Você já se perguntou o que realmente acontece se você usar um alto-falante de impedância diferente com um crossover de alto-falante? É uma ótima pergunta!
Como se vê, a impedância do alto-falante (Ohms) faz diferença para como um crossover funciona e afeta o som. Explicarei tudo em detalhes de uma forma que qualquer um pode entender.
Topo: Um crossover típico de estéreo automotivo, com as principais peças identificadas. Base: Um crossover típico de estéreo doméstico, que é extremamente similar. (Normalmente instalados dentro do gabinete do alto-falante) Ambos usam capacitores e indutores para formar filtros de crossover e controlar o som enviado a tweeters, alto-falantes de médio ou woofers para melhor qualidade de som.
Crossovers de alto-falantes são frequentemente chamados de crossovers "passivos" porque passam sinais sem precisar de uma fonte de alimentação, ao contrário dos crossovers eletrônicos ("ativos"). Eles funcionam usando componentes passivos: capacitores e indutores.
Um crossover de alto-falante é um circuito elétrico que usa indutores e capacitores para filtrar um sinal de alto-falante e dividi-lo entre 1 ou mais saídas. As saídas dependem da resposta de frequência dos alto-falantes usados.
Eles são diferentes de crossovers eletrônicos no sentido de que, em vez de serem conectados ao caminho do sinal (cabos RCA, por exemplo), crossovers de alto-falantes são conectados à saída de amplificadores ou estéreos. Os alto-falantes são então conectados às conexões de alto-falante do crossover.
Um dos tipos mais comuns de crossover de alto-falante em uso hoje: Um crossover de 2ª ordem e 2 vias com saídas para tweeter e médio/woofer. Indutores são representados com símbolo "L" e capacitores com símbolo "C". Crossovers funcionam para separar o som enviado a certos alto-falantes para som melhorado, menor distorção e controle sobre como os alto-falantes são usados. Por exemplo, eles bloqueiam graves que tweeters não podem produzir e agudos que um woofer não produz bem.
Indutores e capacitores têm propriedades realmente interessantes (e muito úteis!) quando um sinal de áudio elétrico flui através deles:
Quando um capacitor ou indutor tem um sinal aplicado além de uma certa faixa de frequência chamada frequência de crossover, frequência de canto, ou frequência de corte, a quantidade de sinal que permite passar é reduzida, fazendo-o atuar como um filtro.
Isso significa que o alto-falante receberá cada vez menos do sinal que queremos bloquear, reduzindo a saída de volume para aquela faixa indesejada de som. É importante entender que a frequência na qual isso acontece depende da impedância do alto-falante (carga em Ohms) conectada.
Quando usado em série com um tweeter, um crossover filtra graves danosos e distorcendo que ele não aguenta. Quando usado sozinho, um único capacitor é um crossover de 1ª ordem (estágio único) com inclinação de -6dB por oitava — o nível mais básico.
Crossovers vêm em designs diferentes para diferentes tipos de ajustes de áudio e níveis de desempenho, mas todos funcionam da mesma maneira básica. Eles são projetados com "ordens", ou estágios, que quando adicionados tornam sua filtragem ainda melhor para bloquear sons indesejados de alcançar os alto-falantes.
Por exemplo, aqui está uma lista de ordens comuns de crossovers que você verá frequentemente:
Filtros de crossover são sempre múltiplos de 6 decibéis (dB) por causa de como os componentes funcionam. Uma ordem de crossover "mais íngreme" (maior) significa apenas que é mais eficaz para bloquear a faixa de frequências de som que não queremos que alcance o alto-falante.
A impedância do alto-falante é a quantidade total de resistência que um alto-falante tem devido tanto à resistência de sua bobina de fio quanto à indutância do laço da bobina. A impedância é classificada em unidades de resistência chamadas Ohms.
Assim como você não pode ter um curto-circuito em uma bateria, um amplificador ou estéreo precisa de alguma quantidade de impedância de carga do alto-falante para limitar quanta corrente elétrica o rádio ou amplificador tenta fornecer.
Ao contrário de um fio reto que vai de um ponto a outro quando você conecta a energia, o enrolamento do fio da bobina de voz forma um laço que tem uma propriedade elétrica chamada indutância. A indutância é um pouco diferente da resistência, pois muda conforme a frequência muda. É chamada de reatância indutiva.
