Áudio, Classe Amplificadores, Circuitos Áudio

O som (áudio) é a propagação de uma oscilação mecânica, esta onda não se propaga no vácuo propagando-se em meios materiais com massa e elasticidade (sólidos, gasosos, líquidos). A sua frequência distingue-se pela possibilidade do ser humano conseguir ouvir essa oscilação. As frequências de áudio encontram-se no espectro de frequências entre 20 Hz e 20 Khz, a sua amplitude e energia mede-se em Decibéis.

Os circuitos de áudio foram os primeiros circuitos electrónicos com uma concepção prática, a necessidade comunicar e transmitir sons com níveis mais elevados ou a distâncias superiores gera uma imensidão de circuitos, desde o simples amplificador de aúdio ao mais sofisticado circuito electrónico de transmissão e captação de sons à distância.

Potência Sinal Áudio

Potência RMS

potência pico a pico e RMS
Tensão RMS e PP

A potência RMS ou valor quadrático médio ou rms (do inglês root mean square) ou valor eficaz é a potência gerada por uma corrente e tensão alternada que tem o mesmo efeito de uma corrente e tensão contínua. Existe muita confusão quando se encontram referências a equipamentos de áudio em W (Watt) com valores discrepantes. Estes valores são valores de pico, podem induzir em erro.

Potência PP

A potência PP (pico-a-pico) - refere o nível de pico a pico - Peak-to-Peak. É a potencia entre os picos superiores e inferiores de saída. Pode ser calculado o valor RMS a partir deste valor usando a seguinte expressao 
Considerando uma onda sinusoidal perfeita, a tensão será VRMS=V/1.414 e a corrente IRMS=I/1.414
Ppico-a-pico= 2 * Pico ou PRMS = Pico / 2 que deriva da formula P = V2RMS/R
Para efeito de cálculo é considerada uma onda sinusoidal perfeita

Potência PMPO

potencia rms e pmpo
Potência PMPO

A potência PMPO - refere o nível de pico de saída instantânea - Peak Momentary Performance Output. O valor  é instantâneo e existem muitas formas de cálculo, sendo que cada fabricante pode dar um valor que mais lhe convém. A PMPO é uma medida realizada no máximo do máximo que um sistema sobre condições restritas pode fornecer.  É importante por isso nos factores de comparação usar algo constante, a potência RMS.

Amplificadores Áudio

Um amplificador áudio é um aparelhos eletrónico que amplifica sinais compreendidos entre as frequências de 20 Hertz 20.000 hertz, com um nível apropriado o sinais podem colocar em funcionamento altifalantes. A primeira fase de um amplificador de áudio é composta por etapas executam tarefas como a pré-amplificação, controle de tom, equalização, mistura e efeitos ou fontes áudio como leitores gravadores, de cd ou cassetes. A maioria dos amplificadores necessitam de entradas de baixo nível.

O sinal de entrada a um amplificador pode ser de apenas alguns micro-watts a sua saída pode ser dez, cem ou milhares dos watts.

Quando referimos amplificadores de áudio e as suas etapas de saída, as configurações mais comuns são: A, B, AB, D, G, e H.

Classes de amplificadores

Amplificador classe A: Usada apenas em amplificadores Hi-Fi, tanto transistorizados como com válvulas. Elevada fidelidade na reprodução, com um consumo de energia e libertação de calor muito alto,  os transistores (ou válvulas) de saída conduzem de forma permanente, mesmo na ausência de sinal.

Amplificador classe B: Apresenta distorção (de crossover) elevada em níveis baixos de sinal. Apenas metade dos transistores de saída conduzem de cada vez (cada semiciclo), daí a maior eficiência. Encontra-se este tipo de  amplificadores em PA de alta potência e em equipamentos portáteis por causa do baixo consumo.

Amplificador classe AB: Modo intermédio entre as classes anteriores (daí o nome), reunindo algumas vantagens de ambas. É a classe de amplificadores mais usada actualmente. Os transistores conduzem ligeiramente, quando na ausência de sinal.

