Clipping dos amplificadores, o vilão dos alto-falantes

As principais consequências de ter um amplificador ‘clipando’ são indicados por um alto nível de distorção sonora o que agride, e muito, os nossos ouvidos e sem contar que é o fator primordial para queima de drivers, tweeters e alto-falantes de um sistema de áudio.

Seja ele de baixa ou alta potência, o que vai determinar a senóide é a qualidade do amplificador, potência de trabalho e a alimentação do sistema. Verifique no manual do equipamento ou consulte o suporte do fabricante para questionar a eficiência do produto.

As distorções sonoras todos conseguimos ouvir dentro da normalidade auditiva, pois incomoda muito, mas a mudança da senoide (onda com extremos arredondados) para onda quadrada nem sempre é notada, pois acontece nos alto-falantes, drivers e tweeters e não pode ser visto a olho nú. Esses equipamentos geradores de áudio estão sempre isolados e trabalhando dentro das caixas acústicas e na maioria das vezes não recebem a atenção necessária do instalador.

De um modo não muito rigoroso pode-se dizer que, quanto mais o sinal se parece com uma senoide, menos potência RMS ele desenvolve, e quanto mais o sinal se aproxima de uma onda quadrada maior será a potência RMS desenvolvida no alto-falante. Isto, é claro, levando em conta a faixa de trabalho de um amplificador X em isolado.

Uma situação mais perigosa acontece quando o amplificador começa a distorcer severamente, ou “clipa”; geralmente esse processo se segue por um led de aviso de “clip”. Em amplificadores com qualidade elevada e respeitando as normas mundiais, esse aviso começa a piscar com 5% de THD, Total Harmonic Distortion (Distorção Harmonica Total) o chamado SOFT CLIPPING.

Não se assuste, isso soa como um aviso de que a onda está deixando de ser arredondada em suas extremidades. Quanto maior o volume de áudio menos arredondada a onda e, claro, maior o nível de THD, ou seja, de distorção. Quando o led fica aceso o THD está em torno de 20%, o chamado HARD CLIPPING, aí sim o aviso passa a ser alarmante e a queima dos altos-falantes, drivers e tweeter expostos a distorção é certa. Veja abaixo um exemplo de como funciona no gráfico:

Agora vamos ver no gráfico abaixo em detalhes:

+Vcc , corrente contínua fase positiva, medida em Volts

-Vcc, corrente contínua fase negativa, medida em Volts

A alternância dos sinais acima é o que gera o sinal de áudio que ouvimos no sistema de áudio.

Na linha azul temos um sinal de entrada geralmente fornecido por um equipamento de mídia, por exemplo: CD ou DVD entre outros. Observe que é uma onda bem arredondada chamada de senóide.

Na linha verde, perceba que a mesma foi amplificada, no caso com auxílio de um amplificador. No caso, a mesma ganhou potência e aumentou, como podemos ver no gráfico. É aí que queríamos chegar. Vamos lá pessoal, já falamos acima que é onda quadrada certo?

Mas vamos explicar a fundo o que acontece com o alto-falante quando chega nessa amplitude linear. Como podemos ver na linha verde, é muito simples, ele para por instantes. Agora você deve estar se perguntando “o Serginho e o Bila estão loucos, nunca vi um falante em pleno funcionamento ficar parado…”.

Quando estamos ouvindo som o alto-falante excursiona diversas vezes por segundo e é esse fato que faz com que ele se refrigere internamente. Quando atingimos o ponto de distorção sonora o sinal fica menos arredondado como já falamos acima e é aí que a temperatura de trabalho do falante começa a subir, prejudicando o componente e a qualidade do sinal que nada mais é que o HARD CLIPPING. É nesse momento que o falante para de excursionar por alguns instantes, algo muito rápido que só pode ser medido em m/s (mile/segundos), mas o suficiente para o aumento expressivo do conjunto e a queima da bobina. Neste caso não tem como se confundir, a bobina fica preta e muitas vezes até se funde de tanto calor.

Bom é isso, agora tenho certeza de que vocês vão olhar com outros olhos e com muito mais importância para o led clip e com isso aumentar bastante a eficiência e durabilidade dos drivers, tweeters, woofers e subwoofers de seus projetos.

 

Texto: Serginho e Bila, consultores de instalação da revista AutoMOTIVO e projetistas de áudio da Stop Car Áudio Design

Imagens: Divulgação