WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
SONORIZAÇÃO AMBIENTAL
VOLUME 2
ÍNDICE:
PÁG
20 22 29 30 32 34
35
36
39
-
42 44 45
46
47
48
51
54
56
57
58
59
-
NOÇÕES BÁSICAS - RADIAÇÃO E PROPAGAÇÃO - COMPRIMENTO DE ONDA
SISTEMAS P.A. - NIVEL DE PRESSÃO SONORA - DECIBELÍMETRO
RESSONÂNCIA AMBIENTAL
SENSIBILIDADE DOS ALTO FALANTES
SINTONIA DE CAIXAS ACÚSTICAS
CAIXA ACÚSTICA BASS-REFLEX
POLARIZAÇÃO DE CAIXAS ACÚSTICAS
ASSOCIAÇÃO DE ALTO FALANTES
COBERTURA ANGULAR DE SISTEMAS SONOROS
DIRETIVIDADE
EQUALIZAÇÃO
FILTROS PASSIVOS E ATIVOS - SISTEMAS CROSS OVER
NIVELAMENTO
SONORIZAÇÃO INTERNA
TÉCNICAS PARA EQUALIZAÇÃO DE MICROFONES
CUIDADOS COM A INSTALAÇÃO
LEGISLAÇÃO
SONORIZAÇÃO INTERNA (DIAGRAMA DE BLOCOS)
SONORIZAÇÃO EXTERNA
SONORIZAÇÃO DE ÁREAS ABERTAS DE GRANDE EXTENSÃO
SISTEMAS DE LINHA DE TRANSMISSÃO
RÁDIOS COMUNITÁRIAS A.F. E F.M.
ESTAÇÃO COMUNITÁRIA DE FM (DIAGRAMA DE BLOCOS)
ÁBACO DE CÁLCULO DE SISTEMAS ACÚSTICOS
MEDIDAS COM INSTRUMENTOS ELETRONICOS - PADRÕES REFERENCIAIS
CALCULO DE SISTEMAS ACÚSTICOS.
19
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
20
SONORIZAÇÃO AMBIENTAL VOLUME 2
NOÇÕES BÁSICAS
1 -
RADIAÇÃO E PROPAGAÇÃO:
As ondas sonoras se propagam em todos os meios; gasoso, líquido e sólido,
com velocidades diferentes, com exceção do vácuo.
Velocidade de propagação do som no ar ............................... 340 m/s.
na água............................ 1.400 m/s.
no aço.............................. 5.000 m/s.
O som que percebemos através de nossas membranas timpânicas são
vibrações provocadas pela compressão do ar, em frequências que operam dentro da
capacidade desta percepção. Existindo também frequências sonoras subsônicas e
ultrassônicas, que fogem a nossa percepção, apesar de usarem o mesmo meio de
propagação.
Os efeitos sonoros que ocorrem no ar, também se aplicam perfeitamente à
um meio líquido, só que neste caso temos a vantagem da visualização destes efeitos,
para usá-los como modelo para estudos de propagação sonora.
Quando vibramos a superfície da água, em um ponto qualquer de um
reservatório, notamos o efeito de propagação das ondas a partir do ponto de origem, se
expandindo até as bordas, atingindo as mesmas, e provocando as ondas refletidas. Em
um ambiente a ser sonorizado o efeito é o mesmo, onde também estaremos
mergulhados num campo formado por propagação sonora direta e refletida.
Ao percebermos a passagem das mesmas por um ponto fixo,
verificamos seus intervalos variando com o tempo durante a passagem. Ao tempo de
duração destes intervalos damos o nome de PERÍODO ( T ). À quantidade de ondas
que passam pelo ponto fixo por segundo, chamamos de FREQUÊNCIA ( f ). Outro
exemplo prático é a passagem dos dentes de um serrote em uma haste de ferro. A
rapidez desta passagem define um som mais agudo (alta frequência), ou grave (baixa
frequência).
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
21
No caso da propagação no ar, o que temos é regiões de compressão e
descompressão do meio gasoso, cujo efeito é semelhante ao das ondas no meio líquido.
2 -
COMPRIMENTO DE ONDA
Para se melhor fazer um estudo dos efeitos da propagação sonora temos
que fazer uma avaliação destes fenômenos. Como sabemos as ondas sonoras se
propagam numa velocidade de 340 m/s. Se uma fonte sonora gerasse um tom senoidal
de 10 Hz, em 1 segundo ele teria percorrido os 340 m, e cada ciclo estaria contido em
34 m deste percurso, este, seria o comprimento de onda da frequência de 10 Hz. Este
estudo nos auxilia a entender melhor o grande vilão dos serviços de instalação de
som, que é a ressonância ambiental e também a comumente chamada microfonia.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
22
INTRODUÇÃO À SONORIZAÇÃO AMBIENTAL
1 - NOÇÕES SOBRE SISTEMAS DE SOM PUBLIC ADRESS (P.A.)
O termo PUBLIC ADRESS (P.A.) se refere a equipamentos que reproduzem som
a um grande número de pessoas, devendo ser este som o mais inteligível possível.
As primeiras experiências neste campo datam do início do século, mas a qualidade
na reprodução cresceu rápidamente com o aparecimento do cinema sonoro, e com
demonstrações de alta fidelidade registradas em meados de 1935.
Hoje podemos dizer que os equipamentos P.A. já fazem parte de nossa vida no dia
a dia, como por exemplo, em comícios políticos, grandes cinemas, shows Pop e música
ao vivo ao ar livre e carros de som para propaganda comercial.
Os equipamentos se dividem em duas categorias em função do meio ambiente:
EQUIPAMENTOS PARA LOCAIS ABERTOS e os EQUIPAMENTOS PARA
RECINTOS FECHADOS, sendo este último o que mais merece atenção no sentido da
equalização ambiental.
Em RECINTOS FECHADOS a propagação do som no ambiente é DIRETA e
POR REFLEXÕES. Cada ouvinte está imerso num campo composto de som direto e
som refletido, a tal ponto que este último prevalece sobre o primeiro.
Em LOCAIS ABERTOS, a propagação é direta, não temos mais reflexões, mas
devemos levar em conta outros fatores como temperatura, umidade, vento, característica
do solo, etc.
2 - NÍVEL DE PRESSÃO SONORA
Uma instalação sonora (P.A.) tem por objetivo a realização de:
a) Um refôrço sonoro para proporcionar um adequado nível de audição;
b) Uma distribuição de som em locais distintos e separados daquele em que está a
fonte emissora.
Para isto teremos que determinar o NÍVEL DE PRESSÃO SONORA SPL(Sound Pressure Level) necessario para a sonorização do ambiente, que o sistema
P.A. fornecerá através das caixas acústicas, dependendo também para isto da potência
elétrica fornecida às mesmas.
Para maior compreenção do que significa NÍVEL DE PRESSÃO SONORA (SPL)
em termos de números, veja o mostrador de um decibelímetro ilustrando os diferentes
níveis de SPL e suas respectivas fontes:
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
23
A unidade do Nível de Pressão Sonora é o DECIBEL (dB) que é a décima parte
do Bel (B), em homenagem a Alexander Graham Bell. É uma notação muito utilizada
em som e telecomunicações, facilitando os cálculos com grandes números. Podemos
dizer que o Decibel (dB) é a unidade de medida do som ou Nível de Pressão Sonora
(S.P.L.) assim como o metro (m) é a unidade de medida do comprimento.
Através da escala podemos afirmar que 1 dB é a menor variação que nós
podemos ouvir, um acréscimo de 6dB SPL equivale a dobrar o nivel de pressão sonora,
embora seja necessário um aumento de de 10 dB para tornar o som duas vezes mais
alto.
Isto acontece por causa da deslinearidade de nossa percepção auditiva, devido as
limitações de nossa membrana timpânica pela sua resistência progressiva à pressão
sonora, e justamente pelo fato de ser da forma de um diafragma, não responde
linearmente às variações sonoras, seu deslocamento é limitado à sua resistência solidária
à borda do canal auditivo que a sustenta. Contudo, deslocamentos bruscos do ar, ou
pressões sonoras acima de 140 dB SPL já seriam capazes de provocar a sua perfuração.
Bem como a exposição contínua de altas pressões sonoras provocariam o seu
enrijecimento, e em conseqüência disto a perda da percepção auditiva de forma
irreversível.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
24
Grandezas Lineares - o metro, o litro, o quilo, dilatação linear dos metais e dos
líquidos com o aumento de temperatura.
Grandezas exponenciais - o SPL, o decibel.
Como nosso aparelho auditivo percebe os níveis sonoros:
10
10
10
10
0
1
2
3
= ...................................1
= ...................................10 ( equivale a 2 vezes o volume de som anterior ).
= 10 x 10 = ...................100 ( equivale a 2 vezes o volume de som anterior ).
= 10 x 10 x 10 = ...........1000 ( equivale a 2 vezes o volume de som anterior ).
Em cálculos acústicos o que nos interessa é, na verdade, saber quantas vezes é
necessário multiplicar o número 10 por ele mesmo para se obter 10, 100, 1000 ou outro
valor qualquer. Por isso usamos o logarítimo, que é uma representação matemática do
que é pedido: - Achar o expoente de um número.
2
10 = 100 ! Portanto
log 10 100 = 2 ! Se diz assim, "o logarítimo de 100 na base 10 é 2".
Para se saber o quanto equivale a potência elétrica, em decibéis, usamos a seguinte
fórmula:
Potência elétrica (dB) = 10 X log Potência em Watts
Considerando a sensibilidade do alto falante (S1), e a distância (D1) constantes,
reforçando a potência de saída do amplificador (W1), para o dobro, vamos comparar as
duas fórmulas tanto a do SPL REQ como a do Ganho Aw da potência elétrica,
encontrados na relação Wo/Wi (Potência Inicial/Potência Final).
