O documento descreve um equalizador passivo projetado para equalizar a resposta do driver de titânio Selenium D408TI quando instalado na corneta Selenium HL47-50. O equalizador corrige picos e vales na resposta do driver instalado na corneta, resultando em uma resposta mais plana. Além disso, o equalizador fornece proteção adicional ao driver ao suprimir picos de potência. Medições mostram que o equalizador melhorou significativamente a resposta em frequência e distorção do sistema formado pelo driver e corneta.

1. Equalizador Passivo para Driver de Titanio
Vitorio Felipe Massoni
Diversas vezes constatamos que os
drivers de compressão apresentam
resposta excepcionalmente plana, quando
medidos sem corneta, como podemos ver
na Fig. 1. A Fig. 2 ilustra a condição da
medição do driver D408TI, da Selenium.
www.eam.com.br
Para projetar as altas freqüências à longa
distância, apenas o driver não poderia
realizar esta tarefa. Daí lança-se mão de
cornetas
que
atuam
como
um
transformador acústico entre o driver e o
ar, aumentando a eficiência do sistema.
Então, o que era uma resposta excelente,
deteriora-se na boca da corneta.
Na Fig. 3, temos o mesmo driver
montado na corneta HL 47-50, também
da Selenium®, medido com uma potência
de 1W, estando o microfone colocado a 1
metro de distância do centro da mesma.
Fig 1 – Resposta near field do D408TI.
Fig. 3 – Resposta do driver instalado na
corneta HL47-50, sem correção.
Fig. 2 – O método de medição do driver.
fig. 3A – Curva de impedância
processador passivo.
sem o
1

2. Nota-se grande deterioração na resposta,
com o surgimento de vales e picos, antes
inexistentes, mesmo sendo a HL 47-50
uma excelente corneta de diretividade
constante (bi-radial).
Quando, em um sistema de som
profissional,
de
múltiplas
vias,
programamos a resposta do crossover
eletrônico para a via do driver, por
exemplo, a partir de 1200Hz, vamos notar
que o comportamento acústico do driver
fica longe do que, a princípio, deveria ser
uma resposta plana.
significativamente, o desempenho do
sistema.
Adicionalmente, obtém-se um maior nível
de proteção para o reparo do driver, uma
vez que a equalização passiva suprime
picos de potência nas regiões onde não
eram necessários, fazendo com que a
bobina receba menos potência elétrica e
produza uma resposta acústica mais
plana.
Então, os crossovers eletrônicos não
servem para isto?
Servem! Ocorre que o fabricante do
crossover leva em conta que a resposta
acústica das múltiplas vias é plana,
porque não há como prever o
comportamento destas após os falantes e
drivers serem instalados em caixas e
cornetas, bem como o efeito do
agrupamento de diversas unidades.
Fig. 4 – Resposta após a aplicação da correção
com o processador PP D408TI.
Espera-se que os usuários lancem mão de
equalizadores gráficos ou paramétricos,
delays e outros recursos, para a correção
das distorções da resposta em freqüência
e para a proteção do driver.
O que a princípio parecia muito fácil
começa a se complicar, e muito!
Em campo, alinhar um sistema de
múltiplas vias, quando a resposta acústica
de cada uma delas não corresponde à
resposta
elétrica
dos
crossoveres
eletrônicos, é tarefa árdua e muitas vezes
não há tempo hábil para tal.
O equalizador PP D408TI, foi criado para
proporcionar uma resposta bastante plana
no driver homônimo, quando montado na
corneta HL47-50, o que melhora,
Fig. 4A –
processador.
Curva
de
impedância
com
Na Fig. 4, temos a resposta obtida com o
uso do Processador PP D408TI, para o
mesmo driver e corneta já mencionados.
Na Fig. 4A, vemos a impedância.
A medição foi efetuada também a 1m e
com 1W (2,83V) aplicados ao conjunto.
2

