Amplificador: O Coração do Sistema de Som
Autor: Mário Malta | Publicado: 2010-12-03T16:35:00-02:00

PorDavid Fernandes

Introdução
É isso aí. O amplificador é o coração de um sistema de sonorização  porque é responsável por distribuir energia às caixas acústicas. Os  equipamentos de áudio trabalham internamente com baixos níveis de  corrente e tensão no processamento do sinal (da ordem de milivolts e  miliampères), que não são suficientes para excitar um sistema de  alto-falantes ou caixas acústicas. A reprodução sonora por meio de um  sistema de caixas acústicas exige maior potência e é aí que entram os  amplificadores, que recebem sinais de outros equipamentos tais como  consoles de mixagem, equalizadores, crossovers etc, e os transforma em  sinal capaz de estimular os circuitos do alto-falante (Figura 1).
  
Figura 1 – Amplificação   
Classes de Operação  
Chama-se classe de operação de um amplificador ao modo como os  transistores do estágio de saída estão associados para proporcionar  menor distorção do sinal e o melhor rendimento.  
Há diversas classes de operação, mas as mais freqüentemente empregadas na construção de amplificadores para aplicação no  áudio são as AB e H.Amplificadores Classe AB
Os amplificadores da classe AB apresentam menor eficiência – relação  entre a potência fornecida e a potência consumida, sendo expressa em  valores de porcentagem (%) – em matéria de aproveitamento de energia,  gerando assim, mais calor. São maiores em tamanho, mais pesados e em  geral mais caros.Com relação à amplificação dos sinais, apresentam melhor desempenho  na faixa de médios e agudos (2 a 20 kHz) gerando sinais mais  cristalinos, suaves e mais bem definidos.Em geral, como são projetados para operarem na faixa de médios e  agudos, que exigem menos potência para sua amplificação, os  inconvenientes citados no primeiro parágrafo deste tópico são  minimizados de forma aceitável.Amplificadores Classe HEstes amplificadores são projetados para trabalhar de forma bastante  eficaz na faixa dos graves (subgraves, graves e médio-graves),  oferecendo alta potência com segurança, economia, qualidade e  fidelidade.No que diz respeito à eficiência, apresentam resultados bem melhores que os da classe AB, chegando à marca dos 80%.Quando amplificadores da classe H são utilizados para amplificação de  médios e agudos, o resultado é seco, “crespo” e sem definição nos  drivers e tweeters.Potência de Saída  
Chama-se potência de saída à potência que o amplificador pode  entregar continuamente ao sistema de caixas acústicas sem que a  distorção harmônica total (THD) ultrapasse 1%.  
Para equipamentos com dois canais, há duas formas de nos referirmos à  potência: total ou por canal. A potência total é o dobro da potência  por canal.  
Carga  
Os fabricantes informam, nos manuais, a carga que o amplificador pode  suportar sem se danificar. Este parâmetro é expresso em ohms (Ω) e está  relacionado com a associação das caixas acústicas a ele conectadas.  
A maioria dos amplificadores está projetada para operar com cargas  entre 2 Ω e 8 Ω. Devemos ter o máximo cuidado quando conectarmos caixas  ao amplificador procurando sempre conhecer a impedância total do  conjunto.  
Nunca conecte ao amplificador um sistema de caixas acústicas  com impedância inferior ao especificado. Você estará correndo o risco de  danificar seriamente o equipamento.     Relação Potência de Saída-CargaA potência do sistema de caixas está diretamente relacionada à carga  com que o amplificador está operando, ou seja, o sistema de caixas  desenvolverá maior potência acústica dependendo de quanto mais próximo  estiver a sua impedância do valor de impedância do amplificador.A utilização de sistemