Sistemas de alto-falantes com ótimo som são compostos por vários tipos de alto-falantes, incluindo tweeters. Mas o que são tweeters? E o que fazem os tweeters?
Neste guia abrangente, vou mostrar o que fazem os alto-falantes tweeter, os diferentes materiais dos drivers, quais soam melhor e muito mais!
Tweeters são alto-falantes que produzem a faixa superior de som que você ouve na música. Como as frequências sonoras mais altas têm ondas sonoras menores, seu tamanho é menor que o dos outros alto-falantes com os quais trabalham.
Um tweeter é um tipo de alto-falante eletromecânico que produz som e música na faixa superior (frequências mais altas) da música. Eles complementam woofers e outros alto-falantes que não conseguem produzir sons mais agudos, como os usados em um design de par de estantes de 2 vias.
Tweeters são pequenos, pois produzem ondas sonoras menores e têm um cone pequeno. De modo geral, funcionam melhor quando apontados para o ouvinte.
A maioria é limitada a uma faixa específica, como 3 quilohertz a 20 quilohertz (kHz) no máximo, embora dependa das limitações do alto-falante específico. A faixa auditiva humana típica é de cerca de 20 Hz a 20 kHz.
Quilohertz é um termo usado para descrever a frequência do som produzido ou os ciclos por segundo de uma forma de onda de sinal de áudio.
Imagem de um tweeter automotivo desmontado. Mostra o conjunto do ímã (esquerda) e o conjunto da cúpula/grade/terminal de fiação (direita). A bobina de voz está presa na parte traseira da cúpula. Nesta imagem, a cúpula é feita de material prateado – provavelmente mylar ou algum outro tipo de plástico ou material leve.
O design típico de tweeter (embora existam vários outros tipos) consiste em um pequeno ímã com uma fenda circular em seu interior. Uma bobina de voz de fio de cobre enrolado, chamada bobina de voz, é presa a uma cúpula do alto-falante feita de um dos muitos materiais diferentes. Eles diferem no sentido de que a maioria usa uma forma de cúpula curva para fora, ao contrário de outros alto-falantes que usam um cone angulado para baixo.
Este conjunto é inserido e suspenso dentro da fenda do ímã. A cúpula é apoiada nas laterais, como outros alto-falantes, por um material flexível, mas rígido.
Gosta de boa música? Tweeters tornam a boa música possível em um sistema de som que você vê em todo lugar. Alto-falantes de estéreo doméstico como estes Dayton B652 usam um tweeter barato, mas eficaz, para preencher a faixa sonora que um alto-falante de médios ou woofer não consegue produzir. Juntos, eles podem produzir toda a faixa de áudio para criar um sistema de áudio com bom som.
Tweeters são usados para produzir som de alta frequência (agudos) e complementar outros alto-falantes que não são adequados para isso. Quando parte de um sistema de áudio com preço moderado, com subwoofer e alto-falantes de 2 vias, podem soar fantásticos.
"Agudos" é uma palavra usada para descrever partes da música na faixa superior, como pratos, sons de teclado sintético, efeitos de bateria e o som "tssst tsst" (agudo) de vários instrumentos musicais.
Quando um sinal musical amplificado é aplicado ao tweeter através das conexões de fiação positiva (+) e negativa (-), a bobina de voz cria um campo magnético dentro da área de fenda magnética permanente do ímã.
Este campo variável faz com que a bobina e a cúpula do tweeter se movam para frente e para trás, movendo o ar muito rapidamente seguindo o sinal. À medida que isso acontece, o som é produzido.
A música é composta por muito mais do que uma faixa limitada de sons. É uma combinação muito complexa de diferentes tons, frequências e outras características. Estas são feitas por diferentes instrumentos, a voz dos cantores e itens adicionados quando a música é gravada.
Tweeters são essenciais em um sistema de som para produzir a faixa completa de sons que você pode ouvir. A música se torna muito mais agradável e soa muito mais natural por causa disso.
Imagem estéreo é o termo usado para descrever como a música é gravada e reproduzida para dar pistas espaciais que dizem ao seu cérebro de onde os sons estão vindo. Por exemplo, música gravada por músicos pode ter alguns instrumentos no canal esquerdo, centro e canal direito. Tweeters ajudam a reproduzir as pistas de áudio de faixa superior e criar a "imagem" estéreo.
A música tem diferentes sons em quase todas as faixas que nossos ouvidos podem ouvir. Além disso, normalmente é gravada em estéreo de forma que permite a reprodução do posicionamento original dos instrumentos e sons do estúdio (esquerda, direita, centro, etc.).
Isso cria o que é chamado de imagem estéreo ao ouvir música de boa qualidade com seu sistema de som.