Para os dados abaixo:
W1 = 100 WRMS
S1 = 100 dB SPL W/m
D1 = 20 metros
Onde:
SPLREQ (dB) - Nivel de Pressão sonora no local do
Ouvinte.
S1 - Sensibilidade do alto falante (dB) W/m
D1 - Distância entre alto-falante e ouvinte
W1 - Potência elétrica do amplificador
SPL REQ (dB) = S1 - 20 log D1 + 10 log W1
Quando aumentamos a potência para
200 Watts temos:
SPL REQ = 100 - 20 x log 20 + 10
SPL REQ = 100 - 20 x log 20 + 10 log 100
log 200
SPL REQ = 100 - 20 x 1,3 + 10 x 2
SPL REQ = 100 - 20 x 1,3 + 10 x 2,3
SPL REQ = 100 - 26,02 + 20
SPL REQ = 100 - 26,02 + 23,01
SPL REQ = 93,98 ≈ 94 dB SPL
SPL REQ = 96,99 ≈ 97 dB SPL
O Ganho em SPL foi de: 97 dB SPL - 94 dB SPL = +3 dB SPL
Para a potência inicial de 100 Watts temos:
Comparando com o Ganho (Aw) em decibéis na potência também podemos afirmar:
Aw = 10 log Wo/Wi ! Aw = 10 log 200/100 ! Aw = 10 log 2 ! Aw = 10 x 0,3
Aw = + 3 dB Watts
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
25
Como vimos não há necessidade de fazer todo o cálculo do ganho SPL REQ quando
reforçamos a potência elétrica, pois o ganho em SPL acompanha o ganho em potência
elétrica também.
Portanto, o reforço de duas caixas, desenvolvendo cada uma, a mesma potência,
também é:
+ 3 dB em Potência Elétrica
+ 3 dB SPL
O refôrço deverá ser somado ao SPL medido.
Esta também é uma maneira de se saber se a compra ou a troca, de um amplificador de
potência, ou o acréscimo de caixas em um sistema de alto falantes, solucionam o
problema de reforço necessário a sonorização de um ambiente.
A sensibilidade é o fator mais importante para elaboração de sistemas de
sonorização ambiental, e também o princípio de qualquer projeto sonoro, antes mesmo,
dos amplificadores e mesas de mixagem que irão compor todo o conjunto.
Abaixo dois cálculos comparativos levando em conta o mesmo ambiente a ser
sonorizado,
mesma potência elétrica, usando caixas com alto falantes de Sensibilidades diferentes:
SPLREQ (dB) - Nivel de Pressão sonora no local do Ouvinte.
S1 - Sensibilidade do alto falante (dB) W/m
D1 - Distância entre alto-falante e ouvinte
W1 - Potência elétrica do amplificador
Dados do Projeto:
Usando o alto falante 'A'
S1 = 100 dB SPL W/m
D1 = 20 m
SPL REQ = 100 dB SPL
(SPL REQ - S1 + 20 log D1)
W1 = 10
10
(100 - 100 + 20 x log 20)
W1 = 10
10
(100 - 100 + 20 x 1,3)
W1 = 10
10
(100 - 100 + 26,02)
W1 = 10
10
(26,02)
W1 = 10
Usando o alto falante ' B '
S1 = 96 dB SPL W/m
D1 = 20 m
SPL REQ = 100 dB SPL
(SPL REQ - S1 + 20 log D1)
W1 = 10
(100 - 96 + 20 x log 20)
W1 = 10
(100 - 96 + 20 x 1,3)
10
(100 - 96 + 26,02)
W1 = 10
10
(30,02)
2,60
W1 = 10
10
W1 = 10
W1 = 10
10
10
10
3,00
= 398 Watts
W1 = 10
= 1000 Watts
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
26
A escolha adequada do alto falante define diretamente a potência necessária para
sonorizar áreas abertas ou recintos fechados.
Lembre-se que, apesar dos cálculos determinarem a potência elétrica máxima
necessária para sonorização de um ambiente, a potência operacional está limitada às
condições acústicas do mesmo, suas dimensões, tratamento acústico etc.
Muitas vezes a potência máxima admissível em recintos fechados é inferior a
potência elétrica usado para áreas abertas, que não sofrem quase nenhuma interferência
do meio, justamente pelo fato de não haver reflexões da propagação do som.
Para que isto não ocorra, devem ser observados o posicionamento das caixas em relação
ao recinto fechado, bem como a área limite para o deslocamento de microfones.
DESENVOLVIMENTO DA FÓRMULA GERAL DO SPL REQ
Lembrar sempre que se faz necessário fazer a conversão de todas as variáveis:
(distância (D1), sensibilidade do alto falante a 1 metro (dB SPL W/m), potência elétrica
(Watts RMS), em decibéis.
A partir do ponto de vista do ouvinte, também podemos deduzir:
Pela fórmula geral temos: SPL REQ = S1 - 20 log D1 + 10 log W1
De acordo com o índice de diretividade (DI), que é o reforço somado ao
conjunto pelas propriedades angulares dos radiadores diretivos (cornetas e projetores de
som) temos:
SPL REQ = S1 - 20 log D1 + 10 log W1 + DI,
Onde: 10 log W1 expressa o reforço em decibéis impressa pela potência elétrica
- 20 log D1 expressa a queda em decibéis perdida na distância.
dB SPL W/m expressa a sensibilidade do alto falante na potência de
1Watt RMS e 1 metro de distância do mesmo (S1).
DI dado em decibéis é o índice de diretividade dado pelo reforço das
propriedades angulares das cornetas e projetores sonoros.
Mais adiante falaremos sobre estes índices de dispersão no capítulo
RADIAÇÃO E PROPAGAÇÃO das ondas sonoras.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
27
Se considerássemos todos os fatores físicos e eletroacústicos de um sistema de
sonorização, poderíamos expressá-los pela fórmula:
SPL REQ (dB) = S1 - 20 log D1 + 10 log W1
SPLREQ (dB) - Nivel de Pressão sonora no
local do ouvinte.
S1 - Sensibilidade do alto falante (dB) W/m
D1 - Distância entre alto-falante e ouvinte
W1 - Potência elétrica do amplificador
Deduzindo da fórmula anterior, temos a fórmula para a potência em Watts,
necessária para emprêgo em sistemas de sonorização ambiental:
(SPL REQ - S1 + 20 log D1)
W1 = 10
10
Se considerássemos os parâmetros S1 e D1 constantes e variássemos apenas W1,
para cálculo do SPL REQ (dB) poderíamos operar apenas com a fórmula da potência
elétrica, adicionando ao resultado anterior apenas os decibéis encontrados na
relação Wo/Wi abaixo:
Pelo exemplo acima podemos afirmar que seriam necessários 4 vezes a potência
de um amplificador para recuperarmos os 6 dB perdidos em cada dobro da distância.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
28
3 - RESSONÂNCIA AMBIENTAL
Imaginemos uma fonte sonora ao ar livre conectada a microfones. A palavra
realimentação significa captar e reamplificar o sinal gerado. Mas a única condição para que
exista a realimentação é necessário que o sinal realimentado esteja em fase com o de origem.
Quando um instalador está colocando o microfone na frente de uma caixa de retôrno, ele
está durante o ajuste, minimizando estes efeitos através de atenuação ou inversão de fase das
frequências de graves e agudos no seu amplificador ou mesa de retôrno.
A palavra estar em fase, significa iniciar um ciclo no mesmo instante do
outro ciclo.
Os estudos dos ciclos estão ligados às funções circulares pelo fato de se basear
em ondas senoidais, isto é, que se desenvolvem no eixo dos senos. Vamos relembrar um
pouco a respeito destas funções :
A ressonância ambiental é atribuída a vários fatores:
a ) Tendência natural do diafragma do microfone de operar melhor em uma
determinada frequência, facilitando à realimentação em fase com a frequência ressonante.
b ) Tendência natural das caixas ou alto falantes de operar melhor em
determinada frequência, também reforçando esta realimentação .
c ) Ressonância natural do ambiente devido as suas dimensões estar contidas
em determinados comprimentos de ondas e seus harmônicos.
Com o reposicionamento dos meios transdutores, e correção por atenuação da
frequência ressonante pelos meios eletrônicos (Ex: Equalizadores de frequência), podemos
minimizar estes efeitos.
O Analizador de Espectro de Audio é uma das ferramentas mais importantes na
análise e correção destes efeitos, pois ele nos visualiza todas as tendências de ressonância
ambiental para efetuarmos as devidas correções mecânicas ou eletrônicas, necessárias à
equalização do conjunto.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
29
4 - SENSIBILIDADE DOS ALTO FALANTES (dado em dB SPL W/m
especificado pelo fabricante)
Este é um parâmetro de suma importância para o engenheiro ou técnica de som pois,
quanto maior for a sensibilidade do alto falante ou caixa acústica, menor será a potência elétrica
fornecida pelo amplificador para se obter o nível de som desejado, o que implica em menor
custo de instalação e menos transporte. Como base de medida é colocado um decibelímetro a 1
metro de um alto falante na frequência de 1Khz e 1W de potência elétrica.
Vários parâmetros são importantes na eficiência de um alto falante; intensidade do campo
da armadura magnética, espaçamento entre a bobina móvel e a armadura magnética, seção do
diâmetro do fio utilizado na confecção das bobinas móveis, condutividade do fio utilizado, etc
5 - SINTONIA DA CAIXA ACÚSTICA
As melhores marcas de caixas de som não requerem qualquer revisão, pois são
sintonizadas e ajustadas em fábrica sob severo controle de qualidade, contudo, nem todas as
caixas fabricadas e vendidas no comércio podem de dizer acústicas, devido a uma série de
parâmetros não observados.
a) A frequência de ressonância do alto-falante varia com o diâmetro e rigidez das partes
móveis do cone. Temos como exemplo ilustrativo, as diversas peças acústicas de uma bateria
instrumental.
