O SOM NO AUTOMÓVEL
•ALGUNS CONCEITOS;
O som reproduzido no interior de um carro é percebido de uma forma totalmente diferente do que o seria em uma sala comum. Isto se deve, não só a fatores ambientais, como também psicológicos.
O automóvel, enquanto ambiente para audição de som, apresenta condições bastante estranhas: acelerações e desacelerações, súbitos trancos originados pela pavimentação (ou falta de… ), um motor de combustão interna originando vibrações e interferências em quase toda a faixa audível, indo mesmo até a faixa de radiofreqüência. O calor, o pouco espaço e a tensão disponível de 12 V nominais não permitem grandes vôos de imaginação por parte dos projetistas do equipamento eletrônico, sendo ainda que as localizações disponíveis para falantes são extremamente limitadas, dentro de um meio ambiente agressivo, com extremos de temperatura e umidade.
Por outro lado, as condições internas de acústica alteram significativamente o equilíbrio harmônico, dificultam a reprodução de baixas freqüências devido à limitação volumétrica do habitáculo, acentuam demasiadamente as freqüências médias-baixas, e as áreas envidraçadas originam focalizações indevidas nos agudos. Aparentemente, a quantidade de problemas sugere que não é possível a reprodução de alta-fidelidade no interior do automóvel.
No entanto, a audição no carro, apesar da aparente falta de lógica, é, para muita gente, bastante satisfatória, como tem demonstrado a popularidade dos concursos automotivos.
Como então explicar essa aparente contradição?
Talvez algumas motivações para o gosto pelo som no carro tenham sua origem em uma esfera de ordem mais psicológica que propriamente acústica, como por exemplo, a própria dificuldade da instalação de forma a superar desses obstáculos, ou mesmo a possibilidade de poder contar com as músicas que mais gostamos em um passeio descomprometido por um lugar agradável.
De qualquer forma, um pouco de conhecimento de acústica pode servir para tornar mais fácil a “afinação” do som do automóvel e contribuir para o enriquecimento do nosso universo audiófilo.
•CONDIÇÕES DE AUDIÇÃO;
O fator mais importante que modifica a percepção do som presente no ambiente do automóvel diz respeito ao ruído. Como ruído, entendemos todo o som originado por diversas fontes: o barulho externo do tráfego ao redor, dos pneus sobre a pavimentação, “grilos” na suspensão, vibrações do motor, vento, radiointerferência e muitos outros. O espectro de freqüências cobertas pelo ruído vai desde os subsônicos, produzidos principalmente pelas vibrações do motor e pela ação de compressões e descompressões atmosféricas que ocorrem nos espaços das janelas abertas; entram na faixa de graves, de 20 a 100 Hz, originados pela ação do rolamento; na faixa de médios e agudos, pelo motor e assobio do vento.
Uma série de medições em carros médios e pequenos originou as curvas mostradas. Vemos duas respostas típicas, a de baixo, para um carro médio, e a de cima, característica de carro pequeno. As medições foram feitas utilizando ruído rosa em autos com som tipo original, ou seja, sem o uso de amplificadores potentes ou equalizadores. Notamos de imediato a semelhança entre ambas (a correspondente aos carros de maior porte foi destacada ligeiramente para baixo para maior facilidade de visualização).
O aspecto mais notável é a ressonância de aproximadamente 10dB que afeta apreciavelmente os médios-baixos, seguida de uma segunda ressonância por volta dos 2 kHz, e uma terceira perto dos 5 kHz Estes efeitos são claramente notados na audição por serem bastante evidentes, e dão uma sensação que muitos apreciam de “realce” de graves e agudos, embora o som resultante não possa ser chamado, de maneira alguma, de alta-fidelidade.
Nessas condições, um equalizador gráfico de qualidade ajuda apreciavelmente, e é mesmo indispensável para quem quiser levar a sério o som automotivo. Sabendo-se que as curvas mostradas são bastante comuns para diversos carros e correspondem ao uso de aparelhos de boa procedência, a mesma figura serve como sugestão para a primeira tentativa de “acertar” uma equalização.
