Capacitores em Áudio (ART1326)
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Capacitores em Áudio (ART1326)

Para muitos pode não haver diferença alguma entre um capacitor que seja usado num amplificador de áudio de alta qualidade e uma outra aplicação qualquer, como uma fonte de alimentação, inversor, etc. No entanto, não é isso que ocorre. Para aplicações em áudio a qualidade de um capacitor influi no desempenho e ouvidos sensíveis podem detectar isso. É justamente deste assunto que trataremos neste artigo.

Capacitores são capacitores, dirão os leitores, e uma vez que tenham a capacitância adequada e propriedades básicas que permitam que eles trabalhem em circuitos de áudio, não temos que nos preocupar com mais nada.

No entanto não é isso o que ocorre, como demonstra o fabricante inglês de capacitores ClarityCap da Inglaterra. Pequenas diferenças em características que nem sempre são levadas em conta num projeto podem significar uma boa qualidade de som ou problemas que podem ser acusados pelos ouvidos mais sensíveis.

Mas, que tipo de problemas podem ser causados por um capacitor que não tenha as características adequadas para uma aplicação específica, por exemplo, em áudio, onde distorções podem alterar a qualidade da reprodução?

 

O capacitor ideal

O capacitor ideal apresenta apenas uma capacitância, não tendo nenhum elemento parasita que possa afetar o circuito tanto eletricamente como mecanicamente. Mas não é isso o que ocorre na prática.

Um capacitor real possui uma resistência associada em série (ESR) e também uma indutância, comportando-se como um circuito RLC, mostrado na figura 1.

 

 

Figura 1
Figura 1

 

Na prática sabemos que a ESR de um capacitor deve ser a menor possível em qualquer aplicação, assim como a indutância. Esses dois elementos são basicamente causados pela resistência dos terminais e pela própria construção física do componente que agrega indutância.

Além disso, temos problemas mecânicos a serem considerados. Quando uma tensão é aplicada a um capacitor, independentemente da natureza do dielétrico ocorre uma pequena deformação mecânica. Essa deformação ocorre do fato de que na carga, as armaduras do capacitor se atraem, aparecendo uma força de compressão e na descarga, essa força de atração diminui ocorrendo uma descompressão. Se o sinal for alternado isso significa que o dielétrico entra em vibração e com isso o capacitor também. Na figura 2 mostramos a oscilação amortecida que ocorre num capacitor quando ele recebe um pulso de tensão.

 

 

Essa vibração significa tanto a presença de uma impedância adicional ao circuito como num efeito muito mais grave para aplicações em áudio: o capacitor tem uma freqüência de ressonãncia que tende a fazê-lo vibrar mais numa determinado freqüência. Na prática, verifica-se que os capacitores comuns tendem a ressonar em freqüências ente 5 kHz e 25 kHz, o que está justamente dentro da faixa de áudio.

Isso significa que, recebendo sinais que estejam nesta faixa, o capacitor pode ter uma impedância mais elevada para eles, se comportando como um elemento adicional de circuito capaz de afetar a qualidade do sinal. Em outras palavras, afetando a curva de resposta do circuito, conforme mostra a figura 3.

 

 

Uma pesquisa feita na Inglaterra, na Universidade de Salfoird que é conhecida pela sua excelência nos estudos de acústica mostra que as pessoas podem facilmente detectar as diferenças que ocorrem na reprodução de um amplificador que use capacitores que não estejam projetados pela reduzir os efeitos tanto da ESR e indutâncias parasitas como da ressonância mecânica.

 

O capacitor ideal

Para aplicações em áudio, concluímos então, que não basta que um capacitor tenha uma baixa ESR e indutância associada. É preciso mais. Devem ser utilizadas tecnologias que também reduzam a ressonância mecânica que pode causar oscilações do componente com os sinais alternados com maior amplitude numa determinada freqüência.

Existem diversas empresas que são especializadas neste tecnologia que estão desenvolvendo produtos específicos para este tipo de aplicação. Para um bom projeto de áudio, nas posições críticas do circuito, devem ser utilizados capacitores com características próprias que não afetem o sinal de áudio.

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