Ex: pandeiro, surdo, bombo, tantã, que variam de tom de acôrdo com seus diâmetros.
b) Em consequência disto, cada caixa de som deve ser sintonizada de forma a anular a
frequência de ressonância do alto falante usado.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
6 -
30
CAIXA ACÚSTICA “BASS REFLEX”
Um dos primeiros e mais populares projetos de caixa de som é a caixa “Bass Reflex”,
muitos a classificam como caixa de “duto de sintonia” ou “túnel”, neste projeto classificaremos
como “pórtico” à abertura destinada a efetuar a sintonia negativa ou antirressonância do
conjunto. O objetivo deste projeto não é o ensino de confecção de caixas acústicas, mas, dar
uma idéia geral para futuros empreendimentos.
Inicialmente faremos uma avaliação do
alto falante usado, suas dimensões, e frequência
de ressonância.
Quanto à caixa poderá ser usado qualquer
volume, desde que contenha com folga em
altura, largura e profundidade o alto falante
escolhido, que deverá ser um “full range” ou
um “Woofer”, pois a caixa acústiva só deverá
ser sintonizada para as frequências de graves.
A rigidez mecânica é muito importante
para o êxito do projeto, a caixa não deverá
“vibrar” em nenhuma frequência de teste.
Portanto se faz necessário o uso de material de
dureza absoluta, como tábuas e compensados do
tipo “naval”,ou armação interna através de ripas
para o amortecimento.
A figura acima nos mostra a frequência de ressonância ao ar livre do alto falante
escolhido. No caso foi um “Woofer” de 15 polegadas, que apresentou uma frequência de
ressonância de 45 Hz.
Abaixo o circuito usado para teste. Caso não se tenha um osciloscópio à mão poderá ser
usado um voltímetro analógico ou digital e um gerador de áudio que não sofra em sua saída,
variações de nível de sinal com a variação de frequência, para que não haja erros na leitura.
VOLTIMETRO
GERADOR DE ÁUDIO
100 Ω
Como caixa usaremos as seguintes dimensões externas: altura 73 cm, largura 64 cm,
profundidade 40 cm, o que nos dará um volume interno de 0,16 m3. Com a frequência de
ressonância de 45 Hz do alto falante escolhido, determinamos o ponto “A” no gráfico abaixo, o
que dá como valor da área do pórtico 60 cm2
O gráfico nos dá um valor aproximado da
abertura do pórtico, pois durante os testes se
faz necessário reajustes nesta abertura.
O circuito usado para este teste é o mesmo acima,
substituindo-se o alto falante pela caixa que está
está sendo sintonizada, já com o alto falante
devidamente instalado na mesma.
Também se faz necessário o revestimento
interno com material absorvente acústico, como
espuma de nylon, lã de vidro, com o objetivo de
se fazer o devido amortecimento dos transitórios
de curta duração, para que os harmônicos que os
compõe não provoquem distorções e tornem os
sinais ininteligíveis. Poderá ser observado alguma
dessintonia após o revestimento o que deverá ser
devidamente corrigido aumentando ou diminuindo
a abertura do pórtico.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
31
πR 2
27,5 cm
27,5 cm
S =
35,0cm
73,0 cm
Abaixo temos a fórmula para os pórticos de
forma circular:
17,0cm
π=
3,14
12,0cm
m
S = área do pórtico em cm
2
0c
40,
Onde:
64,0 cm
R = Raio da circunferência
A curva de sintonia poderá ser levantada ponto a ponto em uma escala
semilogarítimica, através do circuito de teste apresentado anteriormente. Fazendo-se
uma “varredura” manual das frequências audíveis no gerador de audio, plota-se ponto a
ponto os seus níveis correspondentes de voltagem AC nos bornes de entrada da caixa
acústica, unindo-se os pontos temos a curva de sintonia da caixa sob teste.
Abaixo seguem os gráficos obtidos com os testes obtidos neste projeto:
Sintonia perfeita obtida no primeiro teste.
Observar o “vale”a 45 Hz, e os picos a 20 e 90
Hz de mesma amplitude, prova real de sintonia
Dessintonia provocada pela forração interna da
caixa com absorvente acústico. Contudo pode ser
observado que os picos foram amortecidos.
Correção da dissintonia,compensada com
reajuste da abertura do pórtico para 204 cm2.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
32
Finalmente, para complementação dos testes, vamos submeter o conjunto ao teste
de resposta a transitórios. Para isto vamos selecionar o gerador de áudio para onda
quadrada e frequência de 1 Hz. A cada subida e descida do pulso da onda quadrada,
temos um movimento brusco do cone do alto falante e em seguida, um tempo de
amortecimento deste movimento oscilatório até a posição de repouso inicial.
Resposta de transitório do alto falante
ao ar livre
Do conjunto falante/caixa, sem o
revestimento
Com revestimento interno
7 -
POLARIZAÇÃO DE CAIXAS ACÚSTICAS
O somatório dos movimentos dos cones dos alto falantes, definem o nível de
pressão sonora, mas para isto se faz necessário que todos pressionem o ar no mesmo
sentido e mesmo tempo, e isto só é conseguido com a devida polarização dos mesmos.
Com apenas uma pilha comum de lanterna, pode-se fazer a devida correção na
polarização dos alto falantes.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
8 -
33
ASSOCIAÇÃO DE ALTO FALANTES
Na realidade quando se faz a associação de alto falantes, leva-se em conta
sómente a medida em Ohms da resistência (DC) oferecida pela bobina móvel (Medida
com multímetro na escala ôhmica).
Contudo deve-se levar em consideração, que outras variáveis também estão
presentes durante os testes (AC) de medidas de áudio. A bobina que corta o grande
campo magnético assume um comportamento estático R e outro reativo XL. Uma das
variáveis a considerar, é que a bobina móvel no final de seu curso já não tem a mesma
reatância quando em meio curso, a indutância L(henry) é diretamente proporcional à
densidade do fluxo para a cada posição. A grande resistência do ar oferecida ao
movimento do cone também impõe outra variável de grande importância.
Se considerarmos para a componente reativa XL = 2πfL, teríamos que levar em
conta que a bobina móvel não estaria vibrando dentro do campo magnético, mas travada
dentro dele como nos transformadores de lâminas de ferro, o que seria impossível, pois
assim não produziria pressão sonora e a mesma se queimaria por falta de dissipação do
movimento do ar através de sua armadura. Contudo, assim mesmo, temos uma idéia
aproximada do que acontece com a Impedância final.
Levando em conta que a componente reativa (XL) está em série com a
componente resistiva (R) (resistência ohmica interna da bobina), temos para a
impedância final (Z) a seguinte expressão:
jXL
Z =
2
2
R + XL
Temos para XL = 2πfL
Onde f = frequência sob teste em Hz
L= Indutância da bobina em henry
R= Resistência da bobina em ohms
Z (ohms)
R (ohms)
CIRCUITO
EQUIVALENTE
Como podemos observar, que Z é diretamente proporcional a f. Quanto maior for
a frequência, maior será também a impedância final da bobina, e menor será o
sacrifício do amplificador de áudio nesta frequência.
Abaixo as expressões para sistemas de alto falantes não considerando a
componente reativa XL:
Onde R1, R2, R3, R4 representam a resistência interna da bobina em ohms dado
pelo fabricante.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
34
9 - COBERTURA ANGULAR DE SISTEMAS SONOROS
A uniformidade de cobertura do sistema sonoro é outro importante fator a ser
considerado em um sistema P.A.. pois uma resposta angular errada irá comprometer a
inteligibilidade de todo o sistema.
Quanto da instalação do sistema de reforço de som, quer seja em ambientes
fechados ou áreas abertas, devemos estudar a melhor localização e posicionamento do
sistema de alto falantes para conseguirmos a cobertura angular ideal.
ANGULO DE
COBERTURA PARA OS
PLANOS HORIZONTAL E
VERTICAL
O ângulo de cobertura é fornecido pelo fabricante de diversas formas:
a) Características de componente:
Ex: Corneta Selenium modelo H12
- Angulo de cobertura horizontal 120°
- Angulo de cobertura vertical 40°
- Frequência de dispersão 500 a 8000 Hz
b) Gráficos:
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
35
c) Diagrama polar:
É considerado como limite
para a definição de angulo de
dispersão à queda de -6 dB
no nivel de pressão sonora
do campo de cobertura
angular
horizontal ou
vertical, dado pelo diagrama
polar.
10 - DIRETIVIDADE
Imagine que tenhamos uma fonte sonora OMNI direcional (irradia som em todas
os sentidos), colocada num campo livre, e o microfone a uma determinada distância
medindo seu SPL. A uma dada potência acústica nota-se experimentalmente que em
cada superfície refletora colocada próximo à fonte, há um aumento de 3 dB no SPL
como mostra a figura abaixo.
1
4
SPL
SPL + 9dB
2
SPL + 3dB
5
3
SPL + 6dB
SPL + DI
Como podemos observar, DI é o índice de
diretividade em dB do elemento radiador
(corneta), que é dado pelo fabricante, com os
seus respectivos ângulos de cobertura
Horizontal e Vertical.
Abaixo, os vários tipos de radiadores com suas respectivas coberturas angulares e
seus respectivos índices de diretividade.
