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___________________________________

Sociedade de Engenharia de Áudio

Artigo de Convenção
Apresentado na XI Convenção Nacional
21 - 23 de Maio de 2007, São Paulo, SP
Este artigo foi reproduzido do original entregue pelo autor, sem edições, correções e considerações feitas pelo comitê técnico deste evento.
Outros artigos podem ser adquiridos através da Audio Engineering Society, 60 East 42nd Street, New York, New York 10165-2520, USA,
www.aes.org. Informações sobre a seção brasileira podem ser obtidas em www.aesbrasil.org. Todos os direitos reservados. Não é permitida
a reprodução total ou parcial deste artigo sem autorização expressa da AES Brasil.

___________________________________
Processamento Passivo
Para
Caixa Duas Vias 215M SEL
Vitório Felipe Massoni

Homero Sette Silva

suporte@eam.com.br

homero@selenium.com.br
Revisão 16 - 05 - 2007

Eletro Acústica Mass
15800-003, Catanduva - SP

Eletrônica Selenium S. A.
92.480-000, Nova Santa Rita, RS

eam@eam.com.br

www.selenium.com.br

RESUMO
Neste trabalho, a metodologia de alinhamentos de sistemas de som, desenvolvida pela
EAM, é aplicada a uma caixa duas vias, muito conhecida como 215M, utilizando transdutores
SELENIUM.
Esta caixa encontra inúmeras aplicações e pode ser usada em Salas de Cinema, Teatros,
Side Field, Monitor de Bateria, pequenos PAs, Discotecas, Igrejas e outras aplicações similares.
Foi desenvolvido um processador passivo, que pode funcionar nos modos Full Range ou
Bi-Amp, e todo o procedimento é apresentado em detalhe, tendo sido abordado o uso de
equalizador gráfico e de processador digital.

-1-
Processamento Passivo para Caixa Duas Vias
215M SEL
Vitorio Felipe Massoni
E.A.M. – Eletro Acústica Mass

suporte@eam.com.br
O presente artigo trata da
elaboração de Processador Passivo
para caixa acústica duas vias, de
alta fidelidade, equipada com 2
alto-falantes de 15 polegadas,
modelo WPU1509 e um driver
modelo D408Ti, ambos fabricados
pela Eletrônica Selenium, sediada
em Nova Santa Rita, Rio Grande
do Sul.
O Processador foi desenvolvido e
produzido pela E.A.M. – Eletro
Acústica
Mass,
empresa
especializada em alinhamento de
caixas acústicas, sediada em
Catanduva – São Paulo e está
previsto para funcionar nos modos
Full Range ou Bi-Amp, com a
seleção feita através de uma
chave comutadora.

Homero Sette Silva
Eletrônica Selenium S/A

homero@selenium.com.br
15 polegadas e um driver com
diafragma
em
titânio,
com
resposta em freqüência entre 48
Hz e 15,8 kHz e pressão sonora ao
redor de 100 dB SPL, a 2.84 V
medidos a 1 m. A impedância final
é de 4 Ohms, permitindo o uso de
duas
caixas
por
canal
de
amplificador especificado para 2
Ohms, da Classe AB. Esta classe
de amplificador é obrigatória para
caixas processadas passivamente.

Introdução
Dos inúmeros produtos existentes
no mercado, destinados ao reforço
de som, um deles chama atenção
por sua versatilidade, economia e
excelentes
resultados
quando
utilizado em Salas de Cinema,
Teatros, Drum Field, Side Field, PA
para Bailes, Discotecas, Igrejas,
Home Theater de qualidade e
outros.
Trata-se de uma caixa acústica
composta por duas vias, conhecida
por diversos nomes, entre eles,
215M. Neste artigo, ela recebe o
nome de 215M SEL, devido aos
transdutores utilizados.
É um gabinete de proporções
médias, no formato trapezoidal,
destinado ao uso profissional,
equipado com 2 alto-falantes de

Fig. 1 – Foto da caixa 215M SEL.

A caixa é mostrada na Fig. 1 e no
final deste artigo iremos exibi-la
em várias fases da montagem.
Para torná-la mais versátil e
dotada de timbre agradável,
criamos um divisor passivo, com
correções
na
resposta
em
freqüência, equalização do nível

-2-
entre as vias e correção da
impedância, de forma a obter uma
resposta bastante plana, com uma
sonoridade agradável e de alta
fidelidade. Uma conveniente chave
comutadora permite seu uso tanto
em Full Range como em Bi-Amp.

Crossovers de 12 dB/8ª
Na Fig. 2, temos o circuito elétrico
de um divisor passivo duas vias.
+
+
-

Escolhemos para equipá-la,
seguintes transdutores:

os

Entrada
Crossover Passivo 2 Vias, 12dB/oitava

Via de Graves: 2 x WPU1509
Via de Médio/Agudos: D408Ti
Corneta: HL4750R
Todos
estes
produtos
são
fabricados pela Selenium.
Esta
escolha
deve-se
à
excelente
linearidade do WPU1509, da faixa
estendida da resposta em agudos
do D408Ti e do alto ganho e boa
diretividade da corneta HL4750,
que forma um excelente conjunto
com o driver.
Crossovers Passivos
Os crossovers passivos há muito
tempo em uso, são dispositivos
que têm a função de separar as
vias de um sonofletor, de modo
que cada transdutor receba a
potência e a faixa de freqüência
que lhes são adequadas.

+

Fig. 2 – Circuito elétrico para crossovers a
12 dB/8ª, tanto BW como L-R.

As mudanças, de um tipo para
outro, ocorrem na forma de
cálculo dos componentes em
função do tipo de filtro escolhido
(BW, L-R ou Bessel), que influem
na razão de atenuação do corte e
na impedância das vias.
Nas Figs. 3 e 4, temos a resposta
acústica em freqüência e a
impedância
apresentada
pelo
crossover tipo BW, com uma taxa
de atenuação de 12 dB/8ª
(segunda ordem) e freqüência de
corte de 1 kHz.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

120.0

Existem
muitas
topologias
disponíveis para implementar os
crossovers passivos sendo os mais
conhecidos: Butterworth (BW),
Linkwitz-Riley (L-R) e Bessel.
Poderão ser construídos com taxas
de atenuação iguais a 6, 12, 18 ou
24 dB/oitava, dependendo dos
resultados
desejados
e
do
orçamento disponível.
Para ilustrar o que foi dito acima,
a caixa descrita neste artigo foi
testada
com
três
diferentes
topologias:
BW, 12 dB/8ª , L-R, 12 dB/8ª e
L-R, 24 dB/8ª, todos com
freqüência de corte igual a 1 Khz.

3-5-2007 08.34.23
CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4420 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 111.8814 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.4394 dBSPL

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: BW 12_1k invert.mls

Fig. 3 – Resposta acústica da caixa com o
corte em 1 kHz, 12 dB/8ª, tipo BW, driver
com fase invertida.

-3-
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

3-5-2007 08.35.15

25.0

CLIO

E.A.M. - Eletro Acustica Mass
180.0

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 08.34.40

120.0

CLIO

Deg

20.0

108.0

110.0

108.0

15.0

36.0

100.0

36.0

10.0

-36.0

90.0

-36.0

5.0

-108.0

80.0

-108.0

-180.0

70.0
20

0.0
10

20
50
100
Ax: 214.7503 Hz Ay: 4.4241 Ohm

200
500
1k
Bx: 1276.8600 Hz By: 3.3381 Ohm

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 1062.1100 Hz Dy: -1.0859 Ohm
Dist Rise [dB] 30.00

dBSPL

180.0

Ohm

Deg

-180.0
50
100
200
Ax: 2441.0900 Hz Ay: 0.0000 dBSPL

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Imp BW 12_1k.sini

Fig. 4 – Curva de Impedância da caixa com
o crossover da Fig. 2.

Como os crossovers de segunda
ordem giram a fase de 180 graus,
geralmente é necessário inverter a
via de Médio/Agudos, para que
seja
obtido
um
perfeito
alinhamento com a via de Graves.
Devido a um desalinhamento físico
entre as vias desta caixa, ao invés
de uma transição relativamente
plana entre elas, mesmo fazendose a inversão de polaridade do
driver,
tivemos
um
vale
pronunciado, conforme mostra a
Fig. 3.
Empiricamente,
desfizemos
a
costumeira inversão de polaridade
do driver e, por coincidência,
como pode ser visto na Fig. 5, o
alinhamento ocorreu. Coincidência
porque, na maioria das vezes,
acontece exatamente o contrário,
nos filtros de segunda ordem.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

120.0

3-5-2007 08.34.40
CLIO

dBSPL

Fig. 5A – Comparação das respostas de
Fase Acústica BW 12 dB/8ª. Azul, driver
invertido; Vermelho, driver normal.

Na Fig. 5A, temos a comparação
das respostas de fase com o driver
nas posições normal e invertida.
A curva vermelha está mais
próxima
de
um
alinhamento
teórico do que a azul. Quanto mais
plana estiver a fase na região de
transição,
melhor
será
a
superposição entre as duas vias.
Embora
tenha
ocorrido
o
alinhamento, nota-se a grande
eficiência do driver, em relação ao
falante, de modo que este
conjunto soaria de uma forma
desagradável, com muita pressão
sonora nos médios e agudos. A
diferença entre as vias é da ordem
de 10 dB SPL.
Quando o mesmo sistema foi
alimentado por um crossover do
tipo L-R, 12 dB/oitava, e mesma
freqüência de corte, temos os
resultados vistos nas Figs. 6 e 7.

180.0

Deg
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

110.0

108.0

LogChirp - Frequency Response

120.0

3-5-2007 08.45.10
CLIO

dBSPL

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4952 dBSPL Bx: 1865.2480 Hz By: 112.2962 dBSPL Dx: 1693.1380 Hz Dy: 9.8010 dBSPL

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: BW 12_1k.mls

Fig. 5 – Resposta acústica da caixa com
crossover BW, 1 kHz e 12 dB/8ª, driver
com a fase normal.

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.3726 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 110.2289 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 7.8563 dBSPL

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: L-R 12_1k invert.mls

Fig. 6 – Resposta acústica da caixa com
crossover tipo L-R, 1 kHz e 12dB/8ª,
driver com fase invertida.

-4-
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

3-5-2007 08.43.20

25.0

CLIO

180.0

Ohm

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

5.0

-108.0

pelos dois tipos de crossovers
utilizados, como mostra a Fig. 9.

0.0
10

Isto
mostra
que
a
eterna
discussão sobre qual seria a
melhor taxa de atenuação entre
duas vias adjacentes, não faz
muito sentido.

-180.0
20
50
100
Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4856 Ohm

200
500
1k
Bx: 5553.8080 Hz By: 6.6836 Ohm

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 5359.7630 Hz Dy: 2.1980 Ohm

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 08.34.40

120.0
CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

CLIO

Dist Rise [dB] 30.00

File: Imp L-R 12_1k.sini

dBSPL

Fig. 7 – Curva de Impedância da caixa com
crossover tipo L-R, 1kHz e 12 dB/8ª.