3. Na figura 4B, as curvas elétricas, obtidas
na saída do processador, comprovam a
proteção adicional conseguida.
O ganho do processador foi sempre
negativo, na faixa de 10 Hz a 20KHz, ou
seja, ele atenuou o sinal de entrada.
No gráfico da figura 4C, podemos notar
que o processador passivo também
melhorou a distorção do driver, na faixa
de utilização.
O ângulo de fase, abaixo de 200 Hz, é
igual a 90 graus, o que indica um
comportamento capacitivo, nessa região.
Isso foi proposital, para proteger o driver
contra baixas freqüências que pudessem
ser aplicadas acidentalmente, como
ocorreria no caso da ligação da via de
graves, erradamente conectada ao driver.
O comportamento capacitivo, nas baixas
freqüências, oferece uma elevada
reatância nessa faixa.
Ganho
Fase
dB
em
Ganho
0
−50
1
10
Fig. 4B –
processador
2
10
3
4
10
Frequencia em Hz
Função
de
10
transferência
Medidas de Distorção no D408TI
0
dB
em
−20
do
Obviamente, os processadores passivos
não podem elevar os níveis do sinal.
Assim, o vale entre 8 e 10KHz não pode
ser amplificado, obrigando todo o restante
da resposta a descer até próximo dele.
Isto é: a resposta plana deu-se em 104 dB
SPL, a 1 W e 1 m, pois não há como
amplificar o nível do vale em questão.
Isto não deve ser considerado uma perda,
uma vez que as demais vias do sistema
dificilmente atingem este valor de pressão
sonora a 1W e 1m. O driver ainda vai ter
que ser atenuado, para produzir o mesmo
SPL das outras vias.
10CmSCSP
10CmSCCP
1MSCSP
1MCCSP
1MCCCP
−10
Distorção
Em relação ao gráfico da Fig. 3, podemos
notar, na Fig. 4, que a resposta é bem
mais plana, tendo sido eliminado o
extenso pico, que ia desde 600 Hz até 7
KHz. Também o pico, ao redor de 14
KHz, foi bastante suavizado.
50
e
Fase
em
Graus
Função de Transferência do Processador
100
Fig. 5 – O processador, o driver e a corneta.
−30
−40
−50
−60
1
10
2
10
3
10
Frequencia em Hz
4
10
Fig. 4C – Distorção com e sem processador.
E estamos falando de um sistema com
uma corneta com o driver D408 TI e dois
alto falantes de graves médios, por caixa!
Agora, com o driver respondendo de
forma plana ao sinal elétrico do crossover
3

4. ativo, podemos estar seguros de que o
resultado sonoro será melhor.
Fig. 6 – Curvas protótipo em 800, 1200 e
1600Hz (amarelo, rosa e preto). Curvas
sobrepostas após passar por crossover
eletrônico nas mesmas freqüências de corte
(vermelho, azul e verde).
Na Fig. 6, podemos ver o correto
desempenho da resposta do driver junto
às curvas protótipo.
Isto indica
claramente que a resposta acústica está
acompanhando a resposta elétrica do
crossover eletrônico.
Note que quanto maior a freqüência de
corte, melhor é o comportamento do
driver no início da curva passa altas.
Entretanto, valores abaixo de 20 dB da
resposta
plana
não
influenciam
significativamente o acoplamento com a
via adjacente.
A esta altura, podemos nos perguntar: e o
restante do sistema? Como deverá se
comportar?
Faremos algumas observações referentes
ao ajuste relativo à via abaixo do driver,
que provavelmente utilizará falantes de
15, 12 ou 10 polegadas, em caixas tipo
corneta, ou não.
O assunto é muito extenso e tentaremos
ser objetivos para uma rápida obtenção de
resultados.
A primeira coisa que deveremos conhecer
é o centro acústico de cada via, sua
eficiência e a faixa de resposta em
freqüência em que atua.
Isto é feito
utilizando-se um analisador de espectro e
excitação por impulso, como acontece no
Smart Live da Sia Soft™, que é um
programa bastante conhecido no meio
profissional (brevemente faremos um
artigo sobre sua utilização).
Outros programas podem ser usados.
Nós, por exemplo, utilizamos o Cliowin,
da Audiomática™, que é mais adequado
para desenvolvimento de produtos.
Recomendamos o Smart, ou outro
similar, por economia e por necessitarem,
apenas, de uma placa de som full duplex,
com algumas conexões simples para
funcionar bem. Também pode ser usado
com notebooks e uma placa de som
analógico / digital externa.
Um microfone calibrado deve ser
providenciado para a obtenção de
resultados
confiáveis.
Infelizmente,
aqueles voltados para o uso vocal ou
instrumental não servem para esta
finalidade.
Uma vez determinado o tempo em que o
som de cada via demora para chegar até à
frente da caixa acústica, podemos subtrair
o menor do maior e determinar o tempo
de atraso entre eles.
Como exemplo, vamos supor o driver
D408TI, montado na corneta HL47-50 e
equipado com o processador passivo
PP408TI. Ao medir o tempo de
propagação da onda com o medidor de
impulso, encontramos 1,5 m ou 4,36 ms
(0,00436 s). Em seguida, encontramos na
via de médios graves um tempo de 1,4 m
ou 4,07 ms (0,00407 s).
4