RADIADOR SONORO
ESFERA
HEMISFERA
¼ ESFERA
1/8 ESFERA
COBERTURA ANGULAR
360° X 180°
180° X 180°
180° X 90°
180° X 45°
Q
1
2
4
8
dB SPL
107,00
110,00
113,00
116,00
DI
0 dB
3 dB
6 dB
9 dB
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
36
Podemos utilizar as propriedades dos reforços acrescentados pelas superfícies
refletoras, em sonorizações ambientais quando dispomos através dos sistemas de linha
de 70 V, por exemplo, apenas 1W para cada caixa. Com acréscimo de 6 dB SPL, e com
a caixa de som posicionada em uma superfície angular, seria como atingir 4W, e isto
sem quadruplicar a potência elétrica do sistema.
Onde Aw=Ganho de Potência Wo=Potência Final
Aw = 10 log Wo/Wi
Wi=Potência inicial
Aw = 10 log 4/1
Aw = 6 dB (Ganho de potência equivalente ao refôrço em dB SPL acrescentado)
Abaixo a maneira correta de sonorizar recintos fechados, como pequenos salões,
clubes, igrejas, etc.
11 - EQUALIZAÇÃO
O sinônimo de equalizar é igualar. Portanto, equalizar um sistema de som é
igualar todas a frequências, ou a maioria delas para termos uma boa resposta das
mesmas desde 20 a 20.000Hz, em função do ambiente a ser sonorizado. Isto é o
primeiro compromisso som a sonorização ambiental, principalmente em recintos
fechados, onde temos deficiências na acústica ambiental e na reprodução questionável
das caixas de som utilizadas. Toda esta deficiência deve ser corrigida durante o processo
de equalização do ambiente.
Não devemos confundir equalização ambiental com o reforço e atenuação
ajustados em uma mesa de mixagem, pois esta só acrescenta ou atenua as frequências ao
gosto do ouvinte. Podendo até mesmo ser usada para tal, mas nunca usada para atingir o
objetivo principal, que é o de realmente equalizar o ambiente.
Inicialmente devemos ter à mão um gerador de sinais de AF ajustado para o modo
SWEEP (varredura das frequências audíveis), ou RUÍDO ROSA (Randômico para todo
o espectro de áudio), um bom Equalizador de 10 ou mais bandas de atenuação e refôrço,
um analisador de espectro de áudio, um microfone de resposta plana ou corrigida, uma
boa caixa que reproduza fielmente toda a banda de áudio e um amplificador de potência
em “flat”(desativados os reforços de graves médios e agudos).
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
37
Faremos em seguida a montagem do equipamento de teste, para determinar os níveis
máximos e mínimos do espectro do ambiente a ser sonorizado. Se você não possui um
analisador de espectro, você poderá fazê-lo pelo método de varredura, com auxílio de um
osciloscópio ou voltímetro eletrônico. Embora seja um pouco mais trabalhoso, pois você terá
que plotar todos os pontos máximos e mínimos manualmente através de uma escala gráfica
semilogaritímica, mas o resultado também é satisfatório, desde que o gerador de áudio não varie
sua amplitude em toda a banda de áudio, e o microfone utilizado também seja de resposta
absolutamente plana, de maneira que sómente estejam em evidência a ressonância ambiental e a
deslinearidade da caixa de som utilizada.
CAIXA DE TESTE
GERADOR
MICROFONE
AMPLIFICADOR
DE POTÊNCIA
ANALIZADOR DE ESPECTRO
CAIXA DE TESTE
GERADOR
MICROFONE
AMPLIFICADOR
DE POTÊNCIA
PRÉ AMP LINEAR
Estas são as duas maneiras para se fazer as
medidas de resposta de frequência do ambiente .
A caixa de som usada para teste deverá estar
na posição normal de operação do sistema,bem como
o gerador de áudio e o amplificador de potência
geralmente no palco e à frente dos microfones. O
elemento sensor (microfone linear) é posicionado no
local de controle (geralmente no final da sala ou
auditório a ser sonorizado), bem como o analizador de
espectro, ou osciloscópio ou o voltímetro eletrônico.
VOLTÍMETRO
ELETRONICO
OSCILOSCÓPIO
AUDITÓRIO
PALCO
CAIXAS DE
TESTE
EQUIPAMENTOS
PARA MEDIDAS
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
38
Em seguida de posse do gráfico obtido através dos testes de resposta de frequência
ambiental, transferiremos ao equalizador gráfico o inverso desta curva, para anular as
tendências de ressonância a estas frequências. É claro que as medidas feitas pelo
Multímetro ou pelo osciloscópio nos dão grandezas de medidas lineares, e não
exponenciais, que é o caso dos valores em decibéis no equalizador gráfico. Neste caso
se faz necessário sua conversão para dB. Não importa os valores obtidos (Se em volts
ou milivolts na leitura dos níveis espectrais), pois sempre será mantida a mesma relação
em dB quaisquer que sejam os valores.
Vamos determinar a média entre o ponto máximo e mínimo do gráfico e
considerar esta média como valor referencial .
No gráfico abaixo temos a curva dada pelo processo de plotagem em papel
semilogaritímico com os valores em mV. Para determinarmos o nível equivalente em
dB, usaremos a fórmula abaixo. Obs: Esta conversão só é válida para os valores
plotados em papel semilogaritímico que estão em volts ou milivolts. Os valores dados
pelo analisador de espectro já estão em decibéis, não sendo portanto necessária sua
conversão, bastando sómente transferir sua curva invertida para o equalizador gráfico.
Av(dB)=20 log Vi
Onde Av (dB) é o valor em decibéis dos níveis (Vi) Volts ou
milivolts/div do papel semilogaritímico.
Para construirmos a coluna “Ref” tiraremos a média dos valores máximos e mínimos da
3ª coluna em dB, e determinamos o valor referencial para operarmos em valores
negativos e positivos da escala, para transferi-los ao equalizador gráfico. Neste caso
temos para valor máximo, 100mV e mínimo 5mV. Pela conversão temos para valor
máximo: 40dB, e mínimo 14 dB.
0 dBm = dBmáx + dBmin
2
O que nos fornece para valor referencial de 0 dBm = 27dB
Construção do gráfico em função dos controles em decibéis de um Equalizador Gráfico.
A figura anterior nos mostrava a curva dos reforços nos testes ambientais. Para anular
estas tendências à ressonância, neste gráfico devemos inverter a curva anterior.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
39
Na figura abaixo temos o painel de um equalizador gráfico com seus controles
deslizantes “copiando” a curva invertida obtida no gráfico anterior. No caso usamos um
Equalizador de 10 bandas de ajuste.
LEFT
32
64
125
250
500
1K
2K
4K
8K
dB
dB
18
12
8
5
2,5
0
-2,5
-5
-8
-12
-18
18
12
8
5
2,5
0
-2,5
-5
-8
-12
-18
16K
RIGH
32
64
125
250
500
1K
2K
4K
8K
16K
Nem
todas
as
frequências
assinaladas no gráfico poderão ser
copiadas, contudo, grande parte
delas poderão ser cobertas mesmo
com um pequeno número de chaves
de atenuação e refôrço. As
frequências superiores e inferiores
poderão ser desprezadas.
Já existe no mercado Analisadores que Também são Equalizadores auto ajustáveis
para correção ambiental, com um “menu” para variados programas de audição e suas
respectivas curvas adequadas a cada finalidade, reduzindo grandemente o fatigante
número de operações corretivas.
12 - FILTROS PASSIVOS E ATIVOS - SISTEMAS CROSS-OVER
FILTRO PASSIVOS são dispositivos reativos contendo bobinas e capacitores
com a finalidade de fazer, atenuação, exclusão ou seleção das frequências de áudio.
Geralmente são empregados como dispositivos seletivos de frequência dos alto
falantes nas caixas acústicas, sendo até alguns de nível ajustável na frequência desejada.
Também são chamados cross-over devido ao fato dos limites da curva de resposta de
frequência se cruzarem determinando o início e fim da próxima banda passante.
São compostos de Filtros PASSA ALTAS, PASSA BAIXA, E PASSA FAIXA,
sendo as frequências selecionadas dirigidas ao alto falante de agudos “tweeter”, graves
“woffer” e médios “mid range” ou cornetas.
AO AMPLIFICADOR DE POTÊNCIA
Os cálculos para construção de filtros passivos já foram descritos no capítulo
SONORIZAÇÃO AMBIENTAL VOLUME 1 - OPERAÇÃO, com todos os detalhes.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
40
FILTROS ATIVOS
São os filtros de reforço e atenuação eletrônicos de um pré-amplificador, mesa de
mixagem, e até mesmo Equalizadores Gráficos. Geralmente o reforço e atenuação típico não
passa dos 18dB,sendo o padrão +/-12dB. Quanto à largura de faixa é considerado limite entre
bandas à queda de -3dB.
Nos equipamentos domésticos e até mesmo em pequenas mesas de mixagem temos um sistema
clássico de reforço e atenuação de graves e agudos chamados BAXANDALL, devido ao fato de
conservarem as frequências médias em “flat” e reforçarem e atenuarem sómente as altas e
baixas frequências. Quando se deseja um reforço sómente nos médios, se faz a atenuação das
altas e baixas frequências.
Nas mesas de mixagem já temos 3 filtros por canal, sendo alguns filtros seletivos para
reforço ou atenuação da frequência desejável ou indesejável (apitos de microfonia em apenas
uma frequência).
SISTEMAS CROSS-OVER
É o nome dado ao sistema ativo de divisão de frequências, no caso dos divisores passivos,
tínhamos sempre a seleção das frequências por exclusão de faixas, já neste caso temos também
o reforço das mesmas de maneira mais seletiva e precisa. Excelente para sonorização para
recintos abertos.
Como cada banda de frequências é separada eletronicamente, se faz necessário o uso de
um amplificador para cada faixa..
Ex: Saídas de SUBGRAVES - ao amplificador das caixas de sub graves
GRAVES
- ao amplificador das caixas de graves
MÉDIOS
- ao amplificador das cornetas de médios
AGUDOS
- ao amplificador dos tweeters
Quanto às frequências que estão em cruzamento, estas também podem ser deslocadas
para adequá-las às frequências de resposta do sistema de alto falantes escolhido, de acordo com
a curva dada pelo fabricante.
