Entendendo a Resposta de Frequencias

Este artigo é uma tradução livre do artigo publicado em 12/09/2015 por possebouton no portal Audiofanzine.com: Understanding Frequency Response, Part I (Entendendo a resposta de frequencias de alto-falantes). Pode ser útil ao fazer a busca para comprar alto-falantes de guitarra, e encontrar o melhor para suas necessidades e timbres desejados.

Entendendo a Resposta de Frequencias

Através da curta vida útil dos sistemas de PA, tanto fabricantes quando usuários pensaram formas de avaliar a performance de um sistema da maneira mais objetiva possível. Uma série de parâmetros, agrupados sob o termo “especificações”, fornecem informação útil em relação a esta etapa da cadeia de áudio. Para os usuários, o entendimento dessas especificações reduzem a subjetividade ao avaliar um sistema de falantes, mesmo sendo o julgamento final não sendo 100% objetivo (assim como ninguém tem exatamente o mesmo gosto musical que outros).

No lado dos fabricantes, não há obrigação em fornecer informações sérias sobre os produtos vendidos. No entanto, a maioria o faz, especialmente se estão focados num público bem informado (mesmo que amador) e profissional. Mas quando falamos de eletrônicos em produtos de consumo, as especificações são menos detalhadas e os valores geralmente parecem tirados da cartola. É por isso que consideramos importante descrever este item que faz parte das principais especificações listadas para alto-falantes.

Definição de Resposta de Frequencia

A resposta de frequencias representa a faixa de frequencias que um alto-falante consegue reproduzir de forma eficaz em termos de equilíbrio tonal — em outras palavras, as frequencias cujas variações de amplitude não sejam muito altas em relação à fonte do sinal. No pior dos casos, deveria fornecer os limites da faixa de frequência (corte, ou “cutoff”, em hertz), junto com o valor da divergência máxima entre os sinais de entrada e saída  (em dB SPL, que significa “Sound Pressure Level”, ou Nível de Pressão Sonora). Sem este valor de tolerância, a resposta de frequencias reportada realmente não faz muito sentido. Infelizmente, reportar frequencias de resposta com baixas divergências ajudam nas vendas, o que explica a tentação dos fabricantes em alterar o valor real ou não reportar valores ruins.

Uma faixa de respostas de frequencia reportada corretamente seria por exemplo: 60 Hz – 20 kHz (+/- 3 dB), que significa que o alto-falante pode produzir um sinal que vai de 60 a 20.000 Hertz com uma tolerância de 3dB, dependendo da frequencia. As condições de mensuração são sempre objeto de muita discussão. Camaras anecoicas nem sempre são as mesmas e às vezes não conseguem absorver os graves corretamente. Medições em locais abertos (sem superfícies refletivas, exceto o piso) variam conforme a altura em que o alto-falante está posicionado. A posição do microfone para a medição também é controversa. Se o falante tem dois drivers, por exemplo, o microfone deve estar em uma distância igual de cada um deles. A distância para o microfone pode variar de acordo com a quantidade de vias do falante.

Por trás dos números

Uma variação de +/- 3dB pode corresponder a uma curva de frequencias bem acidentada ou bem reta / flat. O resultado pode soar muito diferente mesmo com valores iguais para falantes diferentes. Sendo assim, é necessário avaliar a curva de frequencias, gráfico que mostra as frequencias no eixo horizontal e a amplitude no eixo vertical. No entanto, mesmo com curvas um tanto semelhantes, dois falantes de fabricações diferentes ainda podem soar muito diferentes, já que as variações de frequencia (em relação a um nível reto ideal) pode vir de causas diferentes.

frequency_response_example

Um pico ou vale pode ser causado pela ressonância de um dos componentes ou um reflexo do sinal na superfície da caixa de som, que soarão diferentes. Observando a curva de frequencias, você não tem como saber como o alto-falante se comporta ao longo do tempo. Tem também os transientes, aqueles momentos breves em que a amplitude varia muito rapidamente. Talvez algumas frequencias possam sofrer atrasos… coisas impossíveis de avaliar pela curva de resposta de frequencias.

Um pouco sobre resposta de fase

Enquanto a resposta de frequencias indica distorcões de amplitude, a resposta de fase indica distorções no tempo. A resposta de fase é muito mais difícil de medir e interpretar. E raramente é publicada nos catálogos de produto. É medida em graus, como um ângulo. Se um sinal possui variação de fase, é considerado um atraso de tempo aplicado ao sinal. Se esse atraso não for o mesmo para todas as frequencias dentro da faixa especificada, a curva de resposta de fase será alterada. No melhor dos casos, deveria ser reta e não deveria ter relação de dependência entre fase e frequencia.

phase_response

A dificuldade envolvida no desenvolvimento de um alto-falante que reproduza todas as frequencias com exatamente a mesma latência leva à degradação do sinal, que pode ser problemático, especialmente em sons com tempo de ataque curto. Como nem todas as frequencias que compõem um som estão perfeitamente alinhados com a origem, isso afeta a reprodução dos transientes. Uma nota ‘piano’ ou um pizzicato, por exemplo, perderiam precisão no ataque, que fariam o falante soar artificial.

transient

 

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