Potencia para drivers e Alto-falantes (XOVER Ativo)

C

Caio Fábio

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Galera estou estudando como limitar potencia para Drivers e Alto-falantes em uma apostila do Homero sette, ele diz o seguinte sobre a potencia:

"Para a programação dos limites adequados, é necessário conhecer os níveis de potência suportados
pelos componentes. O que poderia ser resolvido com uma simples consulta à ficha técnica do produto
complica-se, no caso de drivers ou tweeters, devido ao seguinte fato: os valores geralmente fornecidos foram medidos com crossovers passivos (conforme dita a norma ABNT 10303), mas, em muitas aplicações, usam-se crossovers ativos.
Nesta condição, a potência suportada é 40 % do valor especificado para crossovers passivos.
O presente trabalho tem por finalidade principal elucidar a este respeito e mostrar como os valores a
serem aplicados nos limitadores podem ser calculados a partir das informações fornecidas pelos fabricantes.
Esta característica é comum aos produtos de todos os fabricantes, indistintamente, não se aplicando aos altofalantes, uma vez que estes, normalmente, são medidos sem o uso de redes divisoras de freqüência.

Potência NBR 10303
A norma brasileira NBR 10303 especifica que a medição da potência suportada por um alto-falante deve ser feita durante duas horas, aplicando-se um sinal de ruído rosa, filtrado, conforme o diagrama de blocos mostrado na Fig. 1, sendo que a função de transferência do filtro, recomendado pela norma, pode ser vista na Fig. 2.

Este teste tem por objetivo determinar a capacidade do alto-falante suportar potência elétrica, sendo o
comportamento térmico do transdutor um dos fatores determinantes principais do resultado.
As tensões são medidas com voltímetro do tipo valor eficaz verdadeiro (true RMS), e as potências calculadas através da relação P = E2 / R , onde R costuma ser igual à impedância nominal do alto falante.
No caso de drivers e tweeters são utilizados circuitos de filtro, semelhantes ao mostrado na Fig. 3,
que têm a finalidade de impedir a passagem dos sinais de baixa freqüência para a bobina do transdutor.
Deste modo, a tensão usada para o cálculo da potencia é medida na saída do amplificador, ou seja, na
entrada do filtro, e não sobre a bobina do driver, ou tweeter, em teste. Os valores assim medidos serão muito mais altos que os encontrados sobre a bobina do transdutor, uma vez que mesmo as componentes barradas pelo capacitor (e que não vão fornecer energia ao transdutor) serão computadas no cálculo da potência.
No caso de crossovers ativos, toda a tensão medida estará sendo aplicada diretamente na bobina e,
consequentemente, produzirá potência no transdutor.
Por este motivo, a potência especificada para o caso de crossovers ativos está em torno de 40 % do
valor especificado para crossovers passivos, segundo determina a experiência prática."


Gostaria de saber mais sobre o assunto!
Se tenho um driver de 200W RMS, levando em consideração a regra dos 40%, a potencia a ser usada neste drive sera de 80W RMS verdadeiros e 320W RMS de Programa Musical.
Entao um amp que forneça 80W RMS continuos tem 160W RMS de pico, para tirar o maior proveito do Driver preciso de um amp com 160W RMS continuos que por sua vez consegue entregar os 320W RMS de pico (regra 2:1).
Esta certo?

Depois que eu entender os Drivers, posto sobre Alto-falantes.
 
Bom, o que eu entendi é que a questão toda gira em torno da metodologia do teste.

Basicamente, aferem a potência que o amplificador fornece, mas antes do divisor, ao invés da potência de fato entregue ao driver após o sinal passar pelo divisor.
Tá na cara que o valor fica menor.

Ao menos segundo meu entendimento. :mrgreen:


Então, tendo um driver de 200 W RMS, valor aferido conforme a dita NBR, o valor de potência que de fato ele recebe e suporta é cerca de 40% disso, ou 80 W RMS, que a potência de fato entregue depois de passar pelo divisor no momento do teste.

Bom, acredito que sim, seja caso p/ se usar um amp de 160 W RMS, se for usado crossover ativo, p/ se respeitar a "norma" dos 2:1.



Quanto aos alto-falantes comuns, creio que não tenha grilo, pq, como o próprio texto disse, nos testes não se usa nenhum tipo de crossover, logo a potência aferida é a que chega de verdade à bobina.


E, mais uma vez, mostra-se a dificuldade em se fazer caixas. Como casar drivers sem levar esse detalhe em consideração??


Agora, cá pra nos... que coisa tosca é medir a potência antes do divisor, hein?? Inchaço numérico desnecessário, fruto de uma NBR mal elaborada, na minha opinião.
 