5. Da subtração dos dois tempos temos 0,1
m ou 0,29 ms (0,00029 s).
Como o
tempo no driver é maior, então
aplicaremos um delay de 0,29 ms na via
dos graves médios.
Lembrete: Para obter o tempo a partir da
distância, basta aplicar a fórmula t =
x/344 onde x está em metros e o tempo t
está em segundos. O número 344 é a
distância em metros que o som percorre
no ar em 1 segundo, ou sua velocidade
em m/s.
Ela varia em função da
temperatura, da umidade e um pouco com
a pressão atmosférica. Mas, para os
cálculos de delay basta considerar a
variação com a temperatura.
É bastante visível que na maioria das
vezes o som do driver está atrasado em
relação aos falantes da via adjacente,
mesmo quando estes últimos estão
instalados em cornetas de madeira, com
certa profundidade. Não acredite que,
mesmo estando as bobinas dos
transdutores fisicamente alinhadas na
vertical,
o
mesmo
vá
ocorrer
acusticamente. Somente a medição vai
determinar o valor correto.
baixas e passa altas do tipo LinkwitzRiley, com taxa de atenuação de 24dB/8ª.
Neste tipo de filtro, as respostas cruzamse a exatos -6 dB, o que resultará em uma
resposta plana a 0 dB pois estaremos
somando 0,5 com 0,5, cujo resultado
unitário corresponderá a 0 dB.
Fig. 7 – Pontos de cruzamento entre as vias de
um sistema multi amplificado. Vermelho =
Grave, Verde = Médio Agudo, Rosa = Full e
Azul = full com fase invertida no driver.
Veja que o ponto que nos interessa é tão
somente aquele que ocorre na transição
entre as vias, a freqüência de cruzamento.
Se for escolhido 1200 Hz como sendo o
ponto em que os falantes de médio graves
se calam e o driver começa a falar, então
este é o local na curva onde vamos
observar a atuação do delay.
Porque? Muito simples: a resposta na
freqüência de cruzamento, entre as duas
vias, somente vai ser plana se, e somente
se, as respostas acústicas das vias
adjacentes estiverem no mesmo nível,
alinhadas no tempo, e em fase. No nosso
caso, as respostas protótipo serão passa
fig. 7B – Curvas de impedância dos graves e
médio agudos, na caixa do exemplo.
Note, no exemplo da Fig. 7, que o nível
resultante entre as vias é o mesmo de
cada uma, individualmente.
Naturalmente, quanto mais perfeito for o
cruzamento entre as curvas passa altas e
passa baixas, adjacentes, mais plano será
o resultado.
5

6. A caixa em teste é uma de duas vias,
genérica, que processamos passiva e
ativamente, somente para ilustração de
teoria e prática. É muito utilizada no
Brasil, como side, e mesmo para PA.
Ao invertermos a polaridade do driver,
forma-se um vale pronunciado, na
freqüência de transição, mostrando mais
uma vez que o ajuste foi correto, como
podemos ver na curva de cor azul.
Foi montada com o driver D408TI, o
processador PP D408TI e dois falantes
WPU1505. Veja a foto na figura 8.
Aliás, quando se obtém resposta plana em
um sistema, tem-se a impressão que o
som está baixo, mesmo com picos de
120dBSPL na house mix! Mas não só
está forte como uniforme em todo o local.
Fig. 8 – Caixa 2x15 D
fig. 9 – A caixa aberta, mostrando o local da
instalação do PP D408 TI.
No final deste artigo vamos apresentar a
tabela do processamento utilizado.
O centro acústico de cada via foi medido
e corrigido através de delay, aplicado pelo
processador ativo (que será objeto de um
outro artigo).
A curva rosa da figura 7 mostra a resposta
full range, onde vemos a perfeita
transição entre as vias.
Fig. 10 – Detalhe da instalação do processador
na base da caixa.
6