Vantagens:
Menor potência para sonorização, menor quantidade de equipamentos para
transporte, maior seletividade para os ajustes.
Desvantagens: Maior cuidado e tempo gasto durante a montagem e equalização do sistema,
qualquer erro poderá acarretar danos irreparáveis ao sistema de alto falantes.
Abaixo um diagrama ilustrando este sistema:
AMPL SUB GRAVES
DIV.
AMPL GRAVES
MESA DE MIXAGEM
CROSS
OVER
AMPL MÉDIOS
AMPL AGUDOS
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
41
13 - NIVELAMENTO
É colocar os níveis dos instrumentos musicais abaixo do nível referencial
dominante, no caso o solista ou crooner. Em mesas de mixagem, 0 dBm é considerado
o referencial máximo para saída e excitação dos amplificadores de potência, abaixo
desta referência (- 3 dB em relação ao referencial usado) seguem os instrumentos de
acompanhamento de uma orquestra ou conjuntos musicais ou bandas. É claro que é
importante haver também a sensibilidade musical dos integrantes do grupo com respeito
a níveis, reduzindo assim, o exaustivo tempo para ajustes do sistema.
NIVELAMENTO SUGERIDO PARA
ACOMPANHAMENTO EM
PEQUENAS BANDAS E ORQUESTRAS
0 dBm
-3
-6 dB
-12 dB
CROONER
SOLISTA
OU INSTRUM
PRINCIPAL
SURDO
BOMBÔ
CONTRA
GUITARRA
BAIXO
RÍTIMO
VIOLONCELO
GUITARRA
SOLO
VIOLINO
ÓRGÃO
TECLADO
PIANO
BATERIA
PERCUSSÃO
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
42
SONORIZAÇÃO INTERNA
Muitas maneiras são utilizadas para se fazer um serviço de sonorização interna:
a) - Por divisão da potência total, pelo número de caixas espalhadas ao longo do
recinto, de forma que o somatório em decibéis (dB SPL) de cada caixa, seja igual ao
valor total como para áreas abertas.
b) - Concentração de sistema de caixas projetoras próximo da origem do programa
(palco) e dirigidas ao último e mais afastado ponto do ambiente a ser sonorizado.
É claro que tanto um sistema quanto o outro é válido, contudo, existem vantagens
e desvantagens em cada caso.
No caso do sistema “a”, já existe uma tolerância por parte do ouvinte, já que
apenas uma pequena parte da pressão sonora chega a ele (por volta dos 66 dB SPL
aproximadamente), o que já é mais cômodo. Como a pressão sonora não é grande, ficam
reduzidas as chances de percepção das ondas refletidas ou retardadas, que poderão ser
eliminadas com o revestimento do recinto com pesadas cortinas ou outro material de
absorção acústica. Outra vantagem deste sistema é que o último ouvinte pode ver e
ouvir em tempo real, todos movimentos e representações do palco.
o
_
o
_
o
_
o
_
o
_
o
_
Já no caso do sistema “b” imagine o primeiro ouvinte bem próximo do sistema
das caixas projetoras, este, poderá sentir-se tão agredido que preferirá sentar-se no
último banco do auditório, enquanto o último ouvinte poderá devido à absorção do som
pela massa humana, não estar ouvindo nitidamente, sem levar em conta o número de
ondas sonoras refletidas (reverberação) ou retardadas (eco ou delay) que na certa irão
confundi-lo.
Imagine uma cena em que se assiste um tiro de arma de fogo. Observa-se
inicialmente o clarão, e logo após o som característico com retardo. Só ouve esta cena
em tempo real, quem está próximo ao palco. Como a pressão sonora é alta nesta
posição, até mesmo apreciar uma peça teatral durante um longo espaço de tempo tornase incômodo.
__
_
__
_
o
_
o
_
o
_
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
43
1 - RECINTOS FECHADOS
1) - Técnicas para instalação e operação:
Considere que o ambiente a ser sonorizado é fechado e sujeito a reflexões sonoras,
por esta razão as caixas para voz são espalhadas ao longo do ambiente, para que se
aplique uma menor potência em cada caixa, a fim de evitar estas reflexões
reverberações ou eco, o que tornariam ininteligíveis estes sinais.
É importante que estas caixas operem numa altura de 2,20 metros do solo
aproximadamente, e inclinada levemente para baixo, para que a grande massa humana
atue como um atenuador acústico, considerando ser esta, a área útil.
a) - Posicionar as caixas destinadas à reprodução de voz, aos lados e ao longo do
ambiente, dirigindo-as ao centro do fundo do recinto, e a partir da linha de limite da
posição dos microfones em diante de forma que as mesmas fiquem de costas para esta
linha. Nesta condição os microfones não poderão ultrapassá-la para evitar microfonia.
b) - Podem ser usadas caixas de menor potência cuja SPL cubra uma menor
porção de área para evitar reflexões.
c) - Posicionar a cabine de controle no fundo do recinto para análise real do
conjunto.
d) - Equalizar os microfones em nível e frequência em função do ambiente.
2) - CAIXAS DE RETORNO
a) - Posicionar à frente dos microfones e dirigi-las ao palco.
b) - Equalizá-las em nível e frequência.
3) - CAIXAS INSTRUMENTAIS
a) - Posicioná-las atrás do palco.
b) - Equalizar os instrumentos em frequência e ajustar seus níveis de acordo com a
tabela do capítulo 13 - NIVELAMENTO
4) - MICROFONES
a) - Posicioná-los a frente do palco de acordo com o diagrama a seguir:
CAIXAS DE RETÔRNO
LINHA DOS MICROFONES
CAIXAS PARA VOZ
CABINE
DE
CONTROLE
CAIXAS PARA VOZ
CAIXAS DE INSTRUMENTOS
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
44
5) - TÉCNICAS PARA EQUALIZAÇÃO DE MICROFONES
Durante o ajuste os controles de graves e agudos do amplificador deverão estar no
máximo. (refôrço total + 15 dB).
1) - Ajustar o volume da mesa a meio curso.
2) - Controles de graves, médios e agudos no máximo.
3) - Aumentar o volume até ouvir a 1ª microfonia, identificar em que filtro
graves, médios e agudos está localizada esta microfonia e diminuir o nível do
filtro identificado.
4) - Aumentar mais o volume até ouvir a 2ª microfonia.
5) - O ajuste estará concluído quando não se puder atenuar nenhum filtro para
minimizar tendências de microfonia ambiental, neste caso, o nível de saída de som
também já estará além do necessário.
6) - Nivele agora, através do VU de leds de sua mesa em 100%. Início dos
leds vermelhos. Diminua o volume do amplificador para o volume externo adequado.
7) - Nivelar os instrumentos com auxílio do VU da mesa, de acordo com tabela do
capítulo 13 - NIVELAMENTO.
Repita estas operações quantas vezes forem necessárias para uma boa
atuação.
6) - CUIDADOS COM A INSTALAÇÃO
1) - Tipos de cabos utilizados e suas funções:
BLINDADOS - usados em todas as ligações para evitar zumbidos, exceto
nos alto-falantes.
POLARIZADOS - SOMENTE para alto-falantes.
2) - Tipos de conectores mais usados:
PLUGÃO GUITARRA - Em quase todos os equipamentos profissionais.
CANNON - Em microfones especiais de linha balanceada.
RCA - Em equipamento de uso doméstico e profissional.
3) - ZUMBIDOS - Muito típico de conexões mal feitas, blindagens de cabos
coaxiais partidas, uso inadequado de cabo polarizado em ligações de baixo sinal.
4) - CASAMENTO DE IMPEDANCIAS - Verificar antes de ligar pela primeira
vez, as características de entrada e saída de sinal de seu equipamento, para evitar
perdas devido a descasamentos de impedâncias. Em alguns casos pode até danificar os
equipamentos de potência, como ligações em excesso de alto-falantes, provocando
sobreaquecimento do circuito de saída de potência ou um amplificador. Ao ligar um
microfone verificar se o mesmo está com uma impedância de saída compatível com a
impedância de entrada do amplificador.
5) - Redes série, paralelo e mista de alto-falantes.
Fazer com que o agrupamento ou caixas sejam ligados adequadamente
formando uma rede final de 4 ohms ou 8 ohms de acordo com a especificação de saída
de seu amplificador.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
45
Para sua comodidade existe no mercado divisores para caixas de som que
já possuem internamente as ligações necessárias para uma associação série/paralelo de
alto-falantes com precisão. Ex: Tipo Speaker Selector DMX820R.
IMPORTANTE:
- Em caso de desespero operacional ( durante o ajuste), desligar todo o sistema,
desconectar e medir todos os cabos de ligação e refazer tudo de novo com o auxílio de
outro operador.
- Não mandar equipamento para a manutenção sem a certeza de que houve
realmente “pane” operacional.
- Durante a montagem, seguir rigorosamente o cronograma de ligações, sob pena de
danificar seriamente o equipamento caso não seja seguido corretamente este
cronograma.
- LEMBRAR QUE 99,9% DAS PANES SÃO PROVOCADAS POR CABOS
DEFEITUOSOS E CONECÇÕES EM CURTO CIRCUITOS OU MAL FEITAS.