TSA, para os alto-falantes tem um segredinho tambem, olhe:

Compressão de Potência
"Outro aspecto que deve ser considerado é a
compressão de potência.
Este parâmetro retrata a redução na eficiência, que
ocorre no transdutor, à medida que maiores valores
de potência elétrica são aplicados.
Uma das razões que leva a isso está no aumento da
resistência da bobina, com a elevação da
temperatura, provocada pela potência aplicada.
Nos catálogos dos produtos Selenium são
fornecidos valores da compressão de potência para 3
diferentes níveis: potência máxima (0 dB), metade
da potência (-3 dB) e um décimo da potência (-10
dB). Conforme vemos na Tabela 5, com 400 Watts
de potência média a compressão de potência será
igual a 3,9 dB. Isto significa que efetivamente
teremos um nível de SPL quase 4 dB abaixo do
esperado, se a compressão de potência não existisse.

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A Fig. 5 foi obtida a partir dos dados de compressão de potência, fornecidos no catálogo, ajustados
por um polinômio do segundo grau, o que nos permite obter a compressão de potência para quaisquer
valores de potência, até a máxima admissível.
Através das curvas na Fig. 6 podemos visualizar claramente o fenômeno: a curva em azul (ideal),
mostra como deveria crescer o nível da pressão acústica com a potência aplicada, enquanto que a curva
vermelha (real) indica o crescimento realmente obtido. As diferenças de nível entre as duas curvas
correspondem à compressão de potência, mostrada na Fig. 5 .
Na curva da Fig. 7, em escala linear,podemos ver o “joelho” causado pela compressão de potência.

Em função da compressão de potência, parece
sensato trabalhar com o falante em níveis de potência média
inferiores ao máximo. Com isso, a temperatura na bobina
será reduzida, trazendo uma série de benefícios, que vão
desde a confiabilidade, até um melhor aproveitamento da
potência no amplificador (menor compressão de potência),
alem de menor distorção e menor variação nos parâmetros do transdutor.
Na Fig. 5 vemos que operando o falante com uma potência média de 150 Watts teremos uma
compressão de potência aproximadamente igual a 2 dB, ao invés dos 3,9 dB, com 400 Watts.
Neste caso, trabalhando com 2 falantes por canal (4 Ohms) e um fator de crista de 6 dB,
precisaremos de um amplificador capaz de fornecer 4⋅150⋅ 2 = 1200 Watts por canal."

Escrito por Homero Sette
 
Sim, sim, tinha me esquecido da compressão de potência. :oops:

Pelo menos a questão já é outra, ao invés de cretinice na forma de medição. :mrgreen:


Mas agora vem a dúvida: os valores de SPL máximo que os fabricantes divulgam contemplam a compressão de potência? Ou são "brutos"?
 
Os valores medidos sim.
Nas formulas que conheco para realizar esses calculos acho nao e levado em conta a compressao de potencia.
Isso e o motivo da diferença dos valores calculados e medidos, pois vc nao sabe os dados do Alto-falante.
Sempre fiquei curiso para saber pq nas caixas ativas os Alto-falantes msm sendo grandes nao usam potencias absurdas. Fica o ex da SPM1202A, um falante de 12" alimentado com 150W RMS, ele deve suportar uns 400W RMS brincando... creio que o motivo e esse.

Cade os tios Bersan e David, apareçam mestres!
 
Caio Fábio disse:
Sempre fiquei curiso para saber pq nas caixas ativas os Alto-falantes msm sendo grandes nao usam potencias absurdas. Fica o ex da SPM1202A, um falante de 12" alimentado com 150W RMS, ele deve suportar uns 400W RMS brincando... creio que o motivo e esse.
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Faz sentido.
E não só pela perda de eficiência (ou do SPL final), mas pelos desvios de outros parâmetros do driver.
Reduzindo a potência média aplicada, mantém-se o driver respondendo certinho dentro de suas especificações, sem surpresas. Aliás, como disse o próprio texto do Homero Sette.
 
Olá gente,

Agora, cá pra nos... que coisa tosca é medir a potência antes do divisor, hein?? Inchaço numérico desnecessário, fruto de uma NBR mal elaborada, na minha opinião.
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Não foi não, TSA. Ela foi elaborada por grandes nomes do áudio brasileiro. Homero Sette, Walter Ulmann, etc.

Mas a pergunta é boa: porque ela foi feita levada em consideração divisor passivo? Bem, a norma internacional (AES) foi feita assim, então não poderia haver uma norma brasileira diferente. Já pensou nos resultados?