Uma imagem mostrando 3 dos suportes de tweeter instalados de fábrica mais típicos. Esquerda: painel. Centro: montado na coluna. Direita: montado na porta superior. Assim como alto-falantes de estéreo doméstico, eles são usados junto com outros alto-falantes como woofers. Em carros, são frequentemente montados mais alto porque tweeters são direcionais e isso reduz a perda de volume.
Como tweeters produzem sons de alta frequência, em carros são usados como parte de um sistema de alto-falantes, mas não sozinhos. São usados junto com outros como alto-falantes de componente ou para complementar e melhorar o que já existe.
Um sistema de áudio automotivo com melhor som usará um alto-falante woofer, um ou mais crossovers passivos e um tweeter separado. (Note que tweeters automotivos frequentemente têm uma grade de proteção permanentemente fixada).
Um driver de médios produz frequências de médio a baixo alcance que têm ondas sonoras maiores e não são tão exigentes em termos de localização. Tweeters, no entanto, são direcionais, pois o som produzido por eles é ouvido de forma ideal quando apontados para seus ouvidos.
Tweeters de fábrica frequentemente estão localizados em posições menos ideais. Isso ocorre porque é um compromisso entre o espaço no veículo e os custos de produção em linha de montagem.
A localização do tweeter não é considerada muito importante pelos fabricantes de automóveis, exceto para veículos de luxo e outros sistemas de som premium.
Sistemas de estéreo automotivo personalizados frequentemente obtêm o melhor som usando montagem personalizada para superar as limitações de espaço e locais de montagem. Além disso, tweeters aftermarket (não originais de fábrica) estão disponíveis em uma ampla variedade de níveis de qualidade, que discutirei mais adiante.
Para som de alta qualidade, um conjunto como este sistema de componente automotivo CT Sounds Strato pode ser usado. Sistemas de alto-falantes de componente normalmente usam woofers e tweeters conectados a crossovers de alto-falante via fio de alto-falante.
Eles são projetados para combinar os drivers e separar a produção de som, enviando-o para o mais adequado.
Tweeters são usados em sistemas de alto-falantes por um número limitado de razões (nunca são usados sozinhos):
A maioria dos sistemas de alto-falantes em uso hoje são chamados de "2 vias", pois usam uma combinação de 2 alto-falantes que recebem uma faixa limitada de som para produzir. Isso ocorre porque quase nenhum alto-falante vendido hoje com um único cone consegue produzir a faixa completa de som que você pode ouvir.
A principal razão para isso é que alto-falantes grandes não produzem bem frequências mais altas (agudos) e alto-falantes pequenos não produzem frequências maiores (graves).
Alto-falantes, em geral, são especializados e são mais adequados para uma faixa de som.
Um alto-falante de médios como woofers (também às vezes chamados de "midbass" ou "mid woofers") normalmente têm desempenho terrível na faixa superior de som.
Portanto tweeters são essenciais para suprir esta faixa de som ausente.
Crossovers de alto-falante automotivo (esquerda) e de estéreo doméstico (direita) são responsáveis por direcionar os graves para os alto-falantes corretos. Eles protegem o tweeter e bloqueiam distorção e potência de graves potencialmente danosa de sobrecarregá-lo.
Como mencionei anteriormente, tweeters precisam de crossovers como os da imagem acima por várias razões:
Crossovers passivos de alto-falante de 2 vias são extremamente comuns. O tweeter recebe sons que podem passar acima do ponto de crossover. O crossover de 2 vias mostrado é feito combinando uma seção de alta passagem e uma de baixa passagem. Neste diagrama, um indutor (bobina de fio) é mostrado como "L" e o capacitor como "C".
Em muitos casos, tweeters vêm com um capacitor simples conectado em série com um dos terminais de fiação. Normalmente, este é o terminal positivo (+) por convenção.
Capacitores atuam como um crossover de áudio de primeira ordem (único estágio). Ou seja, têm uma inclinação de crossover que funciona a uma taxa de -6 decibéis por oitava (dB). Uma oitava é um termo usado para áudio e representa uma duplicação ou redução pela metade de uma frequência. Por exemplo, 400 Hz é uma oitava acima de 200 Hz.
Crossovers de ordem superior filtram ainda mais graves que chegariam aos tweeters e são ainda mais eficazes. -12dB/oitava (2ª ordem) é um dos mais comuns e é eficaz sem ser muito custoso.
Como você pode ver na imagem acima, um crossover de 2ª ordem (-12dB) requer um componente adicional chamado indutor. Estas são bobinas de fio que reagem à música e reduzem a saída para o alto-falante em certas frequências.
Mostrado: Um tweeter típico de estéreo doméstico de 2 vias. Neste design de baixo custo, um único capacitor é usado em série como crossover de alta passagem para filtrar graves. Isso evita distorção e danos potenciais a ele também.
