Leio sempre com curiosidade a literatura dos mais diversos fabricantes de caixas na esperança
de ver algo realmente novo, ou bem feito.
Quando chega á parte de ver a execução prática na forma da caixa e RIG, as mais das vezes
penso:
Estes tipos parece que sabem alguma coisa sobre guias-de-onda, mas também
parece que não sabem o que fazer com eles...
Com as simulações que vimos de alguns erros graves de montagem, o lógico era que os meus
amigos não cometessem esses erros, CERTO??
Pois... a maior parte dos fabricantes deve ter outra ideia.
De facto, salvo raras e honrosas excepções a maior parte das caixas do mercado não é
compatível com a boa pratica do guia-de-onda planar isophasico/isobarico.
Também, verdade seja dita, não têm necessidade porque simplesmente não usam guia!
Imaginem os amigos que alguém vos oferecia uma palete do melhor guia-de-onda do mundo;
têm já a peça mais difícil; o resto deve ser fácil...
Agora façam caixa da boa com isso!
Para podermos controlar a dispersão horizontal devemos usar um Horn na saida do guia.
Portanto o guia tem que ser colocado bem fundo dentro da caixa, para que o horn de controlo
de directividade horizontal caiba também.
E podemos começar por tentar desenhar caixa retangular que é o mais simples e fácil.
Vamos botar dentro dois guias e um Horn.
Devido ao tamanho do Horn, a saída do guia fica bem quase no meio da caixa:
Até aqui tudo bem; os guia estão encostadinhos como deve ser, e temos um LINE-SOURCEARRAY!!!
Pois temos, mas não podemos inclinar as caixas entre si sem afastar os Guia uns dos outros.
Para poder inclinar as caixas sem alterar a distância entre as saídas dos guia-de-onda, somos
forçados a colocar uma dobradiça exactamente entre eles.
Se as caixas rodarem à volta desse ponto, a distancia entre dois Guia consecutivos mantem-se
constante.
Também temos que introduzir um ângulo na traseira da caixa para que não empanque noutras
ao inclinar.
Portanto, a caixa compatível com o guia de ondas planar teria mais ou menos esta geometria:
Quando inclinamos caixas, os guias mantêm a distância entre si, e não há erros de
posicionamento:
Até aqui tudo bem; os guia estão encostadinhos como deve ser, e temos um LINE-SOURCEARRAY!!!
Claro que na pratica, parte do array é curvado, estilo JOTA-ARRAY; mesmo assim a distancia
entre as saidas é sempre constante!
Afinal é fácil demais!!!
Claro que é fácil! Mas sendo assim quantas caixas deste estilo encontramos no terreno?
A resposta é como sabem: MUITO POUCAS!!!
O estilo de caixa mais vulgar que encontramos por aí, é a caixa de lados inclinados e planos
desde a frente até à traseira.
Nesta geometria só há uma posição para a dobradiça. Na frente da caixa!
Se montarmos um LINE com isto, então os guia de onda ficam obrigatoriamente afastados uns
dos outros!
Um no Porto, o próximo em Lisboa.
O erro que isso introduz já tínhamos simulado anteriormente:
Mais estranho ainda é que a caixa funcionará na perfeição quando completamente angulada.
É nessa atitude que as saídas dos Guia estão mais próximo e com menos erro!
Mas nesse caso não temos LINE nenhum.
Não me perguntem a mim porquê muitos fabricantes, alguns de referência, desenham as
coisas assim...
Imaginem que vos tinham oferecido a tal palete de guias-de-onda; com o que sabem agora
construiriam as vossas caixas com esta geometria?
Outro estilo de caixa que está a ficar na moda, é a primeira que analizámos: a caixa
completamente rectangular, só que com a dobradiça posicionada na traseira.
Na verdade é um regresso às origens; o “Pai de todos os LINE” tem esta forma quadradona e
quando angula, abre á frente.
Quando construímos um LINE com isto, tudo bem. As saídas dos guia estão bem encostadinhas
e não há problema.
Já quando angulamos, a história é completamente diferente, como podemos observar:
As simulações que mostrei anteriormente, dizem que podemos afastar os guia até ao máximo
de um comprimento de onda a 16KHz.
Portanto esta caixa está muito limitada na angulação.
Mesmo assim o seu desenho é menos errado do que o da anterior, que representa a maioria
dos “line-errei” e que só funciona bem com alguma angulação.
Talvez possamos construir a nossa caixa assim se não a angularmos muito?
Bom... se não formos perfeccionistas...
Mas para quem gosta de tudo bem feito, não há escolha: é a primeira caixa que mostrei a mais
perfeita.
Concordam??
Recapitulando as caixas:
Ressalvo que só nos interessa a geometria do plano vertical (vista dos lados quando montada).
