Se você gasta algum tempo lendo discussões de áudio automotivo no Facebook ou em fóruns, sem dúvida já encontrou comentários sobre as supostas desvantagens de usar cabos RCA Y. Parece haver muito equívoco ou mal-entendido sobre como funcionam os sinais de pré-amplificador, e essa desinformação leva a comentários que nem sempre são precisos. Vamos levar (mais do que) alguns minutos para esclarecer as coisas.
O sinal de áudio que conecta sua unidade principal ao seu amplificador é tanto muito fraco quanto bastante pequeno. A tensão do sinal de pré-amplificador raramente excede 10% da capacidade máxima de tensão da sua unidade principal por várias razões. Primeiro, o nível do sinal é diretamente proporcional à saída do sistema. Quando o volume está baixo, o sinal é baixo em amplitude.
O segundo fator que contribui para a amplitude microscópica do sinal de pré-amplificador é conhecido como Fator de Crista (Crest Factor). Por uma definição formal, o Fator de Crista é a razão entre a amplitude de pico do sinal e o valor RMS de uma forma de onda. Para uma onda senoidal pura, esse valor seria 1,414. Para música, o valor do Fator de Crista é muito maior.
Analisamos algumas músicas diferentes para obter números relacionáveis. A nova música "Run" do Foo Fighters tem amplitude máxima de +0,15 dB e amplitude RMS de -12,7 dB ao longo de toda a faixa. Para simplificar a matemática, vamos chamar de 13 dB, que é uma proporção pouco inferior a 20:1. Também analisamos "Heathens" do Twenty One Pilots e descobrimos que tem um Fator de Crista de 10,5 dB, ou cerca de 11,25:1.
Se pensarmos na tensão mais alta possível em nosso sinal de pré-amplificador como sendo 4 volts, então a tensão média para a faixa acima seria 200 milivolts e 355 milivolts, respectivamente. O pico de 4V só acontece quando o volume está no máximo. Não se esqueça disso.
Outra característica do nosso sinal de pré-amplificador é que ele contém quase nenhum fluxo de corrente. Como em qualquer circuito elétrico, a quantidade de corrente fluindo pelo circuito é determinada pela tensão no circuito e quanta resistência existe. A impedância de saída da maioria das unidades principais está entre 300 e 500 ohms. A impedância de entrada na maioria dos amplificadores é de cerca de 10.000 ohms.
Usando nossa tensão máxima de 4 volts e uma resistência de 10.500 ohms, a corrente máxima em nosso circuito será de 0,381 miliamperes. Se considerarmos que a amplitude média do sinal é de cerca de 275 milivolts, então temos um fluxo de corrente médio de 0,0275 miliamperes. Isso é quase nada.
Um cabo RCA Y permite conectar uma única saída RCA a duas entradas RCA. Aplicações típicas para cabos Y são uma única saída RCA de subwoofer em uma unidade principal ou processador e a necessidade de alimentar um par de entradas em um amplificador de subwoofer. Outra aplicação comum é uma unidade principal com apenas uma única saída RCA esquerda e direita; você quer usar um amplificador de quatro canais que não inclui uma chave de duas entradas/quatro entradas.
O maior mito sobre o uso de cabos Y é que eles reduzem drasticamente o sinal indo para cada entrada. Para provar por que isso não é verdade, precisamos entender como funciona um circuito divisor de tensão. Sim, é hora de um pouco de física e matemática.
Em uma situação ideal, quando temos uma fonte de sinal e uma única carga, toda a tensão desenvolvida pela fonte aparece na carga.
Se tivermos múltiplas cargas, a tensão produzida pela fonte é dividida entre as cargas quando estão ligadas em série. Na imagem abaixo, temos duas cargas em série com nossa única fonte de sinal.
Se o valor de resistência das duas cargas for o mesmo, a tensão produzida pela fonte é dividida igualmente entre as cargas. Metade da tensão pode ser medida em cada carga. Usando nosso exemplo de pré-amplificador de 4V, veríamos 2V em cada carga. No entanto, o que acontece quando a resistência da carga não é a mesma? Temos que fazer alguma matemática para determinar quanta tensão está em cada uma.
Vamos rotular as cargas. A carga à esquerda será chamada Rs. Esta é a resistência da nossa fonte. Para este exemplo, usaremos um valor de 500 ohms. A carga à direita será nossa resistência de entrada do amplificador de 10.000 ohms, e a chamaremos de Ra1.
Temos 4 volts sendo produzidos pela fonte e uma resistência total do circuito de 10.500 ohms. Podemos calcular que a corrente fluindo no circuito é 0,0381 miliamperes usando a lei de Ohm. Sabendo a corrente no circuito, nos permite determinar quanta tensão cai em cada resistência. Para nossa carga de fonte, temos uma resistência de 500 ohms com uma corrente de 0,381 miliamperes para produzir 190,476 milivolts. O resto do sinal de fonte de 4V ou 3,809525 volts aparece na carga.
Vamos ligar outro amplificador em paralelo com nosso primeiro amplificador. Este é o mesmo efeito de usar um cabo Y. Nosso segundo amplificador será chamado Ra2.
Agora é hora de matemática novamente. Desta vez, nosso circuito tem uma resistência total de 5500 ohms e, como tal, tem uma corrente de 0,7272 miliamperes fluindo nele. A tensão caída na fonte aumentou para 0,363636 volts, e cada amplificador está vendo 3,636 volts. Isso parece uma diferença perceptível, não é?
Entre os dois exemplos acima, vimos uma diminuição na tensão nos amplificadores de 4,772%. Isso significa que nossa música está quase 5% mais baixa? Não. Quando falamos sobre a razão entre tensão e volume, precisamos levar em conta a escala decibel. Nossa diminuição de 4,772% na tensão resulta em -0,405 dB menos saída.
Antes de você se preocupar, você pode corrigir isso aumentando o ganho do seu amplificador nessa quantidade.
Este exemplo foi um cenário de pior caso. E se você tiver uma unidade principal com impedância de saída mais baixa? Algumas unidades principais têm impedância de saída de 300 ohms. Para essa unidade principal, com a mesma impedância de entrada de 10.000 ohms nos amplificadores, a mudança na saída ao usar um cabo Y seria -0,2493 dB. Se você tem um line driver premium no seu sistema, a impedância de saída pode ser tão baixa quanto 50 ohms. Neste cenário, a perda é insignificante de -0,0431 dB.
O que aprendemos com isso? Se você precisa conectar muitos amplificadores a uma única fonte, escolha uma fonte com baixa impedância de saída.
Se o seu sistema exigir que você use um conjunto de cabos Y para distribuir o sinal de áudio para múltiplos amplificadores, vá em frente. Uma vez que seu instalador ajuste os controles de sensibilidade dos seus amplificadores, você nunca, jamais saberá que eles estão lá.
Se você tiver alguma dúvida sobre o design do seu sistema de áudio ou quiser saber como seu instalador fará a fiação, converse com o vendedor e seu revendedor especialista em eletrônica móvel local – eles terão prazer em explicar as coisas para você.
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