Falante importado: 100W medido com divisor passivo
Falante nacional: 40W medido com divisor ativo.

Na teoria, ambos são iguais, seria apenas diferença no método de medição. Na prática, seria acabar com a indústria nacional. Quem compraria um falante de 40W ao invés de 100W? Brasileiro gosta de número grande... por isto inventaram o PMPO.

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Mas agora vem a dúvida: os valores de SPL máximo que os fabricantes divulgam contemplam a compressão de potência? Ou são "brutos"?
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Vamos voltar aos métodos de medição. Falantes são testados e são informados em "Potência RMS" e "Sensibilidade". Mas não em dB SPL máximo.

Existe sim a fórmula, que não é perfeita:

dB SPL máx = sensibilidade + 10x Log (Pot máx/1W)

Ela NÃO LEVA EM CONTA A COMPRESSÃO DE POTÊNCIA. Realmente, o valor máximo que obtemos com ela é exagerado. Mas porque não é levado em conta isto? Porque essa compressão de potência varia de falante para falante, de fabricante para fabricante, e por aí vai.

Como o parâmetro compressão de potência tem a ver com o aquecimento da bobina, acredito que até mesmo a caixa (o gabinete) e a temperatura ambiente tem alguma influência no resultado. Por exemplo, um mesmo falante instalado em uma caixa com boa ventilação terá melhor resultado que em uma caixa com ventilação ruim. Um falante usado a 10°C ambiente vai ter melhor rendimento que quando usada a +40°C, porque a bobina vai aquecer menos. Em teoria, claro.

Agora, quando temos CAIXAS ACÚSTICAS, elas vem sim (pelo menos deveriam vir, as melhores vem) com dois parâmetros: Potência RMS e... em vez de sensibilidade (que não vem ao caso), vem então o parâmetro "máximo dB SPL". Esse parâmetro é medido via decibelímetro, portanto real, ou seja, já leva em consideração sim a compressão de potência. Mas novamente... há métodos e métodos de medição. Por exemplo, as melhores caixas medem esses parâmetros duas vezes, uma para "máx dB SPL peak" e outra "máx dB SPL continuous", referentes a valores de pico e contínuo (RMS).

Deu para entender?

Aliás, mais um bom motivo para reforçar uma coisa que já falamos por aqui: comprem uma caixa PRONTA, com boas especificações. Você já sabe quanto ela vai render, e pronto.

Um abraço,

Fernando
 
bersan disse:
Não foi não, TSA. Ela foi elaborada por grandes nomes do áudio brasileiro. Homero Sette, Walter Ulmann, etc.

Mas a pergunta é boa: porque ela foi feita levada em consideração divisor passivo? Bem, a norma internacional (AES) foi feita assim, então não poderia haver uma norma brasileira diferente.
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Continuo achando esquisita, tosca, mesmo.
O problema vem "de cima", mas não muda minha opinião. Não que haja culpados (responsáveis, sim, mas não culpados).

A meu ver continua uma forma equivocada de se medir, pelo simples fato de contemplar a potência fornecida pelo amp, não a recebida pelo driver.
De qq modo, questão de opinião.

bersan disse:
Agora, quando temos CAIXAS ACÚSTICAS, elas vem sim (pelo menos deveriam vir, as melhores vem) com dois parâmetros: Potência RMS e... em vez de sensibilidade (que não vem ao caso), vem então o parâmetro "máximo dB SPL". Esse parâmetro é medido via decibelímetro, portanto real, ou seja, já leva em consideração sim a compressão de potência. Mas novamente... há métodos e métodos de medição. Por exemplo, as melhores caixas medem esses parâmetros duas vezes, uma para "máx dB SPL peak" e outra "máx dB SPL continuous", referentes a valores de pico e contínuo (RMS).

Deu para entender?
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Sim, entendi. Aliás, desde o começo entendo a questão. Sempre defendi a divulgação de valores medidos, não apenas calculados.


bersan disse:
Aliás, mais um bom motivo para reforçar uma coisa que já falamos por aqui: comprem uma caixa PRONTA, com boas especificações. Você já sabe quanto ela vai render, e pronto.
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De fato.



Deluna disse:
bersan disse:
Falante importado: 100W medido com divisor passivo
Falante nacional: 40W medido com divisor ativo.
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sempre pensei que com divisor passivo rendesse menos.
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André, rende menos.
Divisores passivos causam desperdício de potência.