180.0

Deg

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

120.0

CLIO

180.0

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.3782 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 110.7771 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 8.3989 dBSPL
Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: L-R 12_1k.mls

Fig. 8 – Resposta acústica da caixa com a
polaridade do driver invertida.

Também, o gráfico da Fig. 8A
revela que com o driver na posição
normal (curva vermelha) temos
uma resposta em fase mais plana.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 08.45.10

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
Ax: 2441.0900 Hz Ay: 11.0733 Deg

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4952 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 112.3432 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.8481 dBSPL

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms
Azul: BW 1kHz, 12dB/oitava

Deg

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

36.0

3-5-2007 08.44.08

dBSPL

70.0
20

108.0

100.0

De forma semelhante ao caso
anterior, foi necessário desinverter
a fase do driver para obter-se o
alinhamento com a via de Graves,
conforme a Fig. 8.

110.0

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Vermelho: L-R 1kHz, 12dB/oitava

Fig. 9 – Comparação entre as respostas
acústicas dos crossovers BW e L-R: Azul,
BW; Vermelho, L-R, ambas sem inversão
na via dos drivers.

Entretanto,
as
curvas
de
impedância são bastante distintas,
conforme vemos na Fig. 10.
Enquanto
a
topologia
BW
apresenta pontos na curva onde a
impedância é menor que a dos
transdutores, a resposta L-R
comporta-se
muito
melhor.
Devemos lembrar que o tipo BW
possui uma atenuação de –3 dB
na freqüência de transição, contra
-6 dB no tipo L-R.
No
tipo
L-R
o
amplificador
trabalharia de forma mais segura,
porque não há pontos com
impedância abaixo de 4 ohms.
Notamos, também, variações nos
picos da impedância da caixa.
De fato, o crossover passivo pode
produzir alterações significativas
neste quesito.

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 8A – Comparação das respostas de
Fase Acústica BW 12dB/8ª. Azul, driver
invertido; Vermelho, driver normal.

Praticamente não existe diferença
na resposta acústica produzida

-5-
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

3-5-2007 08.35.15

25.0

CLIO

E.A.M. - Eletro Acustica Mass
180.0

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 09.01.42

120.0

CLIO

Deg

20.0

108.0

110.0

108.0

15.0

36.0

100.0

36.0

10.0

-36.0

90.0

-36.0

5.0

-108.0

80.0

-108.0

-180.0

70.0
20

0.0
10

20
50
100
Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4396 Ohm

200
500
1k
Bx: 5553.8080 Hz By: 6.2662 Ohm

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000
Verde: Impedância BW

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 5359.7630 Hz Dy: 1.8266 Ohm
Dist Rise [dB] 30.00

dBSPL

180.0

Ohm

Deg

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 101.9301 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 111.2783 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.3482 dBSPL

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Azul: Impedância L-R

Stop 1365.31ms

L-R 24dB/oitava - Vermelho: Fase Normal

Fig.
10
–
Curvas
de
Impedância
comparadas. Azul, BW; Verde, L-R

Crossover Passivo a 24 dB/8ª
Ainda para ilustração, construímos
um crossover passivo do tipo L-R,
a 24 dB/8ª com a mesma
freqüência de corte dos tipos
anteriores. A topologia do circuito
seria a mesma para a resposta
Butterworth,
apenas
existindo
variações entre os valores dos
componentes.

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Azul: Fase invertida

Fig. 12 – Respostas acústicas da caixa com
crossover L-R 24 dB/8ª e corte em 1 kHz.
Vermelho, Fase normal. Azul, fase do
driver invertida.

Na Fig. 12 A vemos a comparação
das fases acústicas para a caixa
equipada com um divisor passivo
L-R 24 dB/8ª. Em relação aos de
12 dB/8ª, a curva azul está mais
plana, o que leva a uma resposta
acústica em freqüência também
mais plana.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 09.01.42

120.0

Na Fig. 11, temos o esquema
elétrico desta configuração.

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

+

110.0

-108.0

+
ENTRADA

70.0
20

Crossover Passivo 2 Vias, 24dB/oitava

+

-180.0
50
100
200
Ax: 1008.4580 Hz Ay: 37.3641 Deg

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 12A – Comparação das respostas de
Fase Acústica L-R 24 dB/8ª. Azul, driver
invertido; Vermelho, driver normal.

-

Fig. 11 – Topologia de um Crossover L-R
ou BW a 24 dB/8ª.

A Fig. 12 mostra as respostas
acústicas obtidas, com e sem a
inversão da polaridade do driver.
Vemos que, aqui também, tivemos
que fazer o contrário do esperado:
houve a necessidade de inverter a
polaridade do driver para que
fosse possível a obtenção do
alinhamento acústico entre as
vias. Nos filtros de 4ª ordem,
como é o caso, o normal seria
trabalhar sem inversão de fase.

Enquanto nos crossovers com taxa
de atenuação de 12 dB/8ª o driver
teve que ficar em fase, no de 24
dB/8ª ele foi invertido.
Isto
contraria a prática usual, mas é
facilmente explicável:
Nos crossover com taxa de
atenuação de 12 dB/8ª, a fase gira
180 graus em relação à entrada, o
que obriga, normalmente, inverter
a polaridade do driver para
conseguir-se alinhamento com a
via de graves.

-6-
Nos crossover com taxa de
atenuação de 24 dB/8ª, a fase gira
360 graus em relação à entrada,
voltando a coincidir com 0 grau,
geralmente levando o driver a
trabalhar com polaridade normal
para conseguir-se o alinhamento
com a via de graves.
No caso presente, esta regra teve
que ser desrespeitada, visto que o
centro acústico do driver está mais
atrasado em relação ao dos
falantes. Caso desejássemos usar
o
driver,
sem
inverter
sua
polaridade,
teríamos
que
implementar um circuito passivo
de delay na via de graves. Embora
possível, com o uso das redes
passivas
Lattice,
não
teria
nenhuma
vantagem
sobre
a
simples inversão de polaridade do
driver, alem de ser uma solução
muito cara.
Na Fig. 13 temos a curva de
impedância do conjunto caixa +
divisor passivo L-R a 24 dB/8ª.
Na freqüência de 644 Hz, a
impedância ficou em 3,08 Ohms.
Portanto,
abaixo
do
mínimo
desejado.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

Para isto acontecer, os falantes e
drivers devem estar com suas
eficiências
equilibradas,
seus
centros acústicos alinhados na
caixa, alem de apresentarem um
comportamento
puramente
resistivo em todas as freqüências,
apresentando
uma
resposta
acústica perfeitamente plana em
toda sua faixa útil.
No mundo real estas condições
geralmente não ocorrem: nem os
centros
acústicos
estão
coincidentes nem as respostas dos
transdutores são planas, e tão
pouco
são
suas
curvas
de
impedância “bem comportadas”.
Daí a necessidade de correções
nos circuitos passivos, para a
obtenção
de
um
resultado
adequado.
Esta é a essência do trabalho de
processamento.
Para exemplificar, faremos a
correção
da
impedância
nos
falantes WPU1509.
Ligados
em
paralelo,
estes
transdutores apresentam curva de
impedância vista na Fig. 14.

3-5-2007 09.00.15

25.0

CLIO

180.0

Ohm

Deg

20.0

108.0

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

3-5-2007 08.57.59

50.0

CLIO

180.0

Ohm

Deg

40.0

108.0

30.0

36.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

5.0

-108.0

20.0

-36.0

-180.0

10.0

-108.0

0.0
10

20
50
100
Ax: 172.3985 Hz Ay: 4.5668 Ohm

200
500
1k
Bx: 644.0726 Hz By: 3.0812 Ohm

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 471.6741 Hz Dy: -1.4856 Ohm
Dist Rise [dB] 30.00

Fig. 13 – Curva de impedância da caixa
com crossover L-R a 24 dB/8ª.

Corrigindo Respostas
Como vimos, os divisores passivos
matematicamente calculados, não
levam a uma resposta acústica
plana para um conjunto qualquer
de transdutores ou caixas.

0.0
10

-180.0
20

50

100

200

500

1k

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz

5k

10k

20k

Dist Rise [dB] 30.00

Fig. 14 – Curva de Impedância com dois
falantes WPU1509, em paralelo.

Para que um filtro passa baixas
passivo exiba um comportamento
ideal, a curva de impedância dos
transdutores
deveria
ser
perfeitamente plana, pelo menos a
partir de 100 Hz.

-7-
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Sinusoidal

3-5-2007 09.27.13

25.0

CLIO

E.A.M. - Eletro Acustica Mass
180.0

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 09.52.16

120.0

CLIO

Deg

20.0

108.0

110.0

108.0

15.0

36.0

100.0

36.0

10.0

-36.0

90.0

-36.0

5.0

-108.0

80.0

-108.0

-180.0

70.0
20

0.0
10

20

50

100

200

500

1k

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz

5k

10k

20k

Dist Rise [dB] 30.00

Introduzindo um circuito corretor
de impedância, na malha do
divisor, obtivemos o resultado da
Fig. 15.
Agora, com a equalização da
impedância, é muito provável que
o divisor passivo tenha um melhor
comportamento, tanto na resposta
acústica em freqüência como na
de impedância. Os gráficos da Fig.
16 permitem a comparação das
curvas de impedância do conjunto
divisor L-R a 24 dB/8ª + falantes,
antes e depois da equalização da
impedância.
Sinusoidal

Deg

-180.0
50

100

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Fig. 15 – Curvas de Impedância da via dos
Graves: Azul: sem correção; Vermelho:
corrigida.

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

dBSPL

180.0

Ohm

3-5-2007 09.00.15

25.0

CLIO

180.0

Ohm

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 17 – Comparação das respostas
acústicas em freqüência, antes e depois da
equalização da impedância na via de
Graves. Azul, sem equalização; Vermelho,
equalizada;
Laranja,
soma
sem
equalização; Verde, soma equalizada.

A Fig. 17 mostra o benefício obtido
na
resposta
acústica
em
freqüência, com a equalização de
impedância
dos
alto-falantes
WPU1509. Esta ficou muito mais
plana, na região de transição,
relativamente à via de graves.
Como nada foi feito na via de
Médio/Agudos, ela ainda está 10
dB acima do desejado.
Poderíamos imaginar que um
simples atenuador na via do driver
resolveria o problema. Mas alguns
picos ainda permaneceriam e a
resposta
acústica
não
seria
totalmente plana. Vemos, na Fig.
18, o mesmo circuito, agora com
um atenuador de 10 dB inserido
na via de Médio/Agudos.