Medições realizadas separadamente com o canal direito e o canal esquerdo não mostram diferenças significativas entre ambos. Isto, pela lógica, seria mesmo de se esperar, devido à simetria e ao pequeno volume do habitácuio. Assim sendo, os equalizadores estéreo com um só controle para ambos os canais são perfeitamente satisfatórios.
O tipo de acabamento do carro, especialmente aqueles mais luxuosos com tapetes de náilon ou buclê, e assentos altos, tendem a amortecer mais os médios e agudos diminuindo ligeiramente a potência aparente, mas o efeito não é por demais significativo.
Como se vê, o automóvel não é dos ambientes mais propícios para o áudio. Se o objetivo for conseguir um som de “alta-fidelidade”, é necessário investir muito tempo e dinheiro – às vezes mais do que o valor do automóvel. Mas, para uma audição descompromissada, um equipamento mínimo pode ser puro divertimento e, com um pouco de boa vontade, é possível curtir uma boa gravação até com mais gosto do que no sistema hipersofisticado da sala de estar.
De certa forma, é instrutivo tentar entender como isso acontece.
Na verdade, para uma audição musical, os ruídos de fundo necessitam serem baixos o suficiente de forma que, com material de faixa dinâmica normal, as passagens de baixo nível sejam claramente audíveis. Seria de se esperar que, com valores de ruído da ordem de 80 dB, ao ouvir uma gravação a um nível máximo de 85 dB, só restassem 5 dB de dinâmica máxima, número que se obtém com uma simples subtração.
Ora, na prática não é isso que acontece, pois o ouvido é capaz de discriminar dentre os ruídos circundantes os sons que nos interessam, sejam eles provenientes da conversa do passageiro ao lado, ou da música. E isto ocorre por ser o espectro do sons musicais tão diferente do espectro do ruído ou da conversa, que não há possibilidade de enganar o cérebro a respeito. Isso já não ocorre com um microfone, para o qual o cálculo aritmético feito acima é válido. Isto explica porque ao ouvirmos uma gravação que foi realizada ao vivo somos surpreendidos com ruídos que absolutamente não nos lembramos de ter ouvido – a diferença é o computador que temos embutido dentro de nós: o nosso cérebro.
•ALTO FALANTES;
Os alto-falantes empregados em sonorização podem ser divididos em grupos, conforme o espectro de frequências que manejam melhor. Naturalmente, seria desejável que um único tipo de alto-falante reproduzisse com fidelidade e volume todas as freqüências.
Na prática, os falantes de graves tendem a serem grandes e pesados para suportar melhor a potência exigida, enquanto aqueles voltados para a reprodução dos agudos devem ser pequenos e leves.
Até cinco grupos diferentes de freqüências podem serem definidas para a reprodução dos alto-falantes:
· SUBWOOFER: São aqueles projetados para as freqüências mais baixas, comumente entre 20 Hz a
120 Hz. Tem grande capacidade de absorção de potência, alta excursão do cone, bobinas longas.
· WOOFER: Reproduzem de 20 Hz a 3.000Hz. Embora os woofers possam responder de 20 Hz a até cerca de 3000 Hz, em um sistema empregando sub-woofers a sua resposta é limitada às freqüências de 50 Hz até 500 Hz. Tem boa capacidade de absorção de potência e podem em sistemas mais simples, como por exemplo os de duas vias, reproduzirem a faixa completa até 300 Hz.
· MID-BASS: Empregados entre 80 Hz e 500 Hz. São muito usados em sistemas multi-vias com divisores ativos, em portas e tampões traseiros.
· MID-RANGE: Respondem de 300 Hz a 4.000 Hz. Rotineiramente usados em sistemas de tres ou mais vias, podendo serem fechados, abertos ou tipo domo. Definem a qualidade do som, já que reproduzem a faixa de freqüências com maior presença e que necessita de mais definição. Nessa faixa está a maioria dos instrumentos que reproduzem a melodia e também a voz humana.