7 - LEGISLAÇÃO: Devido a proliferação dos serviços P.A. não autorizados, pessoal
não qualificado, tem usado de maneira prejudicial à saúde e meio ambiente, estes
equipamentos que devido a facilidade de aquisição, agridem de forma indiscriminada os
direitos do cidadão. A Secretaria Municipal do Meio Ambiente tem tentado de várias
formas coibir os abusos através de pesadas multas. O Município do Rio de Janeiro está
dividido em várias Zonas de Controle Ambiental Sonoro, muitas normas usadas em um
determinado bairro às vezes não se aplicam a outro bairro, devido a proximidade de
avenidas de trânsito muito pesado, ou ruas de pouco movimento. Ex: A um bairro
tipicamente residencial aplicam-se as seguintes normas em relação ao ruído ambiental:
60 dB máx durante o dia e 55 dB máx à noite. Já os bairros próximo à auto estradas,
ou vias intermunicipais, bares e escolas, 80 dB SPL de acordo com a S.M.M.A.
Devido as limitações impostas pelas normas técnicas, torna-se conveniente o uso de
dispositivos limitadores do nível de pressão sonora, que são compressores ou
limitadores de audio tais como: Alesis, Staner, e MX-610 da WLM. Tais dispositivos
são intercalados entre a mesa de mixagem e o amplificador de potência. É importante
assegurar uma faixa de nível de sinal de 0 a 750 mV ou a mais adequada para assegurar
o limite máximo de excitação do amplificador e consequentemente o máximo SPL
admissível de acordo com as normas técnicas, e ajustar-se a compressão sómente a
partir daquele ponto estipulado como nível máximo de referência.
COMPRESSOR
MESA DE MIXAGEM
AMPLIFICADOR
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
46
SONORIZAÇÃO INTERNA (AUDITÓRIOS E IGREJAS)
DIAGRAMA DE BLOCOS
TAPE
INSTRUMENTOS
MICROFONES
16 15 14 13 12 11 10 9
TAPE 1
8
7
6
5
4
3
2
1
TAPE 2
MESA DE MIXAGEM
REC
PLAY
ST1 62B
SOUND TECH
R
L
MONO
L
R
COMPRESSOR
LIMITADOR
MIXER DE
RETORNO
TÉCNICA
AMPLIFICADOR DE
MONITORAÇÃO
AMP
RETOR
NO
AMP
AMP
I
N
S
T
R
U
M
E
N
T
O
S
MIC
HEADPHONES
CAIXAS DE
RETORNO
CAIXAS PARA
INSTRUMENTOS
CAIXAS
PARA VOZ
CAIXAS DE
RETORNO
ESCADA
ESTÚDIO
CORREDOR
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
47
SONORIZAÇÃO EXTERNA
1-
ÁREAS ABERTAS
As mesmas técnicas de equalização e nivelamento usados na sonorização
interna, porém, a técnica de instalação é diferente. Na figura abaixo temos um
diagrama demonstrando esta técnica.
DIAGRAMA VERTICAL
-
40 m
CAIXA DE MONITORAÇÃO
CAIXA DE SUPER GRAVES
CAIXA MÉDIO/AGUDOS
LINHA DE CENTRO DAS CORNETAS DE LONGA DISTANCIA
CAIXA DE GRAVES
LINHA DE CENTRO DAS CORNETAS DE CURTA DISTANCIA
25 m
DIAGRAMA HORIZONTAL
ANGULO DE COBERTURA HORIZONTAL
DAS CORNETAS DE LONGA DISTÂNCIA
120
45°
CAIXAS DE
MONITORAÇÃO
20 m
45°
120°
ANGULO DE COBERTURA HORIZONTAL
DAS CORNETAS DE CURTA DISTÂNCIA
40 m
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
48
2 -
SONORIZAÇÃO DE ÁREAS ABERTAS DE GRANDE EXTENSÃO
Existem outras maneiras de se fazer sonorização de áreas abertas de longa
extensão.
Uma delas é do tipo “se não posso com as ondas sonoras, junto-me a elas”, ou
seja, em sonorização de avenidas, em que a fonte de programa se encontra na cabeceira
da pista, o mais adequado é operar com caixas espalhadas ao longo da mesma e dirigilas ao ponto mais afastado, desta forma não ouviremos mais os “ecos” característicos da
sonorização à longa distância.
Neste caso, não faz muita diferença se o ouvinte está conseguindo realmente ver o
palco (o que geralmente é, às vezes, impossível). Neste caso, cada caixa, deverá operar
com o atraso relativo à velocidade do som para aquela determinada posição. Quando o
som produzido na origem atinge a primeira caixa, esta já o deverá estar reproduzindo, e
assim por diante em relação à segunda, e à terceira, etc, o importante é que todas as
caixas estejam dirigidas para o final da avenida a ser sonorizada. É evidente que se faz
necessário o uso de um equipamento para ajuste do tempo de retardo (linhas de retardo)
adequado para cada amplificador com sua respectiva caixa de som.
Para quem deseja calcular estes tempos temos para a velocidade do som no ar
340m/s.
Uma avenida ou rua urbana de comprimento máximo de 340m tem um retardo ou
delay de 1 segundo de acordo com a fórmula abaixo:
t(seg) = D/340m
Onde:t = delay em segundos e D = Distância entre a fonte e as caixas
Vamos supor que a primeira caixa esteja a 100 m da fonte de programa, a segunda
a 200 m e a terceira a 340 m, neste caso temos os seguintes tempos para os retardos:
t1 = 100/340
t1 = 0,294 seg de retardo
t2 = 200/340
t2 = 0,588 seg de retardo
t3 = 340/340
t3 = 1 seg de retardo
ORIGEM
340m
200m
PALCO
100m
t0
t1 =0,294seg
t2= 0,588seg
t3=
Não confundir este sistema com o de linha de 70 volts dos usados em rádio
comercial dos calçadões, que tem uma filosofia de operação bastante diferente.
1 seg
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
49
Sistemas como este são muito usados em avenidas, em desfiles de escolas de
samba, em que outro sistema só comprometeria o desempenho do conjunto, já que os
desfilantes estão muito longe do palanque ou carro-chefe. Neste caso a coreografia fica
mais atenta ao som da marcação do bombo, do que da visão do local em que está
ocorrendo o comando dos puxadores da escola.
Abaixo o diagrama ilustrando esta técnica:
AMPLIFICADOR
ORIGEM
MESA DE MIXAGEM
3 -
t1
DELAY 1
.294 seg
AMPLIFICADOR 1
DELAY 2
.588 seg
AMPLIFICADOR 2
DELAY 3
.882 seg
AMPLIFICADOR 3
t2
t3
SONORIZAÇÃO DE ANFITEATROS AO AR LIVRE
Uma outra maneira de sonorização é a do tipo anfiteatro, em que a platéia está
distribuída em um recinto aberto em meia lua e em níveis crescentes para o fundo. Neste
caso podemos dirigir os projetores de som de forma axial. Conservar sempre as caixas
refletoras à frente dos microfones, mesmo que as mesmas sejam montadas em suportes
sôbre e acima do palco, formando o “teto acústico” do mesmo.
AUDITÓRIO
t0
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
4 -
50
SONORIZAÇÃO DE ÁREAS SEMI ABERTAS
No caso de áreas semi abertas, o importante é usar o lado fechado como área
refletora para evitar reverberação ou eco. Abaixo a forma correta e a incorreta para
sonorização destes recintos.
CORRETO
PAREDE
PALCO
ÁREA SEMI ABERTA
ERRADO
PAREDE
PALCO
ÁREA SEMI ABERTA
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
51
SISTEMAS DE LINHA DE TRANSMISSÃO
Sistema muito usado em sonorização ambiente em hotéis, supermercados,
clínicas hospitais, shopping centers e também em rádios comunitárias de linha de 70V.
Consiste em elevar a tensão de saída de áudio do amplificador até um valor
aproximado de 70V AC, para evitar perdas de sinal ao longo da linha do mesmo
princípio como é feito a transferência da energia elétrica à longa distância.
Alguns amplificadores possuem saídas de áudio para a finalidade do serviço de
linha de transmissão, dispensando o uso de transformadores acopladores de linha
(comumente chamados de “TRONCO”). Alguns amplificadores possuem saídas para
diversos tipos de impedâncias: 4, 8, 16, 300 e 500 ohms, sendo estas duas últimas,
destinadas ao serviço de linha. No caso dos amplificadores que não possuem saída de
linha, são acoplados os transformadores “TRONCO” com a finalidade de “casar” a sua
baixa impedância de 4, 8 ohms, com uma linha de 300 ou 500 ohms, que seguirá seu
longo caminho, alimentando pequenos transformadores de linha contidos nas caixas que
estão espalhadas nas salas, nos escritórios etc, ou postes, no caso do serviço de rádio
comunitária.
Não procure medir com o multímetro a impedância
dos transformadores, pois estas impedâncias são
reativas e só podem ser definidas por cálculos e
medidas indiretas ou pela fórmula:
XL = 2 π f L
Para se iniciar o projeto de sonorização ambiente de linha de transmissão, devese observar primeiro a quantidade de caixas que deverão ser acopladas à rede.
Considerando a potência de saída de cada caixa de no máximo 5 Watts (grande
maioria), multiplica-se a quantidade caixas pela potência de saída das mesmas.
Ex:
Quantidade de caixas 20
Potência de cada caixa 5 W
Potência de consumo = 20 X 5 = 100W
Determinada a potência de consumo do sistema, vamos calcular a potência de saída do
amplificador. Considerando haver uma perda de 30% na eficiência durante o processo
de transformação, vamos adicionar esta taxa a potência anterior.
100W + 30% = 130 Watts, que no caso é a potência necessária no amplificador,
para alimentar todo o sistema de linha, bem como a potência do transformador tronco.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
52
Agora resta calcular a impedância total da carga, ou seja quando todas as caixas
estiverem ligadas. A condição ideal é que a impedância total com todos o s
transformadores de linha ligados em paralelo, não seja menor que a impedância de saída
do transformador tronco, que no nosso caso é de 500 ohms. Por isso é importante que se
obtenha as informações necessárias a respeito do transformador “tronco”, que
normalmente é de 4, 8 e/ou 16 ohms no primário e 300 ou 500 ohms no secundário. Já
os transformadores de linha tem no seu primário impedâncias entre 500, 1000, 2500 e
3000 ohms, e secundário em 4 ou 8 OHMS.