-36.0

5.0

1k

-108.0

Eletro Acústica Mass

LogChirp - Frequency Response

7-5-2007 08.40.17

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

0.0
10

-108.0

-180.0
20

50

100

200

500

1k

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz

5k

10k

20k

Dist Rise [dB] 30.00

Fig. 16 – Comparação das Curvas de
Impedâncias em Full Range: Azul, sem
equalização da impedância; Vermelho, com
equalização da impedância.

É visível a redução do vale em 644
Hz, que se tornou mais suave,
com maior impedância média.
Isto é muito bom para o
amplificador e para a resposta
acústica.

70.0
20

-180.0
50

100

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Full L-R24EQ imp Invert 2 at 10dB.mls

Fig. 18 – Curvas de resposta. Vermelho,
sem atenuador; Verde, com atenuador de
10 dB na via de Médio/Agudos.

Esta atenuação proporcionou um
equilíbrio nas eficiências de ambas

-8-
as vias, mas não levou a uma
resposta plana.

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

2-4-2007 16.00.59

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

De fato, a correção da resposta
acústica passa por circuitos mais
complexos, onde se procura evitar
a atenuação através de resistores.
Além da dissipação por eles
produzida gerar muito calor,
prejudica-se o timbre de resposta
do driver, diminuindo o fator de
amortecimento do mesmo.
A solução passa por filtros rejeita
faixa (notch filters), corretamente
calculados, de modo a suavizarem
os
picos
onde
necessário,
aproximando as curvas acústicas
de ambas as vias do modelo
desejado.
Isto é conseguido através do
ajuste dos filtros passa baixas,
passa altas e rejeita faixa, levando
em consideração a interatividade
dos
filtros
adjacentes
e
a
impedância
dos
transdutores,
dentre outros fatores.
No caso particular desta caixa, não
há necessidade de correção da
resposta em freqüência da via de
graves. Os alto falantes WPU1509
têm uma resposta bem plana e a
simples aplicação de um filtro
passa
baixas,
associado
um
equalizador de impedância, já
coloca a resposta acústica bem
próxima do modelo desejado.
O Divisor Processado
Para criar um divisor passivo
processado, em primeiro lugar é
preciso observar o comportamento
acústico dos transdutores das
diversas vias. Uma vez feito isso,
devemos estabelecer os limites de
freqüência adequados a cada
transdutor.

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
Ax: 1008.4580 Hz Ay: 109.6957 dBSPL

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 19 – Respostas acústicas dos
transdutores na caixa, sem correção.
Vermelho, 2xWPU1509; Azul, D408Ti.

A Fig. 19 mostra as respostas
obtidas com os transdutores
instalados na caixa, sem nenhuma
correção.
Observando
estas
curvas,
concluímos que o melhor ponto de
cruzamento entre as duas vias
está em 1 kHz. Isto pode ser feito
porque tanto os WPU1509 como o
driver D408Ti têm resposta que se
cruzam confortavelmente nesta
freqüência. Se, por exemplo, a
resposta dos falantes de graves
não chegasse, pelo menos, a 1
kHz, a freqüência de corte
escolhida deveria ser inferior a
este valor, desde que o driver
suportasse
trabalhar
nesta
freqüência mais baixa.
Como já demonstrado em artigos
anteriores, disponíveis nos links
http://www.eam.com.br/pdf/Proc
%20PA%20II.pdf
e
http://www.selenium.com.br/site2
004/downloads/trabalhos/Proc%2
0PA%20II.pdf , o tipo de filtro que
mais atende a proposição de
resposta plana de um sistema
acústico qualquer, é o LinkwitzRiley com taxa de atenuação de
24 dB/8ª.
Isto
tanto
é
processamentos
passivos.

válido
ativos

para
como

-9-
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

4-5-2007 09.55.33

20.0

CLIO

Eletro Acústica Mass
180.0

dBu

Deg

10.0

108.0

0.0

36.0

LogChirp - Frequency Response

2-4-2007 17.29.33

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-10.0

110.0

-108.0

-36.0

-20.0

-108.0

-30.0
20

-180.0
50
100
Ax: 993.0722 Hz Ay: -5.9299 dBu

200

500

CH BAL dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

70.0
20

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

-180.0
50

100

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Low full.mls

Fig. 20 – Função de Transferência de um
crossover duas vias, 1 kHz, L-R 24 dB/8ª.
Azul, FPB; Roxo, FPA; Vermelho, Soma.

A partir daí, devemos ter um
modelo a ser seguido para o
processamento, como o da função
de transferência da Fig. 20.
No gráfico da Fig. 21, podemos
perceber a necessidade de vários
circuitos equalizadores, além do
crossover propriamente dito, se
desejarmos obter uma resposta
acústica plana para este sistema.

Fig. 22 – Processamento Passivo das vias
Grave e Médio/Agudo na caixa 215M SEL.
Verde e Laranja, Modelos; Vermelho e
Azul, Respostas acústicas obtidas com o
processador passivo.

Para confirmar o acerto do
processamento passivo, fizemos a
medida da resposta acústica em
freqüência da soma das duas vias
(full range), vista na Fig. 23 e da
Fase, mostrada na Fig. 23 A.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 10.25.25

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

36.0

-36.0

80.0

LogChirp - Frequency Response

100.0

90.0

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

108.0

-108.0

4-5-2007 09.55.13

120.0

CLIO

dBu

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0
70.0
20

-180.0
50

100

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms
80.0

70.0
20

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

-108.0

-180.0
50
100
200
Ax: 1000.7360 Hz Ay: 94.1680 dBu

500

CH BAL dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

Fig. 23 – Resposta Acústica Full range,
com processador passivo.

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

Fig. 21 – Sobreposição das curvas modelo
com as acústicas. Vermelho, 2xWPU1509;
Verde, D408Ti; Preto, Modelo de Graves;
Laranja, Modelo de Médio/Agudos.

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 10.25.25

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

108.0

100.0

Após criarmos o divisor para a via
de Graves e Médio/Agudos, com
seus respectivos equalizadores e
filtros, obtivemos as respostas da
Fig. 22.

110.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
Ax: 993.0722 Hz Ay: -3.0749 Deg

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 23 A – Resposta da Fase Acústica do
sistema, com o Processador Passivo.

Podemos, agora, comparar esta
resposta com a da Fig. 18, onde
apenas atenuamos 10 dB na via
de Médio/Agudos, para vermos a

- 10 -
importância
passivo.

do

processamento

A resposta de Fase, muito mais
plana na região de transição,
reforça o conceito de que quanto
mais plana a fase, mais plana
também será a resposta em
freqüência. A região entre 1 e
2kHz tem irregularidades que se
revelam também na resposta
acústica em freqüência.
Nenhum projeto de divisor pode
ser considerado adequado, se a
curva de impedância final ficar
abaixo de um valor seguro. No
pior caso, deseja-se que ela não
seja menor que 3,8 Ohms (para
uma caixa de 4 Ohms), de modo a
não sobrecarregar o amplificador.
Na Fig. 24 temos o gráfico da
impedância, em toda a faixa.

Equalizando Eletronicamente
Hoje,
praticamente,
qualquer
instalação
sonora
possui
um
equalizador gráfico. Para facilitar
a utilização com a caixa, a Tabela
1 apresenta uma sugestão de
equalização para a caixa 215M SEL
e está disponível no Apêndice I.
Na Fig. 25, temos o resultado
obtido com a equalização gráfica
sugerida, aplicada no sistema
dotado da rede passiva, no modo
Full Range.
Eletro Acústica Mass

Sinusoidal

3-4-2007 09.39.26
CLIO

10-5-2007 15.27.54
CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20
E.A.M. - Eletro Acustica Mass
50.0

LogChirp - Frequency Response

120.0

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 48.0416 Hz Ay: 97.3781 dBSPL
Bx: 15806.5000 Hz By: 97.3304 dBSPLDx: 15758.4600 Hz Dy: -0.0477 dBSPL

180.0
CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Ohm

Deg

40.0

108.0

30.0

36.0

20.0

-108.0

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

-36.0

10.0

Stop 1365.31ms

File:

0.0
10

-180.0
20
50
100
Ax: 39.9719 Hz Ay: 6.4748 Ohm

200
500
1k
Bx: 127.1865 Hz By: 4.2317 Ohm

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 87.2146 Hz Dy: -2.2432 Ohm
Dist Rise [dB] 30.00

Fig. 24 – Curva da Impedância Full Range,
obtida
com
o
processador
passivo.
Freqüência de sintonia: 39,97 Hz; Menor
impedância: 4,23 Ohms em 127,18 Hz.

A menor impedância em toda a
curva foi igual a 4,23 Ohms,
atendendo
adequadamente
ao
desejado. Na região que vai de 1
kHz a 22 kHz, a impedância é
bastante alta e variável. Isto se
deve ao processamento da via
Médio/Agudos, onde os maiores
valores
de
impedância
correspondem
justamente
aos
pontos
de
maior
eficiência
acústica, que foram atenuados
para ficar no mesmo nível que a
via de Graves.

Fig. 25 – Resposta acústica em Freqüência
obtida com a rede passiva e a equalização
gráfica sugerida na Tabela 1. 100dBSPL @
2,84 V @1m, de 48 a 15.806 Hz (pontos de
-3 dB).

A caixa em Bi-Amp
Ao desenvolver o circuito do
processador
passivo,
também
previmos a possibilidade da caixa
ser bi-amplificada. Para isto, uma
chave comutadora foi instalada, de
modo que se possa mudar com
facilidade da função Full Range
para Bi-Amp.
Nesta modalidade devemos usar,
obrigatoriamente, um crossover
eletrônico duas vias. Melhor ainda,
um processador digital, já que
este último oferece resultado
muito
superior
e
custa
praticamente o mesmo que um
crossover analógico. Na Tabela 2,
disponível no Apêndice II, temos a
sugestão dos parâmetros a serem
inseridos no processador digital.

- 11 -
O gráfico da Fig. 26 mostra a
resposta
obtida
com
o
processamento digital sugerido
para duas vias amplificadas. A
curva da resposta completa é
plana dentro de +- 1 dB SPL,
praticamente em toda a faixa útil.

E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 10.37.46

120.0

CLIO

dBSPL

252.0

Deg

Esta inversão mostra o acerto do
processamento, pois o vale com o
drive
invertido
ocorreu
exatamente na freqüência de
transição (1 kHz). Isto é possível
graças ao Crossover Digital, onde
filtros paramétricos, FPA e FPB
podem ser alocados no ponto
exato.
Obviamente,
estes
pontos
somente são possíveis de se
determinar com a ajuda de um
Analisador de Espectro de Áudio.
Neste
trabalho,
utilizamos
o
CLIOwin7 versão Standard.

144.0

100.0

36.0

90.0

-72.0

80.0

Na mesma figura, na curva de cor
preta, há um vale em 1 kHz,
obtido pela inversão da fase do
driver.

110.0

-180.0

70.0
20

-288.0
50
100
200
Ax: 1000.7360 Hz Ay: -0.3363 Deg

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 26 A – Resposta da Fase Acústica no
modo Bi-Amp.