As geometrias do plano horizontal (vistas de cima ou de baixo, quando montada) são outro
assunto. O importante é como as caixas angulam entre si e a influencia desse aspeto na
posição dos guia-de-onda.
Até agora já vimos que a pior geometria é a trapezoidal. Também é a mais vulgar, vá-se lá
saber porquê...
Já vimos também que só funciona bem quando totalmente angulada e à medida que se
aproxima do LINE vai introduzindo erros na posição dos guia-de-onda, porque os afasta da
posição ideal.
Por outro lado, a caixa retangular com dobradiça na traseira, está menos errada, mas os
angulos que podemos utilizar são muito “curtos” e a montagem perde versatilidade.
Na medida em que se angula e se afasta da forma LINE, também introduz erros na posição dos
guia-de-onda, porque os afasta da posiçao ideal.
Praticamente só podemos fazer LINE com elas em modo “long-throw”. A parte curva do JOTA
terá que ser feita por outras caixas diferentes para o “near-field”, montadas por baixo.
Portanto, logisticamente são dois sistemas diferentes.
Este cenário inquieta-me e reservo-me o direito de questionar se os guia-de-onda das caixas
inferiores serão iguais, ou compatíveis e até que ponto acoplam bem com as de cima, etc. Em
resumo, são demasiados compromissos e incógnitas; demasiadas coisas podem correr mal nas
corridas da montagem...
Finalmente, a caixa que não apresenta nenhuns problemas e nos dá total liberdade de
montagem, será então a da imagem seguinte e é naturalmente aquela que escolhemos se
quisermos fazer as coisas bem feitas.
Esta caixa, na forma LINE mantém os guia-de-onda com as saídas encostadas e na forma JOTA
igualmente; tudo funciona na perfeição e sem compromissos.
Estamos de acordo até aqui?
Para que a nossa caixa seja facilmente montada, teremos que engendrar um dispositivo
mecânico (RIG) que a permita ligar a outras.
Aqui chamo a vossa atenção para a posição da dobradiça.
Este pormenor é FUNDAMENTAL!!!
Na nossa caixa de geometria “ideal”, ela estará sempre colocada no exato PLANO de SAIDA do
Guia e exatamente ENTRE e no MEIO de dois Guias:
Se a saída do Guia estiver bem para o interior da caixa, então a dobradiça estará também, bem
lá para trás:
Na imagem, as dobradiças são os circulos vermelhos com furos no topo e em baixo.
Para montar, usamos os pinos de inserção rápida que todos conhecemos.
“So far, so good”, como dizem os nossos amigos gringos.
A seguir vamos ver como é possível (??!!) comprometer a nossa caixa ideal, utilizando um RIG
incorreto!
Acontece que a maioria dos fabricantes, insiste em não colocar a dobradiça no ponto exato
entre as caixas que é, como já vimos, a solução correta!
Em vez disso utilizam uma espécie de extensão rigida que sai da caixa e engata algures na caixa
seguinte, mas nunca no ponto entre as duas caixas.
A imagem ilustra um dispositivo semelhante quando recolhido:
E na posição de montado:
E este dispositivo introduz ERROS no alinhamento como veremos a seguir.
E já agora, estamos focados na caixa ideal, mas nas outras caixas, trapesoidal e retangular, o
problema é semelhante.
Mas como essas já estão comprometidas de uma maneira ou de outra... até pode passar
despercebido
Quando montamos em LINE, tudo bem.
As saidas dos Guias estão alinhadas e encostadas como deve ser:
Mas quando angulamos para fazer a parte JOTA, os guias ficam completamente desalinhados e
as caixas também !!
Reparem como as bandas isofasicas/isobaricas estão sucessivamente atrasadas, de cima para
baixo:
Isso porque as caixas são forçadas a rodar à volta do ponto de dobradiça que não está
posicionado onde deve.
Ao mesmo tempo que rodam, também recolhem!
O ponto correto da dobradiça deve ser exatamente entre dois guia-de-onda e rigorosamente
no meio deles, ou seja:
ENTRE AS CAIXAS E NÃO NUMA DELAS !
Por favor, sigam o meu conselho desvairado:
Não façam portas desse jeito em vossas casas! Não vão conseguir abri-las, ou é
impossível fechá-las!!
Já simulámos este erro anteriormente e aqui está o resultado:
Mais uma vez chamo a vossa atenção para o facto deste estilo de RIG ser também utilizado
noutras formas de caixa, exatamente com o mesmo erro e resultado.
Vou contar uma pequena história:
Tinha uma amiga com quem gostava de passear na Natureza. Um dia, por falta de assunto,
perto de um monte apontei-lhe uma construção em que ninguém repara, mas que está em
todo o sitio mais alto e que toda a gente pode ver:
Olha, aquilo é um Marco Geodésico!