Se no exemplo do projeto anterior quiséssemos colocar 20 caixas, e os 20
transformadores de linha fossem ligados na linha de transmissão, sua impedância final
ficaria em torno de 150 OHMS, sacrificando o desempenho do sistema, que pede no
mínimo 500 OHMS de impedância mínima, a não ser que o mesmo fosse confeccionado
sob encomenda.
Z load = impedância final de todos os transformadores de linha ligados em paralelo.
Zin = impedância de entrada de cada transformador de linha
n = número de transformadores acoplados
Condição ideal Z load =Impedância de saída (secundário) do transformador tronco.
Zload = Zin
n
n(ideal) =
Zin
Z(tronco)
Z load = 3000 OHMS = 150 OHMS Mas, 150 << 500 OHMS
20
n (ideal) = 3000 OHMS = 6 caixas no máximo por linha
de transmissão
500 OHMS
OBS: Caso o tronco tivesse 300 OHMS de impedância no secundário, o
número de caixas aumentaria para 10.
SOLUÇÃO:
Como normalmente os powers (amplificadores de potência) são estereofônicos,
usar um canal para cada sistema de linha.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
53
Colocar 2 troncos por saída do amplificador, perfazendo um total de 4
troncos e 4 linhas, podendo até ser ligado a um total de 24 caixas sem o sacrifício do
desempenho do sistema.
Quanto a impedância de entrada, os transformadores de tronco podem
estar em série ou paralelo nos seu primários.
Observar através das características técnicas do seu amplificador, sob que
impedância ele dá a potência de saída discriminada.
Exemplo:
Potência de saída do amplificador ........................................... 100 WRMS
Impedância de saída ................................................................ 8 ohms
Neste caso podem ser ligados à saída, 2 transformadores troncos de 16 ohms em
paralelo, ou 2 transformadores tronco de 4 ohms em série em cada canal de saída da
mesma forma da associação de alto falantes. Com relação à potência convém usar
amplificadores com potência um pouco superior a de trabalho normal, para não operar
nos limites máximos do mesmo, evitando sobreaquecimento durante a sua dissipação de
calor.
Como foi observado, no simples fato de se “casar” adequadamente as
impedâncias, se consegue a eficiência de um sistema de linha sem riscos de sobrecargas.
Como os transformadores são projetados para trabalhar quase linearmente em
frequências desde 60 Hz até 10 Khz o sistema de proteção (se possui) do amplificador é
acionado quando está reproduzindo frequências abaixo de 60 Hz, ou se sobreaquece
devido a estas condições, já que a reatância XL tende a zero em variações próximas de
DC, o que não acontece com os alto falantes que tem sua impedância para DC, resistiva
dentro dos 4 , 8, ou 16 ohms.
Para se resolver este problema de forma econômica e segura, adiciona-se em
série com o transformador tronco, um resistor de fio, com valor mínimo de 3,3 ohms e a
potência de no mínimo, a consumida pelo sistema, para ser somada à reatância do
mesmo quando estiver operando abaixo dos 60 Hz.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
54
Como é raro encontrar no mercado resistores de louça de 100W, a solução
encontrada é associar resistores de fácil aquisição em paralelo, série, ou série-paralelo
de forma a satisfazer a exigência do sistema em relação à resistência e a potência total.
Abaixo temos uma associação do tipo paralelo com resistores de fácil aquisição.
Associação de 5 resistores de
15 ohms 20 W em paralelo
para se obter 3 ohms 100
RADIO COMUNITÁRIA AF
Como controle da fonte de programa podemos usar uma mesa de mixagem de
pelo menos 6 canais com controles de tonalidade, e, como fontes de programa, 2 tape
decks, 1 Toca CD, 1 toca discos e pelo menos 2 microfones.
A potência do power é calculada de acordo com a quantidade de caixas
distribuídas usando o mesmo processo dos sistemas de linha de transmissão, descrita
anteriormente.
Devemos ressaltar também a necessidade do uso de um sistema de compressão
entre a mesa de mixagem e o amplificador de potência para assegurar o nível de pressão
sonora constante nas caixas externas.
Outro problema crítico da instalação da linha de 70V é, que devido a altíssima
tensão na linha de transmissão fatalmente provoca indução no sistema de telefonia
domiciliar e comercial que opera na baixíssima tensão de 3,6V apenas.
A solução para o problema está em fazer com que toda a linha de transmissão
opere com cabos blindados especiais do tipo que se auto-suporte ao tempo, ao invés de
fios paralelos abertos como normalmente é feita. A blindagem deverá envolver o par de
fios da linha de 70V que não deve ter nenhuma ligação com a mesma, que deverá ser
aterrada à carcaça do amplificador ou ao neutro da rede domiciliar.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
55
SOM AMBIENTE
Para som ambiente em hospitais, escritórios, hotéis, a mesa de mixagem não
precisa ser dotada de muitos recursos, bastando que seja capaz de selecionar todas as
fontes de programa necessários e mais um recurso de chamada (gongo eletrônico) para
chamadas coletivas. Cada caixinha de som deverá ter internamente, um circuito de
controle de volume, para ajustar o nível sonoro adequado no ambiente.
RÁDIOS COMUNITÁRIAS FM
Existe uma polêmica com respeito a legalização, e normas regulamentares para
funcionamento. Atualmente muitas entidades filantrópicas tem se formado com a
finalidade de evitar abusos na banda de Frequência Modulada.
A característica principal do serviço é assegurar que o mesmo seja realmente
comunitário. Com a limitação do Serviço em 25 Watts, esta característica ficou
garantida, haja visto que o sistema estaria operando em áreas residenciais juntamente
com o sistema de recepção de TV. Nestas condições a emissão de frequencias
harmônicas e espúrias não seriam capazes de prejudicar este serviço. Já com potências
maiores estas emissões já ficam a níveis comprometedores, haja visto que todo o
sistema comercial de radiodifusão encontra-se instalada em montanhas, e bem longe das
concentrações demográficas, pois sua energia irradiada seria mais do que suficiente para
inibir o funcionamento de qualquer receptor doméstico.
Contudo, existe uma maneira de resolver o problema, já que a potência não deve
ultrapassar os 25Watts. O uso de antenas de ganho elevado Tipo “Brasília II” de
fabricação da Electril, e a elevação da antena até um máximo de 30 metros do solo,
podem compensar esta deficiência, bem como um bom ajuste do conjunto transmissor X
antena.
Necessário também se faz do uso de um compressor limitador, com o objetivo de
evitar que passe dos limites máximos a modulação de frequência da portadora de F.M.,
22KHz, um desvio da frequência em excesso estaria interferindo nas frequências das
estações vizinhas.
Finalmente, um filtro de harmônicos complementa a segurança do sistema, caso
haja alguma tendência do sistema em irradiar os harmônicos e espúrios.
A mesa de mixagem pode ser do tipo “Gemini” , que é dotada de um efeito
“Delay”, destinada produzir repetições de curto espaço de tempo, das frases de um
locutor, e “Sampler” para as frases pré gravadas “vinhetas”, prefixo da estação
comunitária.
Quanto a equalização, não há necessidade de reforço ou atenuação nas frequências
audíveis, pois é nos receptores domiciliares que se fará a devida equalização no gosto
do ouvinte.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
56
ESTAÇÃO COMUNITÁRIA DE FM
DIAGRAMA DE BLOCOS
ANTENA
FILTRO DE HARMÔNICOS
TRANSMISSOR DE FM
R
L
COMPRESSOR
LIMITADOR
TAPE 1
TAPE 2
MESA DE MIXAGEM
TIPO GEMINI OU SIMILAR
R
L
MONO
HEADPHONES
TÉCNICA
MICROFONE
AMPLIFICADOR DE
MONITORAÇÃO
CD
ESTÚDIO
COMPACT DISC
TOCA DISCOS
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
57
ÁBACO DE CÁLCULOS DE SISTEMAS ACÚSTICOS
Nivel acústico
necessário no
alto-falante (dB)
Nivel acústico
no ouvinte(dB)
120
90
Distância entre
ouvinte
e
alto-falante(m)
1
Potência
Elétrica
Watts (W)
110
Eficiência na
caixa de som
SPL (dB)
100
2
10.000
5.000
2.000
70
1
80
1.000
500
2
100
110
5
200
90
10
100
20
90
100
50
120
50
20
110
100
10
200
80
120
5
130
2
1
70
140
1-
Determina-se na primeira coluna o nivel de som desejado no local do ouvinte.
No exemplo acima foi usado 110 dB (música Pop).
2-
Na segunda coluna assinalamos a distância exixtente entre a caixa acústica e o ouvinte.
3-
Indicados estes dados na primeira e segunda colunas, traçamos uma reta interligando estes
pontos até a terceira coluna onde conhecemos o Nível Acústico junto das caixas acústicas.
4-
Conhecido a eficiência da Caixa Acústica (dado fornecido pelo seu fabricante) apontamos
este dado na 4ª coluna do ábaco. Para o exemplo acima é 95 dB.
5-
Por fim traçamos uma reta interligando a 3ª à 4ª coluna, passando sobre os dados indicados.
Na sequência desta reta conhecemos a potência elétrica necessária para esta sonorização na
5ª Coluna. Para alto-falantes de 95 dB de sensibilidade a potência necessária é 7000 Watts.
Caso usássemos alto-falantes de 108 dB, a potência necessária seria de 350 Watts.