Esta última resposta é, realmente,
a melhor de todas. Com o
processamento digital, o delay
existente
entre
os
centros
acústicos foi corrigido, permitindo
que o drive fosse ligado com a
fase normal. Esta “desinversão”
em relação ao modo Full Range é
providenciada
pela
chave
comutadora, no momento em que
é acionada para o modo Bi-Amp.
No gráfico da Fig. 27 temos a
medição de impulso das duas vias.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Impulse Response

1.00

3-5-2007 11.20.17
CLIO

Pa
Eletro Acústica Mass

LogChirp - Frequency Response

3-5-2007 11.24.58

120.0

CLIO

dBSPL

0.60
180.0

Deg
0.20

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

-0.20

-0.60

-1.00
5.3
5.9
6.4
7.0
7.6
8.2
8.7
9.3
9.9
ms
10
11
Ax: 6.8225 ms Ay: -0.0002 Pa Az: 2.3469 m
Bx: 7.6974 ms By: 0.0048 Pa Bz: 2.6479 m
Dx: 0.8749 ms Dy: 0.0050 Pa Dz: 0.3010 m
CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

70.0
20

-180.0
50

100

200

500

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Bi Dig Invert.mls

Fig. 26 – Resposta acústica Bi-Amp, obtida
com Processamento Digital. Verde: Via de
Graves; Azul: Via de Médio/Agudos;
Vermelho:
soma;
Preto:
soma
com
inversão de fase no driver.

Na Fig. 26A temos a resposta da
fase acústica para o modo Bi-Amp.
A curva é muito mais suave na
região de transição e, portanto,
leva a uma resposta acústica mais
plana.

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 27 – Comparação do centro acústico
das
Vias
de
Graves
(Vermelho)
e
Médio/Agudos (Preto)

O tempo em que o som demorou a
chegar ao microfone de teste foi
diferente para cada uma delas.
Enquanto na via de Graves foi de
6,82 ms, na de Médio/Agudos foi
de 7,69 ms, havendo uma
diferença de 0,87 ms.
Conhecendo agora esta diferença
entre os centros acústicos, basta
inserir o respectivo valor no
processador. Naturalmente, a via

- 12 -
a ser atrasada é aquela em que o
som chega primeiro no microfone
de teste. Neste caso, a via será a
de Graves.
Após a inserção do delay no
processamento digital, os impulsos
ficaram coincidentes no tempo,
indicando que os centros acústicos
dos WPU1509 e do D408Ti agora
estão alinhados. Ver Fig. 28.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

LogChirp - Impulse Response

3-5-2007 11.20.17

1.00

CLIO

Pa

0.60

0.20

-0.20

remotas e outras sutilezas. Para
as aplicações ao vivo, onde o
tempo disponível é pouco para a
montagem
e
equalização
do
sistema, o uso em Full Range vai
dar excelentes resultados, mesmo
sem equalização.
O circuito do Processador
Passivo e sua montagem
Na Fig. 29, apresentamos o
circuito do processador passivo.
Embora a resposta acústica de
cada via tenha se comportado
como a função de transferência de
um filtro L-R 24 dB/8ª, tal
topologia não foi necessária na
prática.

-0.60

-1.00
0

3.2
6.5
9.7
Ax: 7.6991 ms Ay: 0.0040 Pa Az: 2.6485 m

13

16

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

19

Stop 1365.31ms

23

26

ms

29

32

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

Fig. 28 – Sobreposição dos impulsos
medidos nas vias de Graves (Vermelho) e
Médio/Agudos (Preto), após o ajuste.

Este procedimento é que leva a
uma
resposta
plana
nas
freqüências
de
transição
de
qualquer sistema. Não basta,
apenas, que a resposta acústica
esteja conforme uma função de
transferência modelo. Se o delay
não for corrigido, as vias estarão
fora de fase e, portanto, com vales
ou picos na transição.

Fig. 29 – Circuito Elétrico completo do
Processador Passivo.

Na versão Full Range, a caixa já
apresentava um comportamento
muito satisfatório, dispensando
qualquer ajuda eletrônica.

Ambos os filtros foram montados a
12 dB/8ª. O processamento, que
fez coincidir as curvas acústicas
com o modelo da função de
transferência da Fig. 20, ficou por
conta
dos
equalizadores
de
impedância e dos filtros rejeita
faixa,
convenientemente
calculados. Note que não há
resistores em série com o driver.

Aliás, sem eletrônica, a caixa tem
um som mais agradável e “macio”.
São considerações subjetivas, mas
acreditamos que muitos também
vão notar isto, na prática.

A
atenuação
necessária
foi
conseguida somente através dos
filtros rejeita faixa, combinados
com a otimização do filtro passa
altas.

Recomendamos o uso em Bi-Amp
para os casos de instalações fixas,
onde o Engenheiro de Som vai
dispor do tempo necessário para
uma afinação com o ambiente,
ajustes de delay para caixas

Na posição Bi-Amp, a chave
comutadora separa as duas vias,
além de eliminar componentes
desnecessários para esta função.

- 13 -
Função
Elétrica
Passivo.

de
do

Transferência
Processador

A Função de Transferência elétrica
do Processador Passivo é feita com
carga resistiva, no valor da
impedância das vias.
Isto é:
injeta-se um sinal na entrada do
processador,
medindo-o
nas
saídas que estão com resistores
substituindo os alto-falantes e
drive.
Esta curva também é
obtida com o analisador de
espectro,
utilizando
um
amplificador
auxiliar
para
alimentar o circuito passivo.

Nos gráficos que se seguem, estão
representadas as curvas obtidas
com a caixa 215M SEL, tanto na
Horizontal quanto na Vertical.

Horizontal – 50, 100 e 200Hz

O gráfico da Fig. 30 mostra os
resultados obtidos. No modo BiAmp, as curvas PB e PA (Azul e
Laranja) se sobrepõem mais que
no modo Full-Range.
Eletro Acústica Mass

LogChirp - Frequency Response

10-5-2007 14.41.06

20.0

CLIO

180.0

dBu

Deg

10.0

108.0

0.0

36.0

-10.0

-36.0

-20.0

Horizontal – 400, 800 e 1000Hz

-108.0

-30.0
20

-180.0
50

100

200

500

CH A dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Bi 215 Low.mls

Fig. 30 – Funções de Transferência
Elétricas
do
Processador
Passivo.
Vermelho e Verde, Full Range; Azul e
Laranja, Bi-Amp.

Isto é necessário, pois no modo
Bi-Amp, será o processador digital
o responsável pelas razões de
atenuação dos filtros, devendo o
circuito passivo permitir a livre
atuação dos filtros passa baixas e
passa altas do processador digital.

Horizontal – 2, 4 e 8kHz

Diretividade
Uma informação muito valiosa
para os instaladores de sistemas
de som está contida nas Curvas
Polares de Diretividade.

Horizontal – 10, 12k5 e 16kHz

- 14 -
Outra forma de apresentação da
diretividade são os gráfico em 3D:

Vertical - 50, 100 e 200Hz

Gráfico 3D de diretividade horizontal.

Vertical - 400, 800 e 1000Hz

Gráfico de Diretividade 3D Vertical

Esta visão geral, tanto horizontal
como vertical mostra, entre outros
parâmetros
importantes,
a
diretividade constante da corneta
HL4750.
Considerações Finais
Vertical - 2, 4 e 8kHz

Vertical – 10, 12k5 e 16kHz

O
objetivo
deste
artigo
foi
desenvolver
um
processador
passivo para uma caixa acústica
conhecida do mercado, tornando-a
mais funcional e, ao mesmo
tempo, mostrar as várias etapas
do
seu
desenvolvimento.
Esperamos
haver
conseguido
demonstrar o método utilizado e
contamos com suas sugestões
para incrementá-lo.
Entre em contato conosco, nos
endereços suporte@eam.com.br e
homero@selenium.com.br .

- 15 -
Agradecimentos:
Nossos
agradecimentos
às
empresas
que
gentilmente
cederam equipamentos para este
artigo.
•
•

Eletrônica
Selenium,
pelos transdutores.
Vitória Som Holambra,
pelos gabinetes 215M.

Equipamentos utilizados no
projeto:
• Analisador Eletro Acústico
CLIOwin7
Standard
Audiomatica
• Microfone calibrado MIC-01
- Audiomatica
• Interface for Loudspeakers
Measurements
–
ILM1
fabricado pela E.A.M.
• Decibelímetro Leader LMV182-A
• Amplificador A-1 Gradiente
• Processador
DCX2496
Behringer

Foto 1 – Vista frontal/lateral da caixa.

Este artigo está disponível, no
formato pdf, nos sites:
www.eam.com.br
www.selenium.com.br
A montagem da caixa
A seguir, apresentamos algumas
fotos feitas durante o processo de
montagem das caixas.

Foto 2 – O Processador Passivo instalado
na caixa. No painel inferior, os conectores
e a chave Full Range/Bi-Amp

- 16 -
Foto 3 – O conjunto de transdutores.

Foto 4 – O Processador Passivo 215M SEL
com sua fiação.

Apêndice – Tabelas de Equalização
Tabela 1 - Equalização Gráfica para a
Caixa 215M SEL.
Nº
Tipo
Freq. (Hz)
Nível (dB)
HPF
30
0,0
1
gráfico
20
0,0
2
gráfico
25
0,0
3
gráfico
31,5
0,0
4
gráfico
40
0,0
5
gráfico
50
0,0
6
gráfico
63
0,0
7
gráfico
80
+3,0
8
gráfico
100
-3,0
9
gráfico
125
0,0
10
gráfico
160
-3,5
11
gráfico
200
-1,0
12
gráfico
250
0,0
13
gráfico
315
+2,0
14
gráfico
400
0,0
15
gráfico
500
+2,5
16
gráfico
630
+1,5
17
gráfico
800
+3,5
18
gráfico
1000
+1,5
19
gráfico
1250
+3,5
20
gráfico
1600
+3,5
21
gráfico
2000
-0,5
22
gráfico
2500
+2,0
23
gráfico
3150
-0,5
24
gráfico
4000
-0,5
25
gráfico
5000
+1,0
26
gráfico
6300
0,0
27
gráfico
8000
-0,5
28
gráfico
10000
-1,0
29
gráfico
12500
+3,0
30
gráfico
16000
-3,0
31
gráfico
20000
0,0
LPF
19000
0,0

Tabela 2 - Processamento Digital Bi-Amp
para a Caixa 215M SEL
SAÍDA Nome
GRAVES
M./Agudos
GANHO
(dB)
DELAY
(ms)
POLARIDADE

0.0
0.87
Positiva

-1.2
0.0
Positiva

Freq (Hz)
Slope (dB)
Shape

40
24
Butterworth

840
24
Butterworth

Freq (Hz)
Slope (dB)
Shape

4.02k
24
Linkwitz-Ril.