· TWEETER: Emitem os agudos, de 3.000 Hz a 20.000 Hz. Normalmente bastante diretivos, são fundamentais na localização da imagem sonora. Podem ser construídos com cone, domo ou utilizando cristais piezoelétricos.
Os falantes mais comumente encontrados são do tipo eletrodinâmico., pois transformam a energia elétrica recebida do amplificador em anergia acústica por meio de um transdutor mecano-eletro-acústico constituído de uma bobina móvel imersa em um campo eletromagnético mantido por um imã permanente.
As principais características de um falante eletrodinâmico são:
RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA: Corresponde à curva da pressão sonora emitida pelo falante medida em relação ao conjunto das freqüências audíveis. As freqüências são eletricamente emitidas com a mesma potência nominal, de 20 Hz a 20.000 Hz. Dependendo da melhor resposta do alto-falante este é classificado como sendo pertencente a um dos grupos já definidos.
IMPEDÂNCIA NOMINAL: É a resistência característica da bobina do alto-falante somada ao valor da capacitância/indutância, definido como o valor mínimo encontrado logo acima da ressonância em baixa freqüência.
· RESISTÊNCIA: Definida como a resistência ôhmica do fio de cobre da bobina.
· POTÊNCIA: O parâmetro mais procurado e menos conhecido das especificações. Normalmente, e pela Norma Brasileira NBR 10303, a Potência Nominal é definida como a potência máxima em watts RMS (Root Mean Square) aplicável ao alto-falante no período mínimo de duas horas dentro da faixa de freqüencias para a qual foi construído.
A Potência Musical surgiu como uma definição padronizada pelo IHF – Institute of High Fidelity americano como uma forma de incorporar o programa tipicamente musical em vez de sinais senoidais às medições. É considerada como sendo em tôrno de 2 vezes a potência RMS.
Já a Potência Musical de Pico Operacional – PMPO, corresponde ao pico do programa musical. É uma forma de produzir números inflacionados para impressionar o consumidor e geralmente corresponde a quatro vezes a Potência RMS, embora alguns fabricantes cheguem a números de até dez vezes. Não tem nenhuma confiabilidade.
· SENSIBILIDADE: Corresponde ao nível de pressão sonora, em dB, emitido pelo falante com um watt RMS e a um metro de distância. Serve para identificar os alto-falantes mais eficientes e que aproveitam melhor a potência dos amplificadores.
· PARÂMETROS DE THIELE-SMALL: Identificam para o projetista os dados necessários para o cálculo do volume e do tipo caixa acústica mais aconselhável para um dado falante.
•DIVISORES DE FREQUENCIA;
Os alto-falantes empregados
Cada grupo de falantes suporta somente as freqüências para as quais foi construído.
Dependendo da sofisticação, os sistemas automotivos podem empregar de duas até as cinco vias definidas acima.
Para a separação das freqüências de modo a que cada alto-falante receba somente as que é capaz de reproduzir com maior fidelidade e menor distorção emprega-se o divisor de freqüências – “crossover”.
· PASSA-BAIXAS: filtros que rejeitam progressivamente as freqüências acima de determinado valor. São usados nos subwoofers e woofers.
· PASSA-ALTAS: rejeitam as freqüências mais baixas. Empregados nos tweeters.
· PASSA-BANDA: rejeitam as freqüências abaixo de um certo valor e as mais altas acima de um outro valor maior que o primeiro. Usados nos mid-range e mid-bass.
Os divisores podem ser PASSIVOS – os mais comuns – ou ATIVOS.
Os passivos são formados por capacitores e indutores conectados de forma a aceitar determinadas freqüências e rejeitar outras. São ligados após o amplificador e antes do alto-falantes.
Os divisores ativos são mais dispendiosos e empregados em sistemas multi-vias com muitos amplificadores, bem como em sub-woofers para o aproveitamento e controle integral dos graves. Os divisores ativos proporcionam controle total do volume de cada faixa, pontos de transição variáveis e são ligados entre o gerador de som com saídas de baixo nível e o(s) amplificador(es) de potência.
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