7. A análise destes resultados permitiu o
traçado da curva teórica desejada que,
neste caso, ficou em 104 dB SPL com
1W @1m, e resposta em freqüência de
800 Hz a 16 KHz. Acima desta última,
existe um decaimento pronunciado, que
não poderia ser levado em consideração,
para não reduzir mais a pressão sonora
final.
Os filtros foram calculados,
construídos em forma de protótipo e,
depois, foi desenvolvido o produto final.
Em som profissional, é comum o uso de
filtros passa baixa em 16 KHz, do tipo
Butterworth 24 dB/8ª, para impedir que
ultra-sons destruam os drivers. Assim, o
fato da resposta do driver não se estender
muito além de 16 KHz, não constitui
nenhum problema.
fig. 11 – O set up utilizado nas medições.
Na figura 11, a foto do set up utilizado
nas medições, onde se vê a tela com o
programa Cliowin, e o condicionador de
sinais desenvolvido pela EAM. Este set
up é uma unidade portátil, que utilizamos
para testes em campo. A curva da tela é a
resposta da caixa exemplo.
A arquitetura do processador PP D408TI.
Basicamente, trata-se de um filtro passa
altas, Linkwitz Riley, com o corte em 800
Hz, e taxa de atenuação de 12 dB/8ª,
seguido de filtros rejeita faixa (notch) nas
freqüências onde ocorreram picos. A
freqüência de corte foi escolhida para
proteger o driver contra freqüências
baixas que possam chegar à via de médio
agudos, até por acidentes.
O desenvolvimento do projeto deu-se em
etapas: as medições da resposta do driver
na corneta, da indutância da bobina, da
curva de impedância e dos parâmetros
TS.
A precisão dos componentes utilizados é
da maior importância, uma vez que
tolerâncias acima de 5% leva a resultados
desastrosos. Para capacitores e indutores
em filtros de freqüências mais altas, a
tolerância vai para 2%.
Todo o conjunto foi desenvolvido em
uma placa de circuito impresso em fibra
de vidro, com 2mm de espessura,
garantindo a robustez necessária às
severas exigências do transporte e
manuseio a que estão sujeitas as caixas
acústicas profissionais.
A placa é isolada e separada dos pontos
de montagem por
espaçadores em
alumínio, que permitem a fixação por
parafusos auto atarrachantes, cabeça tipo
Philips, flangeada, 4x25 mm, fornecidos
com o produto.
Além disto, a fiação é completa, inclusive
para 2 tomadas de entrada. Estes fios
possuem terminais de segurança próprios
para conectores tipo Speakon®, que não
7

8. escapam acidentalmente após a colocação
e o correto travamento.
Agora, vamos melhorar a resposta do
driver no sistema.
Aplicando-se uma leve equalização,
conforme a tabela da Fig. 12, com um
equalizador gráfico eletrônico ou, no caso
da Fig. 13, com os paramétricos de um
crossover digital, obteremos curvas mais
planas.
FREQUENCIA
em kHz
1
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
NÍVEL
em dB
-0.5
0
0
-1.0
+1.0
+1.0
+1.0
-0.5
0
+1.0
+0.5
+0.5
-2.0
0
Figura 12 - Equalização gráfica.
Fig. 14 – Curva protótipo com o corte em 1200
Hz (azul) e a resposta com a equalização
gráfica da Fig. 12 (vermelho).
Nº
1
2
3
4
5
6
7
Nível
-1.0
+1.0
-1.5
+0.6
+1.8
+1.3
-1.5
kHz
1.9
2.35
2.92
3.85
8.32
11.2
14.5
BW
0.25
0.20
0.1
0.16
0.16
0.14
0.10
Q
4.0
5.0
10
6.3
6.3
7.1
10
Figura 13 - Equalização paramétrica.
Compare as Figs. 14 e 15 com a Fig. 6 e
veja como a resposta ficou bem mais
plana. Se a freqüência de corte escolhida
for maior, pode-se usar as mesmas
equalizações.
Fig. 15 – Curva protótipo com corte em 1200
Hz (azul) e a resposta com equalização
paramétrica da Fig. 13 ( vermelho) .
8