19.0k
24
Butterworth

PEQ1 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ2 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ3 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ4 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ5 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ6 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ7 Freq (Hz)
Nível (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)

77
+4.0
Paramétrico
5.6
0.25
102
-1.0
Paramétrico
6.3
0.23
165
-3.0
Paramétrico
7.1
0.20
309
+3.5
Paramétrico
6.3
0.23
467
+3.5
Paramétrico
7.1
0.20
620
+2.0
Paramétrico
7.1
0.20
840
-4.0
Paramétrico
7.9
0.18

1.0k
-4.5
Paramétrico
3.2
0.45
1.57k
+2.5
Paramétrico
10.0
0.14
2.51k
+2.5
Paramétrico
8.9
0.16
3.39k
-1.5
Paramétrico
6.3
0.23
5.42k
+1.8
Paramétrico
3.5
0.41
12.0k
+6.0
Paramétrico
10.0
0.14

HPF

LPF

-

- 17 -

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  • 1. ___________________________________ Sociedade de Engenharia de Áudio Artigo de Convenção Apresentado na XI Convenção Nacional 21 - 23 de Maio de 2007, São Paulo, SP Este artigo foi reproduzido do original entregue pelo autor, sem edições, correções e considerações feitas pelo comitê técnico deste evento. Outros artigos podem ser adquiridos através da Audio Engineering Society, 60 East 42nd Street, New York, New York 10165-2520, USA, www.aes.org. Informações sobre a seção brasileira podem ser obtidas em www.aesbrasil.org. Todos os direitos reservados. Não é permitida a reprodução total ou parcial deste artigo sem autorização expressa da AES Brasil. ___________________________________ Processamento Passivo Para Caixa Duas Vias 215M SEL Vitório Felipe Massoni Homero Sette Silva suporte@eam.com.br homero@selenium.com.br Revisão 16 - 05 - 2007 Eletro Acústica Mass 15800-003, Catanduva - SP Eletrônica Selenium S. A. 92.480-000, Nova Santa Rita, RS eam@eam.com.br www.selenium.com.br RESUMO Neste trabalho, a metodologia de alinhamentos de sistemas de som, desenvolvida pela EAM, é aplicada a uma caixa duas vias, muito conhecida como 215M, utilizando transdutores SELENIUM. Esta caixa encontra inúmeras aplicações e pode ser usada em Salas de Cinema, Teatros, Side Field, Monitor de Bateria, pequenos PAs, Discotecas, Igrejas e outras aplicações similares. Foi desenvolvido um processador passivo, que pode funcionar nos modos Full Range ou Bi-Amp, e todo o procedimento é apresentado em detalhe, tendo sido abordado o uso de equalizador gráfico e de processador digital. -1-
  • 2. Processamento Passivo para Caixa Duas Vias 215M SEL Vitorio Felipe Massoni E.A.M. – Eletro Acústica Mass suporte@eam.com.br O presente artigo trata da elaboração de Processador Passivo para caixa acústica duas vias, de alta fidelidade, equipada com 2 alto-falantes de 15 polegadas, modelo WPU1509 e um driver modelo D408Ti, ambos fabricados pela Eletrônica Selenium, sediada em Nova Santa Rita, Rio Grande do Sul. O Processador foi desenvolvido e produzido pela E.A.M. – Eletro Acústica Mass, empresa especializada em alinhamento de caixas acústicas, sediada em Catanduva – São Paulo e está previsto para funcionar nos modos Full Range ou Bi-Amp, com a seleção feita através de uma chave comutadora. Homero Sette Silva Eletrônica Selenium S/A homero@selenium.com.br 15 polegadas e um driver com diafragma em titânio, com resposta em freqüência entre 48 Hz e 15,8 kHz e pressão sonora ao redor de 100 dB SPL, a 2.84 V medidos a 1 m. A impedância final é de 4 Ohms, permitindo o uso de duas caixas por canal de amplificador especificado para 2 Ohms, da Classe AB. Esta classe de amplificador é obrigatória para caixas processadas passivamente. Introdução Dos inúmeros produtos existentes no mercado, destinados ao reforço de som, um deles chama atenção por sua versatilidade, economia e excelentes resultados quando utilizado em Salas de Cinema, Teatros, Drum Field, Side Field, PA para Bailes, Discotecas, Igrejas, Home Theater de qualidade e outros. Trata-se de uma caixa acústica composta por duas vias, conhecida por diversos nomes, entre eles, 215M. Neste artigo, ela recebe o nome de 215M SEL, devido aos transdutores utilizados. É um gabinete de proporções médias, no formato trapezoidal, destinado ao uso profissional, equipado com 2 alto-falantes de Fig. 1 – Foto da caixa 215M SEL. A caixa é mostrada na Fig. 1 e no final deste artigo iremos exibi-la em várias fases da montagem. Para torná-la mais versátil e dotada de timbre agradável, criamos um divisor passivo, com correções na resposta em freqüência, equalização do nível -2-
  • 3. entre as vias e correção da impedância, de forma a obter uma resposta bastante plana, com uma sonoridade agradável e de alta fidelidade. Uma conveniente chave comutadora permite seu uso tanto em Full Range como em Bi-Amp. Crossovers de 12 dB/8ª Na Fig. 2, temos o circuito elétrico de um divisor passivo duas vias. + + - Escolhemos para equipá-la, seguintes transdutores: os Entrada Crossover Passivo 2 Vias, 12dB/oitava Via de Graves: 2 x WPU1509 Via de Médio/Agudos: D408Ti Corneta: HL4750R Todos estes produtos são fabricados pela Selenium. Esta escolha deve-se à excelente linearidade do WPU1509, da faixa estendida da resposta em agudos do D408Ti e do alto ganho e boa diretividade da corneta HL4750, que forma um excelente conjunto com o driver. Crossovers Passivos Os crossovers passivos há muito tempo em uso, são dispositivos que têm a função de separar as vias de um sonofletor, de modo que cada transdutor receba a potência e a faixa de freqüência que lhes são adequadas. + Fig. 2 – Circuito elétrico para crossovers a 12 dB/8ª, tanto BW como L-R. As mudanças, de um tipo para outro, ocorrem na forma de cálculo dos componentes em função do tipo de filtro escolhido (BW, L-R ou Bessel), que influem na razão de atenuação do corte e na impedância das vias. Nas Figs. 3 e 4, temos a resposta acústica em freqüência e a impedância apresentada pelo crossover tipo BW, com uma taxa de atenuação de 12 dB/8ª (segunda ordem) e freqüência de corte de 1 kHz. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 120.0 Existem muitas topologias disponíveis para implementar os crossovers passivos sendo os mais conhecidos: Butterworth (BW), Linkwitz-Riley (L-R) e Bessel. Poderão ser construídos com taxas de atenuação iguais a 6, 12, 18 ou 24 dB/oitava, dependendo dos resultados desejados e do orçamento disponível. Para ilustrar o que foi dito acima, a caixa descrita neste artigo foi testada com três diferentes topologias: BW, 12 dB/8ª , L-R, 12 dB/8ª e L-R, 24 dB/8ª, todos com freqüência de corte igual a 1 Khz. 3-5-2007 08.34.23 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4420 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 111.8814 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.4394 dBSPL CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: BW 12_1k invert.mls Fig. 3 – Resposta acústica da caixa com o corte em 1 kHz, 12 dB/8ª, tipo BW, driver com fase invertida. -3-
  • 4. E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal 3-5-2007 08.35.15 25.0 CLIO E.A.M. - Eletro Acustica Mass 180.0 LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 08.34.40 120.0 CLIO Deg 20.0 108.0 110.0 108.0 15.0 36.0 100.0 36.0 10.0 -36.0 90.0 -36.0 5.0 -108.0 80.0 -108.0 -180.0 70.0 20 0.0 10 20 50 100 Ax: 214.7503 Hz Ay: 4.4241 Ohm 200 500 1k Bx: 1276.8600 Hz By: 3.3381 Ohm CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dx: 1062.1100 Hz Dy: -1.0859 Ohm Dist Rise [dB] 30.00 dBSPL 180.0 Ohm Deg -180.0 50 100 200 Ax: 2441.0900 Hz Ay: 0.0000 dBSPL 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: Imp BW 12_1k.sini Fig. 4 – Curva de Impedância da caixa com o crossover da Fig. 2. Como os crossovers de segunda ordem giram a fase de 180 graus, geralmente é necessário inverter a via de Médio/Agudos, para que seja obtido um perfeito alinhamento com a via de Graves. Devido a um desalinhamento físico entre as vias desta caixa, ao invés de uma transição relativamente plana entre elas, mesmo fazendose a inversão de polaridade do driver, tivemos um vale pronunciado, conforme mostra a Fig. 3. Empiricamente, desfizemos a costumeira inversão de polaridade do driver e, por coincidência, como pode ser visto na Fig. 5, o alinhamento ocorreu. Coincidência porque, na maioria das vezes, acontece exatamente o contrário, nos filtros de segunda ordem. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 120.0 3-5-2007 08.34.40 CLIO dBSPL Fig. 5A – Comparação das respostas de Fase Acústica BW 12 dB/8ª. Azul, driver invertido; Vermelho, driver normal. Na Fig. 5A, temos a comparação das respostas de fase com o driver nas posições normal e invertida. A curva vermelha está mais próxima de um alinhamento teórico do que a azul. Quanto mais plana estiver a fase na região de transição, melhor será a superposição entre as duas vias. Embora tenha ocorrido o alinhamento, nota-se a grande eficiência do driver, em relação ao falante, de modo que este conjunto soaria de uma forma desagradável, com muita pressão sonora nos médios e agudos. A diferença entre as vias é da ordem de 10 dB SPL. Quando o mesmo sistema foi alimentado por um crossover do tipo L-R, 12 dB/oitava, e mesma freqüência de corte, temos os resultados vistos nas Figs. 6 e 7. 180.0 Deg E.A.M. - Eletro Acustica Mass 110.0 108.0 LogChirp - Frequency Response 120.0 3-5-2007 08.45.10 CLIO dBSPL 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4952 dBSPL Bx: 1865.2480 Hz By: 112.2962 dBSPL Dx: 1693.1380 Hz Dy: 9.8010 dBSPL CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: BW 12_1k.mls Fig. 5 – Resposta acústica da caixa com crossover BW, 1 kHz e 12 dB/8ª, driver com a fase normal. 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.3726 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 110.2289 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 7.8563 dBSPL CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: L-R 12_1k invert.mls Fig. 6 – Resposta acústica da caixa com crossover tipo L-R, 1 kHz e 12dB/8ª, driver com fase invertida. -4-
