Como Funcionam os Alto-Falantes: Compreendendo a Reprodução de Áudio [Infográfico]
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Cada elemento essencial do estúdio explicado por experts da ORA.
Observe o seu estúdio.
Há um equipamento que também se faz presente em qualquer outro estúdio… Você pode estar pensando que seja o laptop, ou talvez o controlador MIDI, ou talvez até mesmo um certo DAW.
Mas é a resposta é mais simples. Esses equipamentos estão aí desde os primórdios. Antes mesmo de podermos manipular o áudio em um software e gravar qualquer coisa em segundos.
Estamos falando dos notáveis alto-falantes.
Eles consistem nos componentes mais vitais de qualquer estúdio — e inimigos clássicos dos vizinhos.
Seja em um headphone ou em um monitor, nós todos precisamos de alto-falantes em algum momento para fazer e apreciar música. Mas apesar de ser um equipamento universal, o funcionamento de um auto-falante não conhecido pela maioria das pessoas.
É por isso falamos com a ORA Sound, eles compartilharam com a gente seus conhecimentos sobre como funciona um alto-falante. Assim como a LANDR!) , a ORA Sound é uma companhia sediada em Montreal que atua no âmbito mais sofisticado da reprodução sonora (então quem melhor do que eles para falar sobre alto-falantes certo?). Com uma abordagem inovadora quanto a reprodução sonora e a tecnologia de alto-falantes, a ORA está redefinindo tudo o que você sabe — ou vai saber — sobre alto-falantes… Mas nós vamos tratar do futuro dos alto-falantes em breve.
Por hora, vamos descobrir de uma vez por todas como funciona os auto-falantes e headphones. Assim, na próxima vez que a sua masterização atingir os seus ouvidos, você saberá o caminho que ela percorreu até chegar ali.
Como funciona o som em relação aos alto-falantes?
O som se move em ondas de pressão. Quando uma partícula de ar é comprimida e rarefeita de forma suficientemente rápida, nós escutamos esse fenômeno como um som.
O quão mais rápido acontecer a variação de pressão, maior é a “frequência” do som que ouvimos.
O som se move em ondas de pressão. Quando uma partícula de ar é comprimida e rarefeita de forma suficientemente rápida, nós escutamos esse fenômeno como um som.
Quando um alto-falante movimenta-se para frente e para trás ele “empurra” partículas de ar, o que altera a pressão do ar no ambiente e cria ondas sonoras.
Quais são as partes do alto-falante?
As partes de um alto-falante são:
- O cone e o domo (as partes que movem o ar e produzem som)
- A centragem e a guarnição (também conhecidas como aranha e suspensão, essas são as partes que fixam o cone no lugar e permitem seu movimento)
- O ímã e a bobina (são as partes que interagem para converter energia elétrica em movimento)
- A carcaça
- O pólo e a chapa polar
- E finalmente a estrutura que acopla todas as partes juntas
Como funcionam os alto-falantes?
Os alto-falantes funcionam a partir da conversão de energia elétrica em energia mecânica (movimento). A energia mecânica comprime o ar e converte o movimento em energia sonora ou nível de pressão sonora (SPL, sigla em inglês para Sound Pressure Level).
Quando uma corrente elétrica é enviada através de uma bobina de fio, um campo magnético é induzido.
Em alto-falantes, uma corrente é enviada através de uma bobina que produz um campo elétrico que interage com o campo magnético do ímã permanente fixado ao alto-falante.
Cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem. Quando um sinal de áudio é enviado através de uma bobina e a forma de onda musical se move para baixo a para cima, a bobina é atraída e repelida pelo ímã permanente.
Isso faz com que o cone ao qual a bobina está anexa mova-se para frente e para trás. Esse movimento cria ondas de pressão no ar que nós percebemos como som.
O que diferencia um alto-falante excepcional de um regular?
O teste de fidelidade número um para um alto-falante consiste em saber o quão similar uma forma de onda no ar (a onda de pressão) é em relação ao sinal eletrônico (a gravação do som) que foi enviado ao amplificador.
Se cada frequência é reproduzida precisamente para o ouvinte sem que nenhuma informação seja adicionada ou removida, trata-se provavelmente de um alto falante excepcional.
Se cada frequência é reproduzida precisamente para o ouvinte sem que nenhuma informação seja adicionada ou removida, trata-se provavelmente de um alto falante excepcional.
Há inúmeros fatores que determinam o quão fidedigna será a experiência auditiva, dentre elas: a resposta de frequência, a quantidade de distorção, a direcionalidade (dispersão) do alto-falante.
O que é resposta de frequência e porque isso é tão importante?
Resposta de frequência é o quão alto a saída de um alto-falante será em diferentes frequências.
Um teste típico de resposta de frequência consiste em enviar uma série de frequências graves, médias e agudas e observar se o som vindo dos alto-falantes é o mesmo em todas essas regiões.
A resposta de frequência ideal para um alto-falante é a muito plana (flat).
A resposta de frequência ideal para um alto-falante é a muito plana (flat). Isso significa que o alto-falante estaria no mesmo nível (ou intensidade) tanto nas frequências graves como nas médias e agudas.