Para quase todos os alto-falantes, isso significa que a impedância real (a resistência total) na verdade muda um pouco enquanto a música toca.
Quando nos referimos à impedância dos alto-falantes, na maioria das vezes nos referimos à categoria (faixa geral de Ohms) do alto-falante usado para combinar amplificadores de estéreo doméstico ou automotivo.
Medidas de resistência, em unidades de Ohms, às vezes são mostradas usando o símbolo grego Omega: "Ω"
Quando um sinal musical (composto de corrente alternada) aciona um alto-falante, cria campos magnéticos à medida que a corrente elétrica flui pela bobina de voz bem enrolada. O interessante é que uma bobina de fio desenvolve campos magnéticos ao seu redor que resistem ao fluxo de corrente quando isso acontece.
É daí que vem a parte dependente da frequência da impedância de um alto-falante.
(Isso também acontece com outros dispositivos elétricos, como motores, bobinas de vela de ignição de motor e mais. Eles também lidam com resistência elétrica quando corrente alternada (CA) é aplicada.)
Diagrama mostrando o que acontece quando você altera a carga em Ohms do alto-falante conectado a um crossover: deslocamento de crossover ocorre. Isso significa que, como foi projetado para uma impedância diferente, a frequência na qual ele funciona muda.
Como mencionei anteriormente, crossovers de alto-falantes são baseados em peças (capacitores e indutores) que funcionam como filtros de acordo com a carga do alto-falante à qual estão conectados. Por causa disso, quando você altera a impedância do alto-falante, você altera a frequência do crossover e o som.
Você pode notar vários problemas após fazer isso:
Crossovers de alto-falantes só podem ser usados com a impedância do alto-falante para a qual foram projetados ou não soarão da mesma forma.
Por exemplo, usar um crossover de alto-falante doméstico de 8 Ohms com um alto-falante automotivo de 4 Ohms não funcionará corretamente. Isso porque os valores das peças foram escolhidos para apenas uma impedância. Quando você muda isso, altera dramaticamente a frequência do crossover!
Quando você altera a impedância do alto-falante conectada a um crossover, pode deslocar significativamente a frequência de corte do crossover. Como regra geral:
Não queremos isso porque permite que os alto-falantes recebam uma faixa de som para a qual não são adequados e soa mal. No caso de tweeters, graves e médios são ruins porque não podem produzi-los corretamente. De fato, após certo nível de potência, tweeters podem ser danificados quando acionados fortemente por frequências de graves.
Da mesma forma, muitos woofers não produzem bem sons de alta frequência e podem soar terríveis.
Normalmente, se você alterar a carga em Ohms do alto-falante, terá que substituir o crossover também para combinar com a carga em Ohms.
No entanto, existe uma solução alternativa que oferece alguma esperança…
A ótima notícia é que é possível usar uma impedância diferente de alto-falante com um crossover para o qual não foi projetado! Há alguns compromissos que você terá que fazer, porém.
Isso é na verdade bem simples! Para combinar uma impedância de alto-falante a um crossover:
Exemplos:
Exemplos de resistores de potência comumente usados com alto-falantes. Ao contrário dos minúsculos resistores usados em eletrônica, estes aguentam muito mais potência e calor e não queimam. Estão disponíveis em fornecedores de eletrônica, incluindo varejistas de componentes de alto-falantes.
Um resistor de potência é apenas um resistor de tamanho maior que aguenta muito mais potência e calor que os pequenos comumente usados em placas eletrônicas. Eles são na verdade bastante acessíveis ($5 ou mais para 2 a 4 em um pacote) e são comumente usados em projetos personalizados de alto-falantes.
Para sistemas de alto-falantes, recomendo usar um com classificação de potência de 25 watts ou mais para ter certeza. Para estéreos automotivos, muitas vezes pode-se usar cerca de 10W a 15W, no entanto.
Como disse antes, não é sem compromisso. Você terá que conviver com algumas coisas dependendo do caso:
Normalmente, eu recomendaria usar o crossover correto, mas se você estiver "em apuros", esta solução é uma ótima maneira de fazer seus alto-falantes funcionarem e ainda soarem bem.
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