  • 5. E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal 3-5-2007 08.43.20 25.0 CLIO 180.0 Ohm Deg 20.0 108.0 15.0 36.0 10.0 -36.0 5.0 -108.0 pelos dois tipos de crossovers utilizados, como mostra a Fig. 9. 0.0 10 Isto mostra que a eterna discussão sobre qual seria a melhor taxa de atenuação entre duas vias adjacentes, não faz muito sentido. -180.0 20 50 100 Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4856 Ohm 200 500 1k Bx: 5553.8080 Hz By: 6.6836 Ohm 2k Hz 5k 10k 20k Dx: 5359.7630 Hz Dy: 2.1980 Ohm E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 08.34.40 120.0 CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 CLIO Dist Rise [dB] 30.00 File: Imp L-R 12_1k.sini dBSPL Fig. 7 – Curva de Impedância da caixa com crossover tipo L-R, 1kHz e 12 dB/8ª. 180.0 Deg E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 120.0 CLIO 180.0 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.3782 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 110.7771 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 8.3989 dBSPL Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: L-R 12_1k.mls Fig. 8 – Resposta acústica da caixa com a polaridade do driver invertida. Também, o gráfico da Fig. 8A revela que com o driver na posição normal (curva vermelha) temos uma resposta em fase mais plana. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 08.45.10 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 50 100 200 Ax: 2441.0900 Hz Ay: 11.0733 Deg 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4952 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 112.3432 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.8481 dBSPL 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Azul: BW 1kHz, 12dB/oitava Deg CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 36.0 3-5-2007 08.44.08 dBSPL 70.0 20 108.0 100.0 De forma semelhante ao caso anterior, foi necessário desinverter a fase do driver para obter-se o alinhamento com a via de Graves, conforme a Fig. 8. 110.0 Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Vermelho: L-R 1kHz, 12dB/oitava Fig. 9 – Comparação entre as respostas acústicas dos crossovers BW e L-R: Azul, BW; Vermelho, L-R, ambas sem inversão na via dos drivers. Entretanto, as curvas de impedância são bastante distintas, conforme vemos na Fig. 10. Enquanto a topologia BW apresenta pontos na curva onde a impedância é menor que a dos transdutores, a resposta L-R comporta-se muito melhor. Devemos lembrar que o tipo BW possui uma atenuação de –3 dB na freqüência de transição, contra -6 dB no tipo L-R. No tipo L-R o amplificador trabalharia de forma mais segura, porque não há pontos com impedância abaixo de 4 ohms. Notamos, também, variações nos picos da impedância da caixa. De fato, o crossover passivo pode produzir alterações significativas neste quesito. 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 8A – Comparação das respostas de Fase Acústica BW 12dB/8ª. Azul, driver invertido; Vermelho, driver normal. Praticamente não existe diferença na resposta acústica produzida -5-
  • 6. E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal 3-5-2007 08.35.15 25.0 CLIO E.A.M. - Eletro Acustica Mass 180.0 LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 09.01.42 120.0 CLIO Deg 20.0 108.0 110.0 108.0 15.0 36.0 100.0 36.0 10.0 -36.0 90.0 -36.0 5.0 -108.0 80.0 -108.0 -180.0 70.0 20 0.0 10 20 50 100 Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4396 Ohm 200 500 1k Bx: 5553.8080 Hz By: 6.2662 Ohm CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 Verde: Impedância BW 2k Hz 5k 10k 20k Dx: 5359.7630 Hz Dy: 1.8266 Ohm Dist Rise [dB] 30.00 dBSPL 180.0 Ohm Deg -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 172.1100 Hz Ay: 101.9301 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 111.2783 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.3482 dBSPL CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Azul: Impedância L-R Stop 1365.31ms L-R 24dB/oitava - Vermelho: Fase Normal Fig. 10 – Curvas de Impedância comparadas. Azul, BW; Verde, L-R Crossover Passivo a 24 dB/8ª Ainda para ilustração, construímos um crossover passivo do tipo L-R, a 24 dB/8ª com a mesma freqüência de corte dos tipos anteriores. A topologia do circuito seria a mesma para a resposta Butterworth, apenas existindo variações entre os valores dos componentes. FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Azul: Fase invertida Fig. 12 – Respostas acústicas da caixa com crossover L-R 24 dB/8ª e corte em 1 kHz. Vermelho, Fase normal. Azul, fase do driver invertida. Na Fig. 12 A vemos a comparação das fases acústicas para a caixa equipada com um divisor passivo L-R 24 dB/8ª. Em relação aos de 12 dB/8ª, a curva azul está mais plana, o que leva a uma resposta acústica em freqüência também mais plana. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 09.01.42 120.0 Na Fig. 11, temos o esquema elétrico desta configuração. CLIO dBSPL 180.0 Deg 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 + 110.0 -108.0 + ENTRADA 70.0 20 Crossover Passivo 2 Vias, 24dB/oitava + -180.0 50 100 200 Ax: 1008.4580 Hz Ay: 37.3641 Deg 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 12A – Comparação das respostas de Fase Acústica L-R 24 dB/8ª. Azul, driver invertido; Vermelho, driver normal. - Fig. 11 – Topologia de um Crossover L-R ou BW a 24 dB/8ª. A Fig. 12 mostra as respostas acústicas obtidas, com e sem a inversão da polaridade do driver. Vemos que, aqui também, tivemos que fazer o contrário do esperado: houve a necessidade de inverter a polaridade do driver para que fosse possível a obtenção do alinhamento acústico entre as vias. Nos filtros de 4ª ordem, como é o caso, o normal seria trabalhar sem inversão de fase. Enquanto nos crossovers com taxa de atenuação de 12 dB/8ª o driver teve que ficar em fase, no de 24 dB/8ª ele foi invertido. Isto contraria a prática usual, mas é facilmente explicável: Nos crossover com taxa de atenuação de 12 dB/8ª, a fase gira 180 graus em relação à entrada, o que obriga, normalmente, inverter a polaridade do driver para conseguir-se alinhamento com a via de graves. -6-
  • 7. Nos crossover com taxa de atenuação de 24 dB/8ª, a fase gira 360 graus em relação à entrada, voltando a coincidir com 0 grau, geralmente levando o driver a trabalhar com polaridade normal para conseguir-se o alinhamento com a via de graves. No caso presente, esta regra teve que ser desrespeitada, visto que o centro acústico do driver está mais atrasado em relação ao dos falantes. Caso desejássemos usar o driver, sem inverter sua polaridade, teríamos que implementar um circuito passivo de delay na via de graves. Embora possível, com o uso das redes passivas Lattice, não teria nenhuma vantagem sobre a simples inversão de polaridade do driver, alem de ser uma solução muito cara. Na Fig. 13 temos a curva de impedância do conjunto caixa + divisor passivo L-R a 24 dB/8ª. Na freqüência de 644 Hz, a impedância ficou em 3,08 Ohms. Portanto, abaixo do mínimo desejado. E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal Para isto acontecer, os falantes e drivers devem estar com suas eficiências equilibradas, seus centros acústicos alinhados na caixa, alem de apresentarem um comportamento puramente resistivo em todas as freqüências, apresentando uma resposta acústica perfeitamente plana em toda sua faixa útil. No mundo real estas condições geralmente não ocorrem: nem os centros acústicos estão coincidentes nem as respostas dos transdutores são planas, e tão pouco são suas curvas de impedância “bem comportadas”. Daí a necessidade de correções nos circuitos passivos, para a obtenção de um resultado adequado. Esta é a essência do trabalho de processamento. Para exemplificar, faremos a correção da impedância nos falantes WPU1509. Ligados em paralelo, estes transdutores apresentam curva de impedância vista na Fig. 14. 3-5-2007 09.00.15 25.0 CLIO 180.0 Ohm Deg 20.0 108.0 E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal 3-5-2007 08.57.59 50.0 CLIO 180.0 Ohm Deg 40.0 108.0 30.0 36.0 15.0 36.0 10.0 -36.0 5.0 -108.0 20.0 -36.0 -180.0 10.0 -108.0 0.0 10 20 50 100 Ax: 172.3985 Hz Ay: 4.5668 Ohm 200 500 1k Bx: 644.0726 Hz By: 3.0812 Ohm CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dx: 471.6741 Hz Dy: -1.4856 Ohm Dist Rise [dB] 30.00 Fig. 13 – Curva de impedância da caixa com crossover L-R a 24 dB/8ª. Corrigindo Respostas Como vimos, os divisores passivos matematicamente calculados, não levam a uma resposta acústica plana para um conjunto qualquer de transdutores ou caixas. 0.0 10 -180.0 20 50 100 200 500 1k CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dist Rise [dB] 30.00 Fig. 14 – Curva de Impedância com dois falantes WPU1509, em paralelo. Para que um filtro passa baixas passivo exiba um comportamento ideal, a curva de impedância dos transdutores deveria ser perfeitamente plana, pelo menos a partir de 100 Hz. -7-
  • 8. E.A.M. - Eletro Acustica Mass Sinusoidal 3-5-2007 09.27.13 25.0 CLIO E.A.M. - Eletro Acustica Mass 180.0 LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 09.52.16 120.0 CLIO Deg 20.0 108.0 110.0 108.0 15.0 36.0 100.0 36.0 10.0 -36.0 90.0 -36.0 5.0 -108.0 80.0 -108.0 -180.0 70.0 20 0.0 10 20 50 100 200 500 1k CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dist Rise [dB] 30.00 Introduzindo um circuito corretor de impedância, na malha do divisor, obtivemos o resultado da Fig. 15. Agora, com a equalização da impedância, é muito provável que o divisor passivo tenha um melhor comportamento, tanto na resposta acústica em freqüência como na de impedância. Os gráficos da Fig. 16 permitem a comparação das curvas de impedância do conjunto divisor L-R a 24 dB/8ª + falantes, antes e depois da equalização da impedância. Sinusoidal Deg -180.0 50 100 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Fig. 15 – Curvas de Impedância da via dos Graves: Azul: sem correção; Vermelho: corrigida. E.A.M. - Eletro Acustica Mass dBSPL 180.0 Ohm 3-5-2007 09.00.15 25.0 CLIO 180.0 Ohm Deg 20.0 108.0 15.0 36.0 10.0 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 17 – Comparação das respostas acústicas em freqüência, antes e depois da equalização da impedância na via de Graves. Azul, sem equalização; Vermelho, equalizada; Laranja, soma sem equalização; Verde, soma equalizada. A Fig. 17 mostra o benefício obtido na resposta acústica em freqüência, com a equalização de impedância dos alto-falantes WPU1509. Esta ficou muito mais plana, na região de transição, relativamente à via de graves. Como nada foi feito na via de Médio/Agudos, ela ainda está 10 dB acima do desejado. Poderíamos imaginar que um simples atenuador na via do driver resolveria o problema. Mas alguns picos ainda permaneceriam e a resposta acústica não seria totalmente plana. Vemos, na Fig. 18, o mesmo circuito, agora com um atenuador de 10 dB inserido na via de Médio/Agudos. -36.0 5.0 1k -108.0 Eletro Acústica Mass LogChirp - Frequency Response 7-5-2007 08.40.17 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 0.0 10 -108.0 -180.0 20 50 100 200 500 1k CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dist Rise [dB] 30.00 Fig. 16 – Comparação das Curvas de Impedâncias em Full Range: Azul, sem equalização da impedância; Vermelho, com equalização da impedância. É visível a redução do vale em 644 Hz, que se tornou mais suave, com maior impedância média. Isto é muito bom para o amplificador e para a resposta acústica. 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: Full L-R24EQ imp Invert 2 at 10dB.mls Fig. 18 – Curvas de resposta. Vermelho, sem atenuador; Verde, com atenuador de 10 dB na via de Médio/Agudos. Esta atenuação proporcionou um equilíbrio nas eficiências de ambas -8-
