Com kits de baixo custo você pode sonorizar um estabelecimento comercial ou mesmo sua casa, com excelente qualidade de áudio e sem os problemas que normalmente ocorrem quando um planejamento impróprio é feito. Neste artigo damos uma solução simples para a sonorização, usando componentes comuns e de custo acessível.
Obs. O artigo é de 1988. Veja no site artigos mais modernos e consulte a Keletron.
Não basta ter um sintonizador com amplificador incorporado ou simplesmente um bom amplificador de áudio para se conseguir a sonorização perfeita de um grande ambiente ou de muitas salas.
O que ocorre nos casos em que se faz uma ligação "direta" é que o som não é devidamente distribuído entre as caixas ou pontos de sonorização, ficando os mais próximos com volume muito maior que os mais distantes.
É normal nestes casos mal planejados que os alto-falantes mais afastados nem sequer recebam o sinal numa proporção que permita sua utilização de modo prático.
Como superar este problema? Como fazer uma sonorização simples porém eficiente de um salão comercial ou das salas de um escritório ou consultório médico?
Se você é um profissional da eletrônica, com a ajuda deste artigo terá algumas informações muito importantes que o ajudarão a entrar neste tipo de negócio, sem o perigo de fazer um serviço indevido ou que não corresponda ao esperado.
O PROBLEMA DO FIO LONGO
A saída de um amplificador de áudio comum normalmente é de baixa impedância (2 a 16 ohms tipicamente), o que significa que, para poder converter seus sinais em som, os alto-falantes também devem ser dispositivos de baixa impedância.
A máxima transferência de energia do amplificador para o alto-falante ocorre quando suas impedâncias se igualam.
Supondo que o alto-falante esteja próximo do amplificador, a resistência do fio não influi no processo de transferência de sinal, pois é desprezível.
No entanto, se tivermos de usar fios longos o bastante para que sua resistência não seja desprezível começam a ocorrer problemas.
De fato, teremos uma resistência em série com o alto-falante que vai tanto aumentar a própria impedância do sistema receptor, reduzindo assim a potência transferida, como também ela vai absorver parte da energia, transformando-a em calor.
O resultado é óbvio: o alto-falante não receberá a potência total (figura 1).
A tabela dada abaixo foi calculada em função das resistências dos fios normalmente usados nas ligações de alto-falantes, contendo o comprimento máximo admitido para que as perdas não sejam superiores a 10%, isso para 3 impedâncias de carga.
Pela tabela, podemos ver que um fio de mais de 14 metros de comprimento e de bitola 18AWG já causará perdas consideráveis se o utilizarmos para sonorizar um ambiente remoto com uma caixa de 4 ohms.
Além deste problema, temos outro a considerar: a ligação de diversos alto-falantes numa mesma saída significa uma alteração da impedância total e eventualmente uma distribuição desigual de sinal. Na figura 2 mostramos o que ocorre.
Dois alto-falantes de 8 ohms em paralelo significam uma impedância de 4 ohms.
Se tivermos um amplificador de 4 ohms de saída e quisermos ligar diversos alto-falantes, digamos 8 deles, a obtenção de um modo de ligação que resulte numa distribuição por igual do som e manutenção da impedância não é tão difícil, como mostra a figura 3.
Mas, se o número for diferente de 8 e ainda "desfavorável" á uma disposição que resulte na impedância desejada, os problemas podem ocorrer, conforme mostra a figura 4.
Nesta disposição, os alto-falantes não recebem a mesma intensidade de sinal, ficando uns com maior volume e outros com menor.
As soluções para os dois problemas podem ser obtidas de uma forma única: uma linha de alta impedância.
Com a ajuda de um transformador de linha, e a utilização de caixas com ajustes individuais, poderemos ter uma boa distribuição da potência sonora de um amplificador, além da possibilidade de utilizar fios de bom comprimento sem perdas razoáveis.
LINHAS DE ALTA IMPEDÂNCIA
A ideia básica de um sistema de distribuição sonora com linha de alta impedância é mostrada na figura 5.
Na saída do amplificador colocamos um transformador que eleva a impedância da linha para 50 ohms (este valor é típico, se bem que não seja o único a ser utilizado).
Com 500 ohms poderemos ter linhas de mais de 120 metros de comprimento sem perdas de agudos, e até mais se desejarmos uma frequência de apenas 10 kHz como limite superior transmitido.
O que ocorre é que para altas impedâncias a capacitância entre os fios é que começa a fazer efeito sobre o sinal, "cortando" as altas frequências. Para 500 ohms, o corte de 3dB aproximadamente em 10 kHz ocorre com 180 metros de fio.
Em cada ponto da linha colocamos um potenciômetro de fio que permite ajustar o nível de sinal para o alto-falante.
Supondo um amplificador com saída de 30 W, podemos ter 10 alto-falantes de 4 ohms, cada qual recebendo no máximo 3 W de potência.
O transformador, junto a cada alto-falante, é do tipo usado em antigos rádios de válvulas com impedância de primário de 5 e secundário de acordo com o alto-falante (figura 6).
Obs. Veja o anúncio da Keletron que fabrica esses transformadores.
Os 5000 ohms de 10 transformadores ligados em paralelo resultam exatamente nos 500 ohms da linha com uma distribuição perfeita do sinal e absorção total da potência do amplificador.
Se, em lugar de 10 alto-falantes tivermos 5, os pequenos transformadores serão de 2k ohms de impedância de primário e secundário de acordo com os alto-falantes.
Veja então que os alto-falantes e transformadores são de baixa potência (2 a 5 W) e que apenas o elevador de impedância deve estar apto a suportar a potência do amplificador.
PROJETO FINAL
Na figura 7 temos o diagrama completo de um sistema em que se pode sonorizar de 5 a 10 pontos diferentes.
Para 20 pontos bastará usar um transformador junto ao amplificador com impedância maior. Os cabos de ligação aos alto-falantes podem ter até 200 metros de comprimento, sem perigo de perdas de potência ou modificação acentuada na curva de resposta.
O potenciômetro é de fio de 2 W e o alto-falante usado do tipo pesado de 10 a 20 cm de diâmetro. A vantagem deste sistema é que cada alto-falante pode ser ajustado individualmente em relação ao nível de som.
Na figura 8 apresentamos a ligação de um microfone de eletreto para a emissão de avisos.
Os fios de entrada ao amplificador devem ser blindados e a fonte de alimentação é mostrada na figura 9.
Evidentemente, esta fonte não será necessária se você tiver um amplificador completo. Neste caso, precisaremos apenas de 9 a 12V para o módulo receptor.
O transformador ligado a saída do amplificador tem um enrolamento de baixa impedância de 4 ou 8 ohms e um de alta de 500 a 1000 ohms com potência de acordo com o amplificador.
Uma sugestão de obtenção deste transformador é o aproveitamento de amplificadores antigos do tipo valvulado que empregam os tipos chamados “ultralineares" com potências na faixa dos15 aos 50 W.
A impedância de primário destes transformadores normalmente se situa na faixa dos 500 aos 5000 ohms.
Já os transformadores de cada pequena caixa são do tipo empregado em circuitos valvulados de baixa potência (6AQ5 ou equivalente) com primários de 2000 a 5000 ohms e secundário de 4 ou 8 ohms conforme o alto-falante.
Os potenciômetros devem ser obrigatoriamente de fio.
Os fios de conexão a cada alto-falante remoto não precisam ser blindados.
Observação final: veja no site soluções mais modernas com produtos da Keletron.