3
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
58
MEDIDAS COM INSTRUMENTOS ELETRONICOS
PADRÕES REFERENCIAIS
Todas as medidas feitas com instrumentos eletronicos obedecem normas
técnicas, no caso, equipamentos eletronicos sonoros os padrões mais comuns são:
PARA AMPLIFICADORES:
Frequência de teste (sinal senoidal) ..................................... 1 Khz
Banda Passante ( plana) ........................................................ 10 Hz a 20 Khz
Referência 0 dB ..................................................................... 775 mVp/600 ohms
Av (dB) ................................................................................... 20 log Vo/Vi
Aw (dB) ................................................................................... 10 log Wo/Wi
Relação sinal/ruído ................................................................ S/R = > 60 dB
Potência (sinal senoidal).......................................................... Watts RMS
VRMS ...................................................................................... Vp / 1,414
PRÉ AMPLIFICADORES E MESAS DE MIXAGEM:
Frequência de teste ....................................................... Toda a banda de audio.
Todos os controles de tonalidade em “flat” (plana) . . 10 Hz a 20khz
Reforço e ou Atenuação ............................................... +/- 12 a 15 dB máx
Av dB ............................................................................. 20 log Vo/Vi
EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS:
1 - Gerador de Funções (senoidal, triangular, quadrada, ruído rosa, sweep)
2 - Multímetro Eletrônico.
3 - Decibelímetro.
4 - Osciloscópio até 10 Mhz.
5 - Carga resistiva ajustável de 4 a 16 ohms.
6 - Analisador de Espectro de Audio.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
59
CÁLCULOS DE SISTEMAS ACÚSTICOS
1 - Calcular a potência em Watts RMS, Nível de Pressão Sonora, e quantidade de
caixas a ser distribuída em um recinto fechado sabendo-se que suas dimensões são:
Comprimento: 30 m
Largura: 10m
O alto-falante utilizado neste caso, tem a sensibilidade de 108 dB W/m.
O ângulo de dispersão sonoro horizontal da caixa de som é de 120°
A característica do serviço é música pop ao vivo.
RESPOSTA:
Pela Fórmula temos:
(SPL REQ - S1 + 20 log D1)
W1 = 10
10
Onde SPL REQ é a pressão sonora no lugar do último ouvinte do recinto, de
acôrdo com a escala de níveis sonoros é de 110 dB SPL, grupo de rock, e música pop.
Informe-se na Secretaria Municipal do Meio Ambiente a respeito do Nível de
Pressão Sonora máxima na calçada daquele passeio público durante o horário de
programação, de acôrdo com sua zona de controle ambiental. E se for o caso, ajuste a
pressão sonora para aquele nível com auxílio de um decibelímetro.
Cálculo da Potência elétrica:
(110 - 108 + 20 log 30)
W1 = 10
10
(110 - 108 + 20 x 1,47)
W1 = 10
10
(110 - 108 + 29,5)
W1 = 10
10
31,5
W1 = 10
10
3,15
W1 = 10
W1 = 1.412
Cálculo do número de caixas:
Considerar que cada caixa possui seu próprio filtro
passivo para os alto falantes de Graves Médios e
Agudos.
Quanto ao ângulo de cobertura usado, é mais do que
suficiente para a largura do recinto discriminado,
estando contido em apenas um setor angular.
Se forem usados alto falantes capazes de suportar picos
de 200 WRMS, com 8 ohms de impedância e com
sensibilidade de 108 dB SPL W/m, temos:
nº caixas =
W1
.
Pot A.Falante
nº caixas = 1.412 = 7 caixas em média
200
Usar múltiplos de 4 para melhor associá-las.
No caso, 8 caixas é o ideal
A associação recomendada para este sistema é o
Série/Paralelo, com 2 grupos de 4 caixas para cada
canal de saída de seu amplificador, perfazendo a
impedância final para cada grupo, 8 ohms de acôrdo
com a fórmula.(Pág 12)
As caixas poderão ser distribuídas ao longo do recinto a ser sonorizado ou concentradas
nas laterais do palco, de acôrdo com os diagramas ilustrativos no capítulo “Sonorização Interna”.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
60
2 - Uma entidade filantrópica foi multada pela Secretaria do Meio Ambiente por ter
sido medido um nível de pressão sonora de 100 dB SPL na calçada do seu passeio
público, sendo orientada a manter um nível de 80 dB naquele ponto, pede-se:
a) Saber a potência elétrica gerada pelo sistema sonoro
b) Saber a potência elétrica ideal para satisfazer a exigência do órgão
fiscalizador.
Dados:
Comprimento do recinto 15m
Sensibilidade dos Alto Falantes 96 dB SPLW/m
3 - Uma fonte sonora de 10000 Watts está projetando um SPL acima dos
níveis admissíveis a uma distância de 15 m, calcule este nível.
A sensibilidade do alto falante usado, por ser desconhecida, foi determinada a partir da
medida feita com um decibelímetro a 1m de distância da caixa de som, e ajustada a
potência elétrica do amplificador para 1 W, e foi lido na escala 106 dB.
Usar a fórmula abaixo:
SPL REQ (dB) = S1 - 20 log D1 + 10 log W1
4 - Sonorize uma platéia localizada em um recinto aberto em “semicírculo”, de raio
igual a 60m, sabendo-se que o ângulo máximo de dispersão dos projetores de som
usados,é de 60°, o nível de pressão sonora máxima no último ouvinte é de 110 dB, e a
sensibilidade dos alto-falantes utilizados é de 108 dB SPL W/m.
Calcule potência elétrica necessária.
Quantidade de caixas.
Posição angular das mesmas (agrupar caixas por setor angular).
Obs: Considere a existência de mais de um setor angular discriminados, e
desprezar o somatório do SPL nos limites de definição do ângulo de cobertura.
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
61
Solução:
Cada setor é considerado como área independente definida pelo ângulo de dispersão
angular horizontal, para o cálculo de sonorização.
Considerando a distância D1 igual para todos os setores angulares temos:
Cálculo da Potência Elétrica:
(110 - 108 + 20 log 60)
W1 = 10
10
(110 - 108 + 20 x 1,77)
W1 = 10
10
(110 - 108 + 35,5)
W1 = 10
10
37,5
W1 = 10
Se forem usados alto falantes de maior
sensibilidade, a quantidade de caixas poderá ser
reduzida. Neste caso vamos usar alto falantes de
108 dB SPL W/m, 200WRMS e impedância de 8
ohms.
nº total de caixas =
W1
.
Pot A.Falante
nº total de caixas = 16.870/200
nº total de caixas = 84 caixas
10
3,75
W1 = 10
Quantidade de caixas:
Número de caixas por setor angular:
84/3 = 28 caixas por setor angular
Obs: Poderão ser considerados para finalidade de
W1 = 5.623 WRMS por setor
cálculos, como sendo apenas um alto falante, cada
agrupamento de 4 em série/paralelo, podendo
Pot total = 3 x 5.623 = 16.870 WRMS estes,
entrar em série/paralelo com outros
agrupamentos, de forma que perfaça a impedância
total de saída de cada amplificador usado. Se for
mais conveniente usar um divisor passivo para
caixas, tipo DMX1220, que já possui esta
associação
série/paralelo
internamente,
dispensando o uso de associações manuais
trabalhosas.
5 - A Escola de Samba Unidos de Padre Miguel resolveu desfilar na Av de Santa
Cruz nos trecho entre a Faculdade Castelo Branco e o Supermercado Rainha perfazendo
um total de 300 metros de pista para desfile. Sabendo-se que existe um retardo de
340m/s entre o palanque situado na cabeceira da pista e o desfilante do final da pista,
calcule a potência elétrica total, considerando que as caixas estão separadas entre si de
100 em 100 metros, e os tempos de retardo entre o palanque e as mesmas. Os altofalantes usados tem 108 dB SPL W/m. Todas as caixas estão dirigidas para o final da
pista.
Solução:
Neste caso, cada setor é definido de 100 em 100 metros entre caixas. Então, deve-se
calcular a potência de apenas um setor e multiplicá-la pelo número de setores existentes,
para calcular a potência total do sistema. Quanto ao tempo de retardo entre caixas, é só
dividir a distância entre cada caixa e a origem (palanque), pela velocidade do som. Estes
cálculos poderão ser observados no capítulo SONORIZAÇÃO DE ÁREAS ABERTAS
DE GRANDE EXTENSÃO (pág 27).
WLM - SONORIZAÇÃO PARA TODOS OS FINS - VOLUME 2 - 3ª EDIÇÃO
62
5 - Calcule o somatório em dB das caixas distribuídas em um templo sabendo-se
que as mesmas são em número de 8, tem uma pressão sonora de 80 dBSPL cada uma, e
desenvolvem uma potência de 20 WRMS cada. A distância entre a caixa e cada ouvinte
é a mesma.
Solução:
Potência Total =
8 x 20WRMS =
160 WRMS
Ganho de Potência = 10 log 160 = + 9 dB
20
Somatório em dB = 80 + 9 = 89 dB SPL no sistema acústico
6 - Um sistema acústico está dotado de um divisor ativo tipo “CROSS OVER” de 3
vias Sabendo-se que cada
Ref.filtro
dB promove um refôrço progressivo de 3 dB por banda
seletiva, calcule a potência
10total do sistema, sabendo-se que para as frequências de
agudos a potência de operação
3dB é 200 W.
10
Solução:
0,3
Inicialmente vamos achar o refôrço equivalente a 3 dB em números reais
~
Ganho de potência = 10
Ganho de potência = 10
Ganho de potência = 10
Ganho de potência = 1,99 ~
2 vezes a potência anterior por banda.
Potência de agudos = 200 W dado pelo enunciado.
Potência de médios =
200 x 2 = 400 W
Potência de graves =
400 x 2 = 800 W
Potência total = 800 + 400 + 200 = 1400 W