9. Tabela de processamento digital para a caixa exemplo.
VIA
POLARID.
HPF Hz
LPF Hz
GANHO
DELAY
+
30 BUT 24
100 LR 24
*
**
1 - SUB
+
70 LR 24
1.41k LR 24
0 dB
0.84ms
2 – LOW
+
1.3k LR 24 19k BUT 24
0 dB
0 ms
3 –MID HIG
*ajustar conforme a sensibilidade do amplificador utilizado. ** ajustar em campo.
Quando for usada somente a caixa de 2 vias, mudar HPF na via 2 para 40Hz BUT
24
EQUALIZADORES NA VIA 1 - SUB
GANHO dB
FREQUÊNCIA Hz
***
***
*** consultar manual do fabricante
Nº
1
TIPO
Paramétrico
Nº
1
2
3
4
EQUALIZADORES NA VIA 2 – LOW (2xWPU1505)
TIPO
GANHO dB
FREQUÊNCIA Hz
BW 8ª
Paramétrico
+4.0
168
0.36
Paramétrico
-2.0
738
0.14
Paramétrico
+2.5
957
0.11
Paramétrico
-3.5
1.78k
0.31
Q
2.8
7.1
8.9
3.2
Nº
1
2
3
4
EQUALIZADORES NA VIA 3 – MID HIG (D408TI)
TIPO
GANHO dB
FREQUÊNCIA Hz
BW 8ª
Paramétrico
+1.0
1.5k
0.14
Paramétrico
-2.5
2.03k
0.25
Paramétrico
-2.5
3.04k
0.28
Paramétrico
-2.5
6.57k
0.14
Q
7.1
4.0
3.5
7.1
Em um próximo artigo, vamos explorar
mais a forma de ajustar PA’s com o uso
de processadores digitais.
Ressaltamos, desde já, que os inícios e
fins dos filtros passa altas e passa baixas
nos crossoveres digitais não são
obrigatoriamente coincidentes, como se
pode observar na tabela de processamento
digital acima.
Conforme já dissemos, o que importa é
que o sinal acústico seja igual ao sinal
elétrico das curvas protótipo.
Ainda em relação à caixa exemplo, ela
tem uma eficiência de 104 dBSPL com
1W @1m a partir de 100Hz (Na verdade,
BW 8ª
***
Q
***
como são dois falantes de 15”, e 8 ohms
cada um, a potência dobra). As curvas
da fig. 7 estão com 100 dB SPL apenas
porque adotamos curvas protótipo neste
nível.
O delay necessário, na caixa de sub
woofer, que vier a ser utilizada com a
caixa exemplo, deverá ser ajustado
conforme a posição da primeira em
relação à segunda. Poderá ser o caso de
não haver necessidade de atrasos, se o sub
woofer for alinhado mecanicamente.
De todo modo, os princípios não se
alteram: é necessário que a curva acústica
passa baixas, do sub woofer, obedeça aos
parâmetros já discutidos.
9

10. Do contrário, não haverá resposta plana
entre o sub e a caixa de graves médios,
obrigando, como muitas vezes temos
observado em shows, a um aumento
desnecessário de potência da ordem de
10dB, na via de sub, na tentativa de
compensar o vale que ocorre devido ao
alinhamento incorreto.
Agradecimentos:
O Autor agradece à Eletronica Selenium
S. A., que gentilmente cedeu amostras de
seus produtos para os testes, bem como
fez a comprovação de algumas das
medidas em sua câmara anecoica.
Este agradecimento se extende ao Prof.
Homero Sette Silva, Consultor da
Selenium,
por
suas
sugestões,
colaboração no processamento com o
MatLab e a cuidadosa revisão do texto, a
quem expressamos nossa gratidão.
Fig. 16 – Método da medição, na caixa usada
como exemplo.
A foto da Fig. 16 mostra a forma como a
caixa exemplo foi medida.
Uma das dificuldades para o alinhamento
deste tipo de caixa é o posicionamento
adequado do microfone.
Como se vê pela foto, ele está em uma
região que não corresponde ao meio da
caixa.
O ponto que melhor vai servir para obter
a referência para ajuste depende de
experimentação prática. O que se busca
é uma posição que mostre a somatória dos
falantes de graves, sem perda nas altas
freqüências oriundas da corneta, o que
nem sempre é possível. Daí a causa, na
caixa exemplo, da resposta não chegar até
16 KHz e não termos compensado isso,
no processamento.
10