monte de componentes, então amplifica o sinal resultante, a quantidade de ruído na saída de um circuito cresce dramaticamente.
Ruído acontece em unidades de fonte, processadores de sinal e amplificadores. Uma vez que você adiciona ruído à cadeia de sinal, é essencialmente impossível removê-lo.
Uma maneira fácil de ouvir como ruído soa é conectar um fone de ouvido ao seu laptop e aumentar o volume bastante. Você ouvirá um chiado através dos fones. Isso é ruído. (Nota: Por favor, tenha cuidado, queremos você como entusiasta de áudio para a vida. Tire os fones antes que seu computador toque um som e você arrisque danificar sua audição.)
Existem algumas maneiras de quantificar o ruído que um componente eletrônico cria. Um método é simplesmente declarar o ruído na saída do dispositivo em termos absolutos. A medição poderia ser em volts ou watts, e quantifica a amplitude do sinal de ruído. Você não verá isso usado para descrever componentes de áudio, no entanto.
O método mais comum de quantificar o ruído que um produto adiciona ao sinal é comparar o nível de ruído ao do sinal de áudio saindo do dispositivo. Como a diferença nestes níveis pode ser bastante grande, declaramos a razão do nível do sinal para o nível de ruído usando a escala decibel (dB). A escala decibel é logarítmica. Como tal, uma diferença de 6 dB representa uma duplicação da razão de amplitude, 20 dB é dez vezes a amplitude, 40 dB é 100 vezes, 60 dB é 1000 vezes e 80 dB é 10.000 vezes e assim por diante.
Vamos olhar para um amplificador de qualidade moderada – nada incrível, nada desastroso. Vemos que este amplificador fictício tem uma Relação S/R de -82,3 dB quando referenciado a 1 watt de potência de saída em uma carga de 4 ohms. O que isso significa? Bem, primeiro, sabemos que para produzir 1 watt de potência em um alto-falante de 4 ohms, precisamos de 2 volts RMS de sinal saindo do amplificador. Nosso nível de ruído é 82,3 dB mais silencioso que 2 volts. Usando uma calculadora online, isso significa que o ruído produzido por este amplificador é 0,00006918309709189363 vezes menor que 2 volts, então é cerca de 0,000138 volts. Um pouquinho mais de matemática e isso dá 4,785 nanowatts.
Não. Não é muito ruído. E na maioria dos casos, você provavelmente não consegue ouvi-lo.
E se trabalharmos duro e encontrarmos um amplificador abaixo da média? Algo com especificação S/R por volta de 70 dB? Se aplicarmos essa matemática aos nossos 2 volts de saída nominal, obtemos um nível de ruído de 99,99 nanowatts. Sim, isso é MUITO mais watts comparado ao exemplo anterior.
Se você olhar uma especificação de amplificador de mais de cerca de 10 anos atrás, ou vir um número anormalmente alto, eles podem estar classificando o nível de ruído usando a capacidade máxima de saída do amplificador como fator de comparação. Se medirmos o nível de ruído de saída de um amplificador a 1 watt para ser 85 dB, então você aumenta a saída do amplificador para 10 watts, assumindo que não faz ruído adicional, a relação S/R será -95 dB. Se o amplificador puder produzir 100 watts sem mais ruído, a razão agora é -105 dB. Existem centenas de amplificadores que podem produzir 1000 watts – então essa medição de razão de ruído seria agora -115 dB. Quando se trata de imprimir números em uma caixa de presente, em um folheto ou publicá-los em um site, ser capaz de dizer que a Relação S/R é -115 dB parece muito mais atraente que -85 dB.
A especificação CEA-2006 estabeleceu um conjunto padrão de diretrizes para medição de ruído de Relação S/R. A especificação dita que medimos a Relação S/R comparada a 1 watt de saída em uma carga de 4 ohms. Uma nova especificação está em andamento que ajudará a quantificar o ajuste da configuração de sensibilidade no amplificador durante o processo de medição. Como está, quanto menor a configuração do amplificador, melhor a medição da relação S/R. Quer confirmar? Na próxima vez que você estiver instalando um amplificador, ligue o sistema sem sinal conectado ao amplificador e ouça os alto-falantes. Então gire o ganho do amplificador até o máximo. Você ouvirá o nível de ruído aumentar. Por favor, volte o ganho para baixo e desligue o sistema antes de prosseguir.
Como podemos quantificar o desejo de não adicionar ruído ao nosso sinal? Aqui está uma analogia simples. Se você comprou uma TV nos últimos anos, pode ter ouvido a expressão 'pretos mais pretos'. 'Pretos mais pretos' refere-se a quão escura a tela fica quando não há sinal. Mais preto é melhor. Quando você pensa no seu sistema de áudio, uma relação S/R 'mais negativa' significa que o ruído é mais silencioso que o sinal de áudio. Não queremos ouvir ruído. -90 dB é melhor que -80 dB. Entendeu? Claro?
Existem tantos critérios para equilibrar ao escolher qualquer produto de áudio automotivo. Níveis de potência, eficiências, características de distorção, recursos e funções todos desempenham um papel importante. Entender o significado da medição de relação S/R é muito importante. Não queremos NENHUMA distorção ou ruído adicionado à nossa música, mas as leis da física nos negam esse luxo. Faça seu melhor para escolher produtos que, através de design cuidadoso e escolha de componentes internos, minimizem estes efeitos negativos. Seu especialista local em eletrônicos móveis pode ajudar a direcioná-lo para equipamentos incríveis. Passe e confira o que há de novo.
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