Mas o ponto central da questão nem é esse: é que ambos os números, na prática, indicam a mesma coisa. Só que um é encontrado numa medição feita "na boca do amp", e outro é a potência que o driver recebe quando o amp fornece a potência total.
Na prática, o driver suporta no máximo o valor menor de potência.
O número maior é o que "sai", o menor é o que "chega". Entende??
A diferença é que ao usar crossovers ativos, o valor que sai deve ser menor, pois não há nada no caminho p/ atenuar o sinal.

Captou??
 
Caio

No site da EAM existe para download um programa desenvolvido para calculo de LIMITERS em processadores e outro chamado PEAK LIMITER no site da Hotsound.

Parece-me que existem duvidas sobre a norma de falantes, inclusive foi usado um termo MEIO TOSCA ... Não tive tempo para ler o topico todo. Alguem poderia me por a par disso ?

Grato
 
Acho que captei a coisa ...

1 - " Não foi não, TSA. Ela foi elaborada por grandes nomes do áudio brasileiro. Homero Sette, Walter Ulmann, etc. " ...
Essa coisa de normas é meio enroscada, mas a norma brasileira foi baseada na norma IEC e nas recomendações da AES. Tentamos fazer uma coisa abrangente.

2 - " ... porque ela foi feita levada em consideração divisor passivo? Bem, a norma internacional (AES) foi feita assim, então não poderia haver uma norma brasileira diferente. Já pensou nos resultados? "

Na verdade é a IEC, não a AES. O lance é que existe um filtro de ponderação que deve ser acoplado ao sistema, de maneira que ele "trabalhe" o sinal de entrada segundo um determinado formato. A historia é longa, não da para falar por aqui, num artigo futuramente, talvez.
Essa diferença de 60 %, considera as perda de potencia no tal filtro, que tanto pode ser coimpletamente passivo colocado entre o amp e o transdutor, qto entre a fonte de sinal e o amplificador. Drivers e TWEETERs tem sido medidos assim há anos e vai ser meio complicado de se mudar isso. Mas de toda forma esse filtro enfatiza as regiões onde há maior "transporte" de energia para o transdutor. Lembrem-se que qto mais alta a frequencia menos energia ela carrega.

" Falante importado: 100W medido com divisor passivo. "
" Falante nacional: 40W medido com divisor ativo. "

O resultado seria equivalente tanto para falantes importados , qto nacionais.

Finalmente, a coisa dos WATTS PMPO. Eles não são invenção nacional, ao contrario. Inicialmente, os tais WATTs eram medidos conforme uma recomendação da JAES (Japan Audio Engineering Society) e tinham por principio fornecer uma condição real de trabalho dos falantes. A ideia era interessante, mas foi desvirtuada pelos dptos de marketing ao redor do mundo.
Muito a grosso modo teriamos o seguinte :

1 - Potencia Continua,
2 - Potencia de Programa, (equivalente a 2 x a potencia continua)
3 - Potencia de Pico, se não me engano originalmente era cerca de 2 vezes a potencia de programa.

Em termos muito gerais, essa potencia teria condições de medição muito proximas ao metodo de 33 x 66 ms, que algumas empresas utilizam para especificar a potencia de seus amps.

Ufa .. acho que era isso !

Abs
 
Caio

No site da EAM existe para download um programa desenvolvido para calculo de LIMITERS em processadores e outro chamado PEAK LIMITER no site da Hotsound.
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O da Hotsound esta com link quebrado.
Baixei do site da EAM, muito bom Ullmann.
Melhor do que ficar fazendo um monte de calculos

Dados do falante/Driver
1.3 Znom(Ohms) = Impedancia do alto-falante
1.4 P.Max (Watts) = potencia do alto-falante
1.5 Freq. Rec (Hertz) = Frequencia de corte recomendada pelo fabricante
1.6 Freq. Desejada = Frequencia que vou fazer meu corte.

Dados do Amplificador
2.3 Vin (Volts) = Sensibilidade do amplificador.
2.4 Znom (Ohms) = Impedancia utilizada (nao ultrapasse o valor minimo especificado pelo amplificador)
2.5 Pmax@Znom = Potencia fornecida pelo amplificador com a impedancia colocada no iten 2.4 (Znom)
2.6 Fator de crista = O Headroom desejado em dB

Entendi certo?
Agora ficou moleza rsrs

Muito Obrigado Ullmann!!!
 
Caio,

Esta correto. Apenas que a impedancia minima NÃO deve ser menor que aquele adotada para o amp.
Em tempo, no site da Seelenium existaia um versão mais nova (nao muito) desse programa, não sei se ainda esta lá.
Não posso precisar para quando, mas estou fazendo uma versão mais completa para esse programa ( Limiter ), mais flexivel e abrangente.
Vou ver se coloco o PEAK LIMITER para download por aqui.

Abs
 
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