Amplificador classe D (ou PWM): Vulgarmente chamado "amplificador digital", funciona segundo a técnica de modulação por largura de pulso (PWM). Usa-se de forma cada vez mais frequente em aplicações onde se exige alto rendimento como em multimídia ou telefonia. Recentes avanços no fabrico de transístores de alta velocidade, têm trazido melhorias na qualidade de áudio destes amplificadores.

Amplificador classe G e H: Funcionam segundo princípios semelhantes, sendo a H uma evolução da G (em alguns países, as definições são invertidas). Cada um tem sua própria fonte de alimentação com valores diferentes, que actuam de acordo com o nível de saída exigido. Na classe H, a tensão mais alta da fonte é modulada pelo sinal de entrada. A classe H começa a ser comum em PA, nos amps para graves. A qualidade nas frequências altas ainda não satisfaz, mas novos aperfeiçoamentos prometem melhoras.

Existem ainda algumas classes exóticas, como I (reúne classe A e D num único aparelho); A/AB ou super A (polarização variável, oscila entre A e AB); as defuntas classes E e F; classe J que combina as B e D; a classe S, semelhante à classe D; e algumas topologias proprietárias de certos fabricantes, como Crown, Sunfire (Carver), Tripath (classe T)
 

Características das classes de amplificação mais comuns em áudio

Classe A A/B B D H
Eficiência Baixa Média Alta Alta Alta
Qualidade
baixas freq.
Alta Alta Baixa Baixa Baixa
Qualidade
altas freq.
Alta Alta Alta Alta Alta
Relação
Custo-Potência
Fraca Média Média Boa Boa
Relação
Peso-Potência
Fraca Média Média Boa Boa

Microfone

microfone
Microfone

Os microfones são um tipo de transdutor - um dispositivo que converte a energia de uma forma para outra. Microfones convertem energia acústica (ondas sonoras) em energia elétrica (o sinal de áudio).

Diferentes tipos de microfone têm maneiras diferentes de conversão de energia, mas todos têm uma coisa em comum: o diafragma. Esta é uma peça fina de material (papel, plástico ou alumínio) que vibra quando é atingido pelas ondas sonoras. O microfone típico de mão como o da figura, o diafragma está localizado na cabeça do microfone.

Altofalante (Altifalante)

O altifalante, mecânicamente, não difere muito do microfone. Uma bobina ao receber corrente elétrica faz vibrar uma membrana que produz som. É um transdutor eletroacústico. Ao contrário dos microfones, podem ser associados em série ou paralelo e posicionados fisicamente. Ver mais em Altofalantes

Circuitos de Áudio

Pré Amplificador Microfone

Pré Amplicador Microfone

Controlo Tonalidade

Controlo de tonalidade som

Audio Line Driver

Este circuito é utilizado para compensar as perdas em cabos de grande dimensão sem adição de ruído. O pré tem uma impedância de saída de 16ohm
corrector de nivel em cabos compridos

Amplificador 8W c/ TDA2030

Amplificador áudio 8W

Equalizador 5 Bandas

Equalizador 5 Bandas
Da esquerda para a direita as bandas equalizadas são 60 Hz, 240 Hz, 1 Khz, 4 Khz e 16 Khz. Para utlização em stereo deverá existir o mesmo circuito para o outro canal.


Equalizador 5 Bandas Activo

Equalizador 5 vias

Equalizador 3 Vias

Equalizador 3 entradas

Amplificador para auscultadores (headphones)

Amplificador headphones

Misturador Áudio 6 Entradas

O misturador de áudio permite 3 entradas de linha e 3 entradas de micro. As entradas de micro estão ajustadas para baixa impedância 200-100R de microfones dinâmicos. Um micro ECM pode ser usado, mas tem de ser ligado através de uma resistência em série. O amplificador interno tem um ganho de 2 a 6dB. A linha de entrada deve ter um nível de 200V RMS. A entrada de mic é amplificada 100 vezes ou 40dB. O ganho total com a mesa é de 46dB. A entrada de micro destina-se a microfones com 2mV a 1 metro.
Misturador Áudio