  • 9. as vias, mas não levou a uma resposta plana. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 2-4-2007 16.00.59 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 De fato, a correção da resposta acústica passa por circuitos mais complexos, onde se procura evitar a atenuação através de resistores. Além da dissipação por eles produzida gerar muito calor, prejudica-se o timbre de resposta do driver, diminuindo o fator de amortecimento do mesmo. A solução passa por filtros rejeita faixa (notch filters), corretamente calculados, de modo a suavizarem os picos onde necessário, aproximando as curvas acústicas de ambas as vias do modelo desejado. Isto é conseguido através do ajuste dos filtros passa baixas, passa altas e rejeita faixa, levando em consideração a interatividade dos filtros adjacentes e a impedância dos transdutores, dentre outros fatores. No caso particular desta caixa, não há necessidade de correção da resposta em freqüência da via de graves. Os alto falantes WPU1509 têm uma resposta bem plana e a simples aplicação de um filtro passa baixas, associado um equalizador de impedância, já coloca a resposta acústica bem próxima do modelo desejado. O Divisor Processado Para criar um divisor passivo processado, em primeiro lugar é preciso observar o comportamento acústico dos transdutores das diversas vias. Uma vez feito isso, devemos estabelecer os limites de freqüência adequados a cada transdutor. 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 50 100 200 Ax: 1008.4580 Hz Ay: 109.6957 dBSPL 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 19 – Respostas acústicas dos transdutores na caixa, sem correção. Vermelho, 2xWPU1509; Azul, D408Ti. A Fig. 19 mostra as respostas obtidas com os transdutores instalados na caixa, sem nenhuma correção. Observando estas curvas, concluímos que o melhor ponto de cruzamento entre as duas vias está em 1 kHz. Isto pode ser feito porque tanto os WPU1509 como o driver D408Ti têm resposta que se cruzam confortavelmente nesta freqüência. Se, por exemplo, a resposta dos falantes de graves não chegasse, pelo menos, a 1 kHz, a freqüência de corte escolhida deveria ser inferior a este valor, desde que o driver suportasse trabalhar nesta freqüência mais baixa. Como já demonstrado em artigos anteriores, disponíveis nos links http://www.eam.com.br/pdf/Proc %20PA%20II.pdf e http://www.selenium.com.br/site2 004/downloads/trabalhos/Proc%2 0PA%20II.pdf , o tipo de filtro que mais atende a proposição de resposta plana de um sistema acústico qualquer, é o LinkwitzRiley com taxa de atenuação de 24 dB/8ª. Isto tanto é processamentos passivos. válido ativos para como -9-
  • 10. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 4-5-2007 09.55.33 20.0 CLIO Eletro Acústica Mass 180.0 dBu Deg 10.0 108.0 0.0 36.0 LogChirp - Frequency Response 2-4-2007 17.29.33 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -10.0 110.0 -108.0 -36.0 -20.0 -108.0 -30.0 20 -180.0 50 100 Ax: 993.0722 Hz Ay: -5.9299 dBu 200 500 CH BAL dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k 70.0 20 FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms -180.0 50 100 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: Low full.mls Fig. 20 – Função de Transferência de um crossover duas vias, 1 kHz, L-R 24 dB/8ª. Azul, FPB; Roxo, FPA; Vermelho, Soma. A partir daí, devemos ter um modelo a ser seguido para o processamento, como o da função de transferência da Fig. 20. No gráfico da Fig. 21, podemos perceber a necessidade de vários circuitos equalizadores, além do crossover propriamente dito, se desejarmos obter uma resposta acústica plana para este sistema. Fig. 22 – Processamento Passivo das vias Grave e Médio/Agudo na caixa 215M SEL. Verde e Laranja, Modelos; Vermelho e Azul, Respostas acústicas obtidas com o processador passivo. Para confirmar o acerto do processamento passivo, fizemos a medida da resposta acústica em freqüência da soma das duas vias (full range), vista na Fig. 23 e da Fase, mostrada na Fig. 23 A. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 10.25.25 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 36.0 -36.0 80.0 LogChirp - Frequency Response 100.0 90.0 E.A.M. - Eletro Acustica Mass 108.0 -108.0 4-5-2007 09.55.13 120.0 CLIO dBu 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 80.0 70.0 20 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms -108.0 -180.0 50 100 200 Ax: 1000.7360 Hz Ay: 94.1680 dBu 500 CH BAL dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k Fig. 23 – Resposta Acústica Full range, com processador passivo. 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms E.A.M. - Eletro Acustica Mass Fig. 21 – Sobreposição das curvas modelo com as acústicas. Vermelho, 2xWPU1509; Verde, D408Ti; Preto, Modelo de Graves; Laranja, Modelo de Médio/Agudos. LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 10.25.25 120.0 CLIO dBSPL 180.0 Deg 108.0 100.0 Após criarmos o divisor para a via de Graves e Médio/Agudos, com seus respectivos equalizadores e filtros, obtivemos as respostas da Fig. 22. 110.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 -180.0 50 100 Ax: 993.0722 Hz Ay: -3.0749 Deg 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 23 A – Resposta da Fase Acústica do sistema, com o Processador Passivo. Podemos, agora, comparar esta resposta com a da Fig. 18, onde apenas atenuamos 10 dB na via de Médio/Agudos, para vermos a - 10 -
  • 11. importância passivo. do processamento A resposta de Fase, muito mais plana na região de transição, reforça o conceito de que quanto mais plana a fase, mais plana também será a resposta em freqüência. A região entre 1 e 2kHz tem irregularidades que se revelam também na resposta acústica em freqüência. Nenhum projeto de divisor pode ser considerado adequado, se a curva de impedância final ficar abaixo de um valor seguro. No pior caso, deseja-se que ela não seja menor que 3,8 Ohms (para uma caixa de 4 Ohms), de modo a não sobrecarregar o amplificador. Na Fig. 24 temos o gráfico da impedância, em toda a faixa. Equalizando Eletronicamente Hoje, praticamente, qualquer instalação sonora possui um equalizador gráfico. Para facilitar a utilização com a caixa, a Tabela 1 apresenta uma sugestão de equalização para a caixa 215M SEL e está disponível no Apêndice I. Na Fig. 25, temos o resultado obtido com a equalização gráfica sugerida, aplicada no sistema dotado da rede passiva, no modo Full Range. Eletro Acústica Mass Sinusoidal 3-4-2007 09.39.26 CLIO 10-5-2007 15.27.54 CLIO dBSPL 180.0 Deg 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 70.0 20 E.A.M. - Eletro Acustica Mass 50.0 LogChirp - Frequency Response 120.0 -180.0 50 100 200 500 1k 2k Hz 5k 10k 20k Ax: 48.0416 Hz Ay: 97.3781 dBSPL Bx: 15806.5000 Hz By: 97.3304 dBSPLDx: 15758.4600 Hz Dy: -0.0477 dBSPL 180.0 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms Ohm Deg 40.0 108.0 30.0 36.0 20.0 -108.0 FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms -36.0 10.0 Stop 1365.31ms File: 0.0 10 -180.0 20 50 100 Ax: 39.9719 Hz Ay: 6.4748 Ohm 200 500 1k Bx: 127.1865 Hz By: 4.2317 Ohm CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000 2k Hz 5k 10k 20k Dx: 87.2146 Hz Dy: -2.2432 Ohm Dist Rise [dB] 30.00 Fig. 24 – Curva da Impedância Full Range, obtida com o processador passivo. Freqüência de sintonia: 39,97 Hz; Menor impedância: 4,23 Ohms em 127,18 Hz. A menor impedância em toda a curva foi igual a 4,23 Ohms, atendendo adequadamente ao desejado. Na região que vai de 1 kHz a 22 kHz, a impedância é bastante alta e variável. Isto se deve ao processamento da via Médio/Agudos, onde os maiores valores de impedância correspondem justamente aos pontos de maior eficiência acústica, que foram atenuados para ficar no mesmo nível que a via de Graves. Fig. 25 – Resposta acústica em Freqüência obtida com a rede passiva e a equalização gráfica sugerida na Tabela 1. 100dBSPL @ 2,84 V @1m, de 48 a 15.806 Hz (pontos de -3 dB). A caixa em Bi-Amp Ao desenvolver o circuito do processador passivo, também previmos a possibilidade da caixa ser bi-amplificada. Para isto, uma chave comutadora foi instalada, de modo que se possa mudar com facilidade da função Full Range para Bi-Amp. Nesta modalidade devemos usar, obrigatoriamente, um crossover eletrônico duas vias. Melhor ainda, um processador digital, já que este último oferece resultado muito superior e custa praticamente o mesmo que um crossover analógico. Na Tabela 2, disponível no Apêndice II, temos a sugestão dos parâmetros a serem inseridos no processador digital. - 11 -