Impedância, medida em Ohms, é um termo usado para descrever a resistência elétrica total à corrente para um alto-falante. A bobina de voz de um tweeter é feita de uma grande quantidade de fio enrolado em uma bobina. Este fio tem resistência elétrica.
Impedância é importante pois crossovers são projetados para a classificação dos seus tweeters. Além disso, tweeters devem ser combinados com woofers e outros alto-falantes com classificação semelhante.
Se você não combinar a impedância do alto-falante, um tocará em volume mais alto que o outro, pois mais potência os aciona. Isso ocorre porque a potência desenvolvida por um alto-falante está diretamente relacionada à sua classificação em Ohms.
Tradicionalmente, alto-falantes de estéreo doméstico são classificados em 8 ohms, enquanto alto-falantes automotivos são tipicamente 4 ohms. O interessante é que, por exemplo, alto-falantes de 8 ohms não são exatamente 8 ohms. Isso é uma aproximação, pois geralmente estão um pouco abaixo disso (digamos 6 a 7Ω, por exemplo).
O tweeter médio não aguenta grandes quantidades de potência como alto-falantes maiores. Woofers e outros alto-falantes maiores podem dissipar maiores quantidades de calor e têm um calibre de fio da bobina de voz maior.
Com algumas exceções, classificações de potência como 15W (watts) RMS e acima são realistas. 25W-50W é bastante comum para modelos de médio preço vendidos hoje.
Tweeters devem corresponder à impedância nominal esperada de um amplificador. Amplificadores podem superaquecer se usados com alto-falantes muito baixos para seu design. (Por exemplo: usar tweeters de 4 ohms com um estéreo classificado em 8 ohms mínimo não é aceitável).
Assim como outros tipos de alto-falantes, tweeters têm uma classificação de eficiência. Isso diz quanto volume, em decibéis (dB), um tweeter produz para uma quantidade específica de potência. Isso normalmente é listado como o parâmetro "SPL".
No caso de alto-falantes, maior eficiência é melhor. Para tweeters médios, você pode esperar encontrar isso entre 89dB a 91dB a 1W.
Nota: dB @ 1W/1m é uma forma padrão de medir a eficiência do alto-falante com equipamento de teste com um microfone posicionado a 1 metro de distância. No entanto, existem 2 tipos de testes para isso e pode ser confuso.
É importante ao comparar tweeters ter certeza de que as medições são baseadas em tipos de medição semelhantes. Sempre que possível, compare 2 tweeters com medições baseadas no mesmo padrão de eficiência (1W/1M ou 2.83V/1M).
A razão para isso é que tweeters de 8 ohms precisam de uma tensão mais alta aplicada para criar 1W de potência em comparação a um modelo de 4 ohms. Da mesma forma, combinar tweeters com woofers requer cuidado semelhante ao comprar.
Exemplos de alguns dos tipos mais comuns de tweeters hoje. Um tweeter de cúpula macia (esquerda) é frequentemente feito com têxteis ou materiais de seda como mostrado. Um tweeter de cúpula metálica (direita) é tipicamente feito de alumínio, titânio ou algum design híbrido. Alguns ouvintes preferem um ao outro, embora um tweeter bem projetado de um tipo possa superar o outro. É importante verificar todas as especificações e a resposta de frequência, se fornecida.
Existem simplesmente muitos materiais usados para listar aqui, mas cobrirei alguns dos mais comuns. Não se esqueça de que alguns vendidos hoje são feitos de uma variedade de materiais menos comuns.
Também é importante verificar sempre de perto, pois às vezes as especificações não são claras e são enganosas.
Alguns dos materiais mais comuns usados para tweeters incluem:
Seda e têxtil são alguns dos materiais mais comuns usados. Titânio e outros tipos de metais como alumínio também são bastante comuns para tweeters de faixa média a alta.
Um tweeter de cúpula de seda é um dos tipos mais populares e frequentemente um bom compromisso entre custo, desempenho e qualidade de som. Um ótimo exemplo é este par de tweeters automotivos Polk Audio DB1001.
Estes tipos tendem a ter bom desempenho e, devido à sua rigidez extra, são frequentemente associados a uma certa "cor" de som. Outros materiais especiais como cerâmica e até diamante são usados em outros também.
No entanto, é muito importante entender que o tipo de material usado para a cúpula do tweeter sozinho não determina sua qualidade. Você precisa sempre verificar as especificações, como o gráfico de resposta de frequência, se fornecido.
Se nenhum for fornecido, é melhor buscar mais informações e comprar um modelo que forneça essa informação.
Caso contrário, você está apostando na compra de um tweeter que é muito "brilhante" ou "áspero", pois pode ter certas faixas de som que enfatiza demais ou de menos.
