Primeiramente, percebo que as pessoas em geral, técnicas ou não em áudio, não conhecem todos os recursos e as principais diferenças entre sistemas de amplificação. Já fui perguntado diversas vezes porque você utiliza essas potências nesse sistema, para graves e esse outro modelo para os médios, não poderia ser tudo igual? Ou, você tá ligando essa potencia errado, vai ficar os dois lados ligados juntos?
Essas e outras perguntas me fizeram recolher este material e falar basicamente quais as principais diferenças no que se refere a ligações e classes de amplificação. Primeiro, o porque de várias classes de amplificação.
CLASSES DE AMPLIFICAÇÃO
As classes de amplificação não são qualidades e sim técnicas de construção dos sistemas, o que permite que determinado tipo de amplificador seja mais adequado para uma determinada faixa de frequencias, como todos os equipamentos de audio, as principais são:
Classe A - Os dispositivos de amplificação do sinal (transistores ou válvulas) de saída conduzem corrente durante todo o ciclo do sinal. O rendimento é baixo (teoricamente 25%, tipicamente menos ainda), mas a qualidade é máxima, pois não existe transição entre dispositivos, sendo assim o sinal absolutamente ininterrupto. Pelo alto consumo e peso, esta classe é usada quase exclusivamente por audiófilos e em amplificadores de referência (estudio), ou então em valvulados de baixa a média potência (até 30W) para guitarra, bem como alguns equipamentos residenciais de alta fidelidade.
Classe B - Os dispositivos de saída conduzem corrente durante exatamente meio ciclo de sinal cada um. Um dispositivo é responsável pelo semiciclo positivo, e o outro pelo negativo. Na passagem de um dispositivo para o outro, um deles deixa de conduzir corrente antes de o outro começar a fazê-lo, e aparece uma descontinuidade no sinal, chamada distorção de transição. Esta distorção afeta fortemente sinais de alta freqüência e baixa amplitude. Por esta razão, não se usam amplificadores classe B \"pura\". O rendimento teórico é de 64% aproximadamente.
Classe AB - Para sanar o problema da distorção de transição, na classe AB cada dispositivo de saída conduz corrente durante um pouco mais do que meio ciclo, de modo que quando um dispositivo assume o sinal, o outro ainda está ativo e portanto não existe a descontinuidade citada na classe B. A qualida-de sonora se aproxima da classe A, mas o rendimento energético é bem maior, chegando na prática a 60%. São os tipos de amplificadores mais utilizados em sistemas de P.A. e em sistemas residenciais, possuem uma relação de qualidade X peso X custo muito aceitável e integram certamente mais de 70% dos equipamentos de uso geral.
Classe D - Nesta classe, os dispositivos de saída não operam diretamente amplificando o sinal de áudio. O sinal de entrada é aplicado a um conversor PWM (modulador de largura de pulso), que produz uma onda retangular de alta freqüência (muito acima de 20kHz), perfeitamente quadrada quando não há sinal de áudio na entrada. Quando existe sinal, a parte positiva da onda retangular se torna tão mais larga quanto mais alta é a tensão do sinal de áudio, estreitando-se a parte negativa de modo que a freqüência da portadora (a onda retangular) se mantém constante, mas o valor médio da tensão se torna tão mais positivo quanto o sinal de entrada. No semiciclo negativo, naturalmente a parte negativa da portadora é que se alarga, tornando negativo seu valor médio. Na saída, fazendo-se a portadora modulada passar por um filtro sintonizado em sua freqüência, ela é removida, restando o sinal de áudio. Em um projeto bem feito, pode-se obter alta qualidade de áudio com um rendimento energético teórico de 100%. Como isso é possível? Os dispositivos de saída, operando com uma onda retangular de amplitude constante e máxima (de um extremo a outro da tensão da fonte), estão - o tempo todo - um deles com tensão zero e corrente máxima, e o outro com tensão máxima e corrente zero. Sendo a potência igual ao produto da tensão pela corrente, fica claro que a potência dissipada nos dispositivos de saída é sempre zero, portanto toda a energia da fonte de alimentação é transferida para o alto-falante. Na prática, os dispositivos de saída não chegam a trabalhar com ondas perfeitamente retangulares, nem chegam à tensão zero, o que causa um certo desperdício de potência; mas mesmo assim, o rendimento é sempre mais de 90%. Até pouco tempo atrás era raro se encontrar amplificadores deste tipo, porém, com o surgimento de amplificadores \"DIGITAIS\", que operam com este tipo de classe de amplificação, e o baixo custo de confecção atual dos mesmos, são o grande BOOM da industria atual, e com algumas variações, devem se tornar em pouco tempo os sistemas mais comuns.
Classe D em ponte - Classe K - É uma variante da classe D. Para eliminar o filtro passivo na saída do amplificador, que é volumoso, pesado e ainda reduz o fator de amortecimento, usam-se dois amplificadores classe D ligados em ponte. Com isso, a portadora é cancelada (pois ela existe nas duas seções em classe D com a mesma amplitude e fase), restando o sinal puro de áudio sem a necessidade do inconveniente filtro passivo. O amplificador classe D em ponte é chamado por alguns fabricantes de amplificador classe K. É o sistema digital puro, como concepção, na prática, os sistemas de amplificação K são ainda raros pelo custo, e o uso de amplificadores com misturas de classe como DAB por exemplo estão sendo mais rendaveis.