A partir desse dia, a minha amiga passou a “topar” todos os Marcos Geodésicos e a observar:
ali está outro, e ali outro... e de toda a vez se espantava: como é possível que nunca tenha
reparado?
Espero que, os meus caros amigos possam também a partir de agora, “topar” os LINE que por
aí andam ...
Afinal por esta altura já sabem tanto como eu!...
Lembrem sempre:
Estes tipos até parece que sabem alguma coisa sobre guias-de-onda, mas tambem
parece que não sabem o que fazer com eles...
ANATOMIA DA CAIXA LINE-SOURCE
Espero ter demonstrado que a propagação cilíndrica nas altas-frequências só é possível com
um guia-de-onda adequado.
A imagem seguinte é a simulação em 3D de um dispositivo exemplar.
Trata-se de uma simulação FEM/BEM (Finite Element Method/Boundary Element Method) a
16KHz.
Podemos verificar que a simulação nos diz que imediatamente depois da saída do guia de onda
a propagação é cilíndrica.
Se alguém disser que a propagação cilíndrica não existe, é mentira! Ou pelo menos uma meiaverdade porque tudo depende da frequencia, ou do comprimento de onda, como escolherem;
mas isso é outra história e outra discussão.
Este guia de onda transforma uma zona isofasica/isobarica circular da sua entrada, numa zona
isofasica/isobarica retangular na sua saída; mas não funciona sozinho! É somente um
transformador de geometrias!
Obviamente há um motor de alta-frequencia a gerar o sinal na entrada.
Esse motor tem que gerar ele próprio uma zona ISO, coisa que os motores de boa qualidade
normalmente fazem.
Se não o fizerem adequadamente, então o funcionamento correto do dispositivo fica
comprometido, por culpa da má qualidade do motor.
Na prática da sonorização teremos que empilhar na vertical vários destes dispositivos para
fazermos um cilindro de altura adequada às nossas necessidades.
Já vimos num exemplo anterior que quando encostados, estes dispositivos acoplam e formam
um conjunto coerente:
E quando inclinados, também:
Para serem práticos de montar e transportar teremos que os meter numa caixa acústica
juntamente com os restantes componentes.
Como o guia de onda é a peça mais importante do conjunto, essa caixa terá que apresentar
uma forma que não atrapalhe o seu desempenho.
É exactamente a ANATOMIA DA CAIXA e o seu reflexo no desempenho do guia-de-onda que
vos proponho analisar.
Vamos então começar por estudar o efeito do afastamento deliberado no plano vertical entre
dois guia de onda.
JUNTOS:
Quase perfeito!
Afastados quase um comprimento de onda:
Ainda acoplam... e a “mágica” mantem-se
Afastamento superior a um comprimento de onda:
Oops!!
Mais ainda:
Já há zonas em que a fase inverteu.
E finalmente o CAOS:
LINE-ERREI outra vez.
Se há conclusão a tirar é de que a distancia entre dois guias consecutivos é importante para
garantir o acoplamento.
Portanto, é fundamental que a forma da caixa seja estudada para manter as saídas dos guia de
onda o mais próximo possível entre si.
Note-se que apenas estamos a estudar o espaço próximo da saída, mas podemos bem
imaginar o efeito projetado na distância. O que são centímetros na proximidade da caixa,
projeta-se em metros no plano remoto a que estiver apontada.
Agora vamos simular o mesmo conjunto duplo de guia de onda, mas desta vez vamos
deliberadamente introduzir um deslocamento horizontal na peça superior. O inferior mantêmse fixo.
Perfeitamente alinhados para referencia:
Afastamento de -5mm:
Afastamento de -10mm:
Afastamento de -12mm:
Afastamento de -15mm:
Podemos concluir que a introdução deste erro de alinhamento, não sendo aparentemente tão
grave como o do afastamento vertical é igualmente destrutivo da coerência do conjunto.
Quer um erro quer o outro, têm como consequência pratica a má distribuição do som no
espaço a sonorizar; aqui ouve-se, ali não... aquele Line projeta o agudo a 100m, aquele outro
não passa dos 30, etc.
A maneira como se monta o guia-de-onda é tão importante como a sua qualidade.
Não adianta nada ter um bom guia-de-onda se a caixa onde o montamos introduzir estes
erros.
O que é espantoso é a quantidade de caixas no mercado completamente erradas, mesmo de
fabricantes prestigiados!
Claro que se o guia-de-onda for de má qualidade, ou uma simples corneta então a caixa é
irrelevante!
À luz das conclusões a que chegámos (espero que todos juntos), iremos posteriormente
analisar as formas geométricas das diversas caixas disponíveis no mercado, os diversos
dispositivos de “RIG” e a sua influencia no desempenho real do guia de ondas.
Entretanto estou à vossa disposição para as vossas dúvidas e comentários.