O objetivo de uma resposta de frequência flat é assegurar que as pessoas que ouvem a sua música, a ouçam da forma que você pretendeu. Se a sua faixa está bem masterizada e soa bem em alto-falantes com resposta flat, você pode estar certo de que ela soará bem em qualquer sistema de som.
Alto-falantes flat vs. todo o resto
Vários alto-falantes não são flat. Alguns não possuem agudos ou graves o suficiente, ou eles têm picos ou cortes na resposta de frequência onde certas frequências são enfatizadas e outras suprimidas ou ofuscadas.
Se isso acontecer, alguns instrumentos devem estar mais altos ou atenuados do que o pretendido durante o trabalho de mixagem.
Para frequências altas (agudas), os alto-falantes devem mover-se rapidamente. Para frequências baixas, os auto-falantes precisam “empurrar” uma grande quantidade de ar. É por isso que os tweeters (drivers de altas frequências) são normalmente domos pequenos e os woofers (drivers de baixas frequências) são cones grandes.
Nós somos capazes de escutar 10 oitavas (20hz-20kHz), o que é uma faixa bastante extensa (comparativamente, nós só podemos ver uma oitava de luz).
Nós somos capazes de escutar 10 oitavas (20hz-20kHz), o que é uma faixa bastante extensa (comparativamente, nós só podemos ver uma oitava de luz).
É muito esperar que um alto-falante seja capaz de reproduzir de forma precisa uma faixa tão extensa e são necessários diversos drivers para reproduzir essa faixa corretamente — 2 (woofer + tweeter), 3 (woofer + faixa médi + tweeter) ou 4 (sub +woofer + faixa média + tweeter).
Como otimizar seus alto-falantes? Em qual aspecto a maioria dos alto-falantes deixa desejar?
Diversos alto-falantes possuem respostas de frequência limitada. Por exemplo: tente escutar o baixo e o bumbo nos alto-falantes do seu laptop! Não funciona, certo?
A maioria dos alto-falantes possuem uma saída de baixa energia. Já tentou utilizar o seu telefone para tocar música em uma festa? Provavelmente essa não foi uma festa muito animada.
Já tentou utilizar o seu telefone para tocar música em uma festa? Provavelmente essa não foi uma festa muito animada.
Diversos alto-falantes também produzem distorções, ou seja, eles adicionam à música frequências que não existiam na gravação original.
Há contextos nos quais a distorção pode ser bem-vinda, mas distorção de alto-falante normalmente soa mal, a não ser que seja algo intencional.
Depois de passar tempo gravando e mixando uma música, você não quer que pessoas escute coisas que não estavam lá no início.
Alto-falantes maiores são, em geral, bem superiores em termos de resposta de frequência e distorção. Contudo, uma grande melhoria seria capaz de produzir alto-falantes menores com som melhor e mais preciso.
O futuro dos alto-falantes: o que é o grafeno e porque ele otimiza o desempenho de um alto-falante?
O grafeno é um material inovador que foi descoberto pela primeira vez em 2004. Ele otimiza consideravelmente o desempenho de um alto-falante.
O grafeno é o material mais leve e resistente que existe. Devido à sua leveza, ele é capaz de mover-se rapidamente, o que o torna excepcional para altas frequências.
Aqui na ORA nós desenvolvemos nosso próprio material de Óxido de Grafeno chamado GrapheneQ, feito especificamente para equipamentos de áudio.
A sua resistência faz com que ele não deforme ou distorça ao se movimentar para trás e para frente. Tais aspectos resultam em um som de alta fidelidade reproduzido por alto-falantes que podem ser menores e mais eficientes.
Alto-falantes tradicionais são, na verdade, menos eficientes que as lâmpadas incandescentes. As quais já estão bastante fora de moda nesta altura do campeonato!
Alto-falantes tradicionais são, na verdade, uma das tecnologias menos eficientes que ainda utilizamos nos dias de hoje. Menos de 1% da energia que vai para um alto-falante é convertida em som. A maior parte da energia acaba sendo convertida em calor.
Alto-falantes tradicionais são, na verdade, menos eficientes que as lâmpadas incandescentes. As quais já estão bastante fora de moda nesta altura do campeonato!
Pelo fato de o Grafeno ser extremamente leve (possui somente um átomo de espessura!) ele necessita de muito menos energia para mover-se para trás e para frente.
Dessa forma, se você pegar qualquer headphone wireless ou alto falante e substituir suas membranas pelo nosso material GrapheneQ, você terá uma otimização de 70% na vida da bateria.
Novos materiais e suas aplicações constituem o futuro da tecnologia do alto-falante. Eles resolverão os problemas de eficiência e sonoridade que os alto-falantes possuem há décadas.
Apoie a ORA Sound e confira os ORA GQ Headphones na página Kickstarter page. Acesse ORA Website para aprender tudo sobre o GrapheneQ e sobre a história da ORA Sound. Agradecimentos especiais a Ari Pinkas e Robert-Eric Gaskell por compartilharem seus conhecimentos com a gente.
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Gabriel é um músico apaixonado pelas paisagens sonoras do Brasil. Recém radicado em Montreal, ama pedalar pelas ruas da cidade e acredita na força do som e dos encontros.
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