Tipos Mylar e PEI usam plásticos para a cúpula. São frequentemente encontrados em conjuntos de componentes econômicos ou alto-falantes coaxiais. Embora sejam de menor custo, geralmente não são muito bons para som preciso e nítido. Você frequentemente ouve a diferença ao compará-los diretamente contra um par de tweeters de cúpula de seda.
Alguns modelos são híbridos e usam um tipo de revestimento metálico que pode ou não oferecer melhor desempenho. Todos os tipos listados são geralmente tweeters de cone em sua forma.
Um tweeter de corneta (esquerda) pode ser acionado por um conjunto de ímã ou driver piezo. Tweeters piezo são muito altos e eficientes, mas não são muito bons em termos de qualidade musical. Um "super tweeter" geralmente é acionado por ímã e produz mais volume e tem uma classificação de potência mais alta que produtos médios. Ambos são frequentemente usados para eventos musicais ao ar livre e reuniões.
Tweeters de corneta são uma classe especial de alto-falantes. Modelos de nível básico como tweeters piezo são baratos e não são ótimos para produzir bons tons musicais, mas são baratos e muito eficientes. Seu volume é frequentemente muito maior que tweeters padrão (96dB vs. 91dB produzidos a 1 watt, por exemplo).
Ao contrário de modelos que usam ímã, um tweeter piezo usa um cristal piezoelétrico acoplado a um diafragma mecânico como um relógio digital ou relógio eletrônico usa para som. Eles geralmente têm impedância muito alta e podem nem precisar de crossover. Um tweeter piezo é de baixo custo, eficiente (boa saída dB por watt) mas não bom para qualidade de som.
Outros tweeters de corneta usados em sistemas de estéreo doméstico de altíssima qualidade têm uma resposta de frequência muito boa, bem como som. Estes são mais frequentemente alto-falantes do tipo "corneta de compressão" com ímã e cúpula que se conectam a um corpo de corneta que se expande para fora.
Isso ajuda a direcionar o som de forma mais eficaz e pode irradiar o som mais uniformemente que outros.
Estes são semelhantes a outros, mas podem ter uma forma de "projétil" presa à cúpula para ajudar a produzir níveis sonoros altos. São ótimos para volume e maior manuseio de potência.
Você pode usar tweeters como estes para situações onde alta potência e volume alto são os principais requisitos. Para audição crítica e diversão em ambientes internos, normalmente não são muito práticos.
Um tweeter de fita é um pouco diferente dos outros. Eles usam um design único com um diafragma de "fita" muito fino que se move para frente e para trás de forma linear para produzir som.
Tweeters deste tipo estão entre os melhores e mais musicais disponíveis hoje, mas depende muito do design e qualidade. Preços variam de cerca de $25 a $600 ou mais.
Uma razão pela qual são tão únicos é que, ao contrário de tweeters baseados em bobina de voz e ímã, sua impedância é muito mais plana na faixa de resposta de frequência.
Isso significa que há menos interação com seu crossover devido a flutuações que ocorrem quando a frequência do sinal de áudio muda.
Tweeters radiadores de anel duplo (às vezes chamados de "anel concêntrico") são um tipo único de tweeter com uma superfície móvel consistindo de vários anéis e um plugue central. Estes tipos são tweeters mais precisos sonicamente e musicalmente detalhados.
Tweeters deste tipo são menos comuns, no entanto.
Uma desvantagem é que, ao contrário de outros tipos, produzem muito menos som em ângulos (chamado de resposta fora do eixo). Isso significa que são mais adequados para sistemas de alto-falantes onde são apontados diretamente para o ouvinte.
Tweeters têm características únicas como qualquer outro alto-falante. Nesta imagem, você pode ver o nível de som produzido em diferentes frequências (chamado de "resposta"). Estes gráficos mostram a resposta sonora em diferentes ângulos.
Nos gráficos acima, podemos ver que o Tweeter A tem quedas e picos que farão o som faltar em algumas faixas e ser muito "áspero" (muito alto) em outras. O Tweeter B tem uma resposta muito mais plana e ideal, pois é quase consistentemente a mesma na faixa de som produzida.
Tweeters, como qualquer outro tipo de alto-falante, têm limitações. Para uma faixa dada, eles têm frequências nas quais sua resposta (nível de volume para uma potência aplicada) é maior ou menor que um volume médio em decibéis (dB) produzido.
Estes picos e vales (áreas onde a produção de som é maior ou cai) não podem ser superados sem um equalizador ou outra compensação. Frequências na extremidade inferior da faixa de resposta são melhor deixadas para alto-falantes de médios
Não existe um tweeter "perfeito" – todos têm características boas e ruins, além de fatores de preço, montagem e desempenho a considerar.
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