Classe H - Nestes amplificadores, a tensão da fonte de alimentação varia conforme o sinal de entrada, de forma a só fornecer ao estágio de saída a tensão necessária a seu funcionamento. A tensão da fonte pode variar entre dois ou mais valores, acompanhando assim de forma aproximada o sinal de saída. Dessa maneira, a tensão sobre os dispositivos de saída se mantém, em média, muito menor do que em um amplificador classe AB. Reduz-se então a potência dissipada nestes dispositivos, consumindo então muito menos energia para a mesma potência de saída. O estágio de saída é, na realidade, uma classe AB cuja fonte varia \"aos pulos\" conforme a potência requerida. Em potências baixas, quando a fonte não chega a comutar, o amplificador classe H se comporta exatamente como se fosse uma classe AB de baixa potência. As vantagens do amplificador classe H são evidentes: menor consumo, menor tamanho e menor peso que o classe AB. A desvantagem é a qualidade inferior de áudio, principalmente nas freqüências mais altas, causadas pela comutação da fonte, que transparece para a saída em forma de distorção de transição. Quanto maior o número de comutações de tensão de fonte, maior é o rendimento energético e pior é a qualidade sonora. Os amplificadores classe H são os mais usados, em sistemas de sonorização, para a reprodução de subgraves e graves, onde se requerem as maiores potências e também onde os defeitos da classe H não afetam a qualidade sonora. É preciso deixar claro que os amplificadores classe H não são melhores para os graves - mas são, realmente, mais econômicos e atendem perfeitamente à necessidade.
FORMAS DE LIGAÇÃO DE AMPLIFICADORES
Os amplificadores de potencia, são os responsáveis pela elevação do sinal de entrada a ponto de produzir uma excitação nos alto-falantes, eles são responsáveis diretos pelo volume do sistema. Para que posamos dimensionar os sistemas de áudio de forma correta, precisamos utilizar dependendo do sistema, dezenas ou até mesmas centenas de amplificadores ligados de forma que possamos tirar seu melhor rendimento e casando a potência dos amplificadores com a potência dos alto-falantes, levando em consideração ainda as diferentes potencias para equilibrar o sistema de forma que obtenhamos uma uniformidade e uma maior qualidade final do sistema.
Todos os amplificadores de potência possuem uma impedância mínima em Ohms que deve ser respeitada, a colocação de falantes com impedâncias inferiores irá causar sobre aquecimento do amplificador que poderá causar danos aos alto-falantes e/ou ao amplificador.
Ligação de Entrada em Paralelo ? É a colocação de 2 ou mais amplificadores ligados ?lado a lado? podendo ser amplificadores stereo ou mono, onde um amplificador stereo poderá ser tratado como 2 amplificadores mono. O mesmo sinal obtido de um lado é obtido também do outro lado. Alguns modelos possuem saída de sinal paralelo diretamente em suas conexões, podendo ser isoladas ou não internamente, o que garante uma menor distorção e ruído no próximo amplificador. Para os modelos que não possuem saídas paralelas, poderá ser utilizado um splitter de forma que possam ser ligados diversos amplificadores. A potencia de saída de cada canal permanece inalterada, ou seja, podem ser explorados todos os tipos de ligações dos alto-falantes respeitando a impedância mínima.
Ligação de Entrada/Saída em ponte ? É comumente chamada de ligação em Bridge e diferente do que muitos técnicos acreditam, é possível ligar qualquer amplificador stereo em bridge, ou 2 amplificadores mono em bridge, bastando-se para isso que o sinal de um dos lados (canal do stereo ou entrada do mono) seja invertido de fase em 180º, alguns amplificadores possuem este inversor interno, o que possibilita a ligação diretamente em seus bornes de conexão, do sistema já em bridge. Muitas pessoas se preocupam em ligar o sistema e danificar o amplificador, já que a potencia total de um sistema bridge é dobrada, mas este fato não existe, já que cada amplificador ou saída trata somente 50% da potencia. O que deve ser atentado é que para a ligação de um sistema em bridge, a potencia em Ohms mais baixa é inatingível, ou seja um amplificador de 2Ohm ligado em bridge vai permitir uma carga mínima de 4Ohms, ou seja, a soma da carga mínima de cada lado. Para realizar esta ligação, deve-se pegar cada canal do alto-falante e ligar em um dos bornes positivos do amplificador. Alguns amplificadores necessitam (geralmente quando utiliza-se 2 mono) que seja fechado um jumpper (curto) entre os bornes negativos, porém, só deve ser feito este tipo de jumpper se assim estiver especificado, para evitar a queima dos equipamentos.
Ligação de Saída em Paralelo ? É a colocação de 2 ou mais alto-falantes ou caixas acústicas ligados em um mesmo borne de saída, para esta ligação, deve ser observado a carga mínima (em Ohms) do amplificador, por exemplo: Amplificador 4Ohms ? 2 Alto-falantes de 8Ohms em paralelo, total 4Ohms. Para se calcular a impedância mínima, a cada alto-falante ligado a impedância cai em 50% do valor do alto-falante. Ex: 2 de 8Ohms = 4Ohms, 2 de 4Ohms=2Ohms.
Ligações da Saída em Série ? É a colocação de 2 ou mais alto-falantes ligados um ao outro Ex: (-Amp)---(-Ft1) (+Ft1)---(-Ft2) (+Ft2)---(+Amp). Esta ligação poderia abrigar diversos alto-falantes idênticos, e o calculo da impedância do sistema é a soma da impedância de cada alto-falante.
Ligações de Saída em (Série + Paralelo) ? É a colocação de diversas séries em paralelo ou vice-versa, dessa forma, pode-se casar as impedâncias, é uma maneira muito usada de ligação, já que as caixas com 2 Alto-falantes geralmente é ligada em paralelo, e sua saída é ligada em série, para permitir um casamento de impedância dos alto-falantes. O calculo da impedância total do sistema, é a soma e divisão de acordo com os cálculos anteriores, respeitando-se a ordem em que foi feita cada ligação.
http://obed.zip.net/images/altofalante.gif
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