  • 12. O gráfico da Fig. 26 mostra a resposta obtida com o processamento digital sugerido para duas vias amplificadas. A curva da resposta completa é plana dentro de +- 1 dB SPL, praticamente em toda a faixa útil. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 10.37.46 120.0 CLIO dBSPL 252.0 Deg Esta inversão mostra o acerto do processamento, pois o vale com o drive invertido ocorreu exatamente na freqüência de transição (1 kHz). Isto é possível graças ao Crossover Digital, onde filtros paramétricos, FPA e FPB podem ser alocados no ponto exato. Obviamente, estes pontos somente são possíveis de se determinar com a ajuda de um Analisador de Espectro de Áudio. Neste trabalho, utilizamos o CLIOwin7 versão Standard. 144.0 100.0 36.0 90.0 -72.0 80.0 Na mesma figura, na curva de cor preta, há um vale em 1 kHz, obtido pela inversão da fase do driver. 110.0 -180.0 70.0 20 -288.0 50 100 200 Ax: 1000.7360 Hz Ay: -0.3363 Deg 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 26 A – Resposta da Fase Acústica no modo Bi-Amp. Esta última resposta é, realmente, a melhor de todas. Com o processamento digital, o delay existente entre os centros acústicos foi corrigido, permitindo que o drive fosse ligado com a fase normal. Esta “desinversão” em relação ao modo Full Range é providenciada pela chave comutadora, no momento em que é acionada para o modo Bi-Amp. No gráfico da Fig. 27 temos a medição de impulso das duas vias. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Impulse Response 1.00 3-5-2007 11.20.17 CLIO Pa Eletro Acústica Mass LogChirp - Frequency Response 3-5-2007 11.24.58 120.0 CLIO dBSPL 0.60 180.0 Deg 0.20 110.0 108.0 100.0 36.0 90.0 -36.0 80.0 -108.0 -0.20 -0.60 -1.00 5.3 5.9 6.4 7.0 7.6 8.2 8.7 9.3 9.9 ms 10 11 Ax: 6.8225 ms Ay: -0.0002 Pa Az: 2.3469 m Bx: 7.6974 ms By: 0.0048 Pa Bz: 2.6479 m Dx: 0.8749 ms Dy: 0.0050 Pa Dz: 0.3010 m CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 70.0 20 -180.0 50 100 200 500 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: Bi Dig Invert.mls Fig. 26 – Resposta acústica Bi-Amp, obtida com Processamento Digital. Verde: Via de Graves; Azul: Via de Médio/Agudos; Vermelho: soma; Preto: soma com inversão de fase no driver. Na Fig. 26A temos a resposta da fase acústica para o modo Bi-Amp. A curva é muito mais suave na região de transição e, portanto, leva a uma resposta acústica mais plana. Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 27 – Comparação do centro acústico das Vias de Graves (Vermelho) e Médio/Agudos (Preto) O tempo em que o som demorou a chegar ao microfone de teste foi diferente para cada uma delas. Enquanto na via de Graves foi de 6,82 ms, na de Médio/Agudos foi de 7,69 ms, havendo uma diferença de 0,87 ms. Conhecendo agora esta diferença entre os centros acústicos, basta inserir o respectivo valor no processador. Naturalmente, a via - 12 -
  • 13. a ser atrasada é aquela em que o som chega primeiro no microfone de teste. Neste caso, a via será a de Graves. Após a inserção do delay no processamento digital, os impulsos ficaram coincidentes no tempo, indicando que os centros acústicos dos WPU1509 e do D408Ti agora estão alinhados. Ver Fig. 28. E.A.M. - Eletro Acustica Mass LogChirp - Impulse Response 3-5-2007 11.20.17 1.00 CLIO Pa 0.60 0.20 -0.20 remotas e outras sutilezas. Para as aplicações ao vivo, onde o tempo disponível é pouco para a montagem e equalização do sistema, o uso em Full Range vai dar excelentes resultados, mesmo sem equalização. O circuito do Processador Passivo e sua montagem Na Fig. 29, apresentamos o circuito do processador passivo. Embora a resposta acústica de cada via tenha se comportado como a função de transferência de um filtro L-R 24 dB/8ª, tal topologia não foi necessária na prática. -0.60 -1.00 0 3.2 6.5 9.7 Ax: 7.6991 ms Ay: 0.0040 Pa Az: 2.6485 m 13 16 CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 19 Stop 1365.31ms 23 26 ms 29 32 FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms Fig. 28 – Sobreposição dos impulsos medidos nas vias de Graves (Vermelho) e Médio/Agudos (Preto), após o ajuste. Este procedimento é que leva a uma resposta plana nas freqüências de transição de qualquer sistema. Não basta, apenas, que a resposta acústica esteja conforme uma função de transferência modelo. Se o delay não for corrigido, as vias estarão fora de fase e, portanto, com vales ou picos na transição. Fig. 29 – Circuito Elétrico completo do Processador Passivo. Na versão Full Range, a caixa já apresentava um comportamento muito satisfatório, dispensando qualquer ajuda eletrônica. Ambos os filtros foram montados a 12 dB/8ª. O processamento, que fez coincidir as curvas acústicas com o modelo da função de transferência da Fig. 20, ficou por conta dos equalizadores de impedância e dos filtros rejeita faixa, convenientemente calculados. Note que não há resistores em série com o driver. Aliás, sem eletrônica, a caixa tem um som mais agradável e “macio”. São considerações subjetivas, mas acreditamos que muitos também vão notar isto, na prática. A atenuação necessária foi conseguida somente através dos filtros rejeita faixa, combinados com a otimização do filtro passa altas. Recomendamos o uso em Bi-Amp para os casos de instalações fixas, onde o Engenheiro de Som vai dispor do tempo necessário para uma afinação com o ambiente, ajustes de delay para caixas Na posição Bi-Amp, a chave comutadora separa as duas vias, além de eliminar componentes desnecessários para esta função. - 13 -
  • 14. Função Elétrica Passivo. de do Transferência Processador A Função de Transferência elétrica do Processador Passivo é feita com carga resistiva, no valor da impedância das vias. Isto é: injeta-se um sinal na entrada do processador, medindo-o nas saídas que estão com resistores substituindo os alto-falantes e drive. Esta curva também é obtida com o analisador de espectro, utilizando um amplificador auxiliar para alimentar o circuito passivo. Nos gráficos que se seguem, estão representadas as curvas obtidas com a caixa 215M SEL, tanto na Horizontal quanto na Vertical. Horizontal – 50, 100 e 200Hz O gráfico da Fig. 30 mostra os resultados obtidos. No modo BiAmp, as curvas PB e PA (Azul e Laranja) se sobrepõem mais que no modo Full-Range. Eletro Acústica Mass LogChirp - Frequency Response 10-5-2007 14.41.06 20.0 CLIO 180.0 dBu Deg 10.0 108.0 0.0 36.0 -10.0 -36.0 -20.0 Horizontal – 400, 800 e 1000Hz -108.0 -30.0 20 -180.0 50 100 200 500 CH A dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms 1k 2k Stop 1365.31ms Hz 5k 10k 20k FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms File: Bi 215 Low.mls Fig. 30 – Funções de Transferência Elétricas do Processador Passivo. Vermelho e Verde, Full Range; Azul e Laranja, Bi-Amp. Isto é necessário, pois no modo Bi-Amp, será o processador digital o responsável pelas razões de atenuação dos filtros, devendo o circuito passivo permitir a livre atuação dos filtros passa baixas e passa altas do processador digital. Horizontal – 2, 4 e 8kHz Diretividade Uma informação muito valiosa para os instaladores de sistemas de som está contida nas Curvas Polares de Diretividade. Horizontal – 10, 12k5 e 16kHz - 14 -
  • 15. Outra forma de apresentação da diretividade são os gráfico em 3D: Vertical - 50, 100 e 200Hz Gráfico 3D de diretividade horizontal. Vertical - 400, 800 e 1000Hz Gráfico de Diretividade 3D Vertical Esta visão geral, tanto horizontal como vertical mostra, entre outros parâmetros importantes, a diretividade constante da corneta HL4750. Considerações Finais Vertical - 2, 4 e 8kHz Vertical – 10, 12k5 e 16kHz O objetivo deste artigo foi desenvolver um processador passivo para uma caixa acústica conhecida do mercado, tornando-a mais funcional e, ao mesmo tempo, mostrar as várias etapas do seu desenvolvimento. Esperamos haver conseguido demonstrar o método utilizado e contamos com suas sugestões para incrementá-lo. Entre em contato conosco, nos endereços suporte@eam.com.br e homero@selenium.com.br . - 15 -
  • 16. Agradecimentos: Nossos agradecimentos às empresas que gentilmente cederam equipamentos para este artigo. • • Eletrônica Selenium, pelos transdutores. Vitória Som Holambra, pelos gabinetes 215M. Equipamentos utilizados no projeto: • Analisador Eletro Acústico CLIOwin7 Standard Audiomatica • Microfone calibrado MIC-01 - Audiomatica • Interface for Loudspeakers Measurements – ILM1 fabricado pela E.A.M. • Decibelímetro Leader LMV182-A • Amplificador A-1 Gradiente • Processador DCX2496 Behringer Foto 1 – Vista frontal/lateral da caixa. Este artigo está disponível, no formato pdf, nos sites: www.eam.com.br www.selenium.com.br A montagem da caixa A seguir, apresentamos algumas fotos feitas durante o processo de montagem das caixas. Foto 2 – O Processador Passivo instalado na caixa. No painel inferior, os conectores e a chave Full Range/Bi-Amp - 16 -
  • 17. Foto 3 – O conjunto de transdutores. Foto 4 – O Processador Passivo 215M SEL com sua fiação. Apêndice – Tabelas de Equalização Tabela 1 - Equalização Gráfica para a Caixa 215M SEL. Nº Tipo Freq. (Hz) Nível (dB) HPF 30 0,0 1 gráfico 20 0,0 2 gráfico 25 0,0 3 gráfico 31,5 0,0 4 gráfico 40 0,0 5 gráfico 50 0,0 6 gráfico 63 0,0 7 gráfico 80 +3,0 8 gráfico 100 -3,0 9 gráfico 125 0,0 10 gráfico 160 -3,5 11 gráfico 200 -1,0 12 gráfico 250 0,0 13 gráfico 315 +2,0 14 gráfico 400 0,0 15 gráfico 500 +2,5 16 gráfico 630 +1,5 17 gráfico 800 +3,5 18 gráfico 1000 +1,5 19 gráfico 1250 +3,5 20 gráfico 1600 +3,5 21 gráfico 2000 -0,5 22 gráfico 2500 +2,0 23 gráfico 3150 -0,5 24 gráfico 4000 -0,5 25 gráfico 5000 +1,0 26 gráfico 6300 0,0 27 gráfico 8000 -0,5 28 gráfico 10000 -1,0 29 gráfico 12500 +3,0 30 gráfico 16000 -3,0 31 gráfico 20000 0,0 LPF 19000 0,0 Tabela 2 - Processamento Digital Bi-Amp para a Caixa 215M SEL SAÍDA Nome GRAVES M./Agudos GANHO (dB) DELAY (ms) POLARIDADE 0.0 0.87 Positiva -1.2 0.0 Positiva Freq (Hz) Slope (dB) Shape 40 24 Butterworth 840 24 Butterworth Freq (Hz) Slope (dB) Shape 4.02k 24 Linkwitz-Ril. 19.0k 24 Butterworth PEQ1 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ2 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ3 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ4 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ5 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ6 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) PEQ7 Freq (Hz) Nível (dB) Tipo Q (Bandwidth) 77 +4.0 Paramétrico 5.6 0.25 102 -1.0 Paramétrico 6.3 0.23 165 -3.0 Paramétrico 7.1 0.20 309 +3.5 Paramétrico 6.3 0.23 467 +3.5 Paramétrico 7.1 0.20 620 +2.0 Paramétrico 7.1 0.20 840 -4.0 Paramétrico 7.9 0.18 1.0k -4.5 Paramétrico 3.2 0.45 1.57k +2.5 Paramétrico 10.0 0.14 2.51k +2.5 Paramétrico 8.9 0.16 3.39k -1.5 Paramétrico 6.3 0.23 5.42k +1.8 Paramétrico 3.5 0.41 12.0k +6.0 Paramétrico 10.0 0.14 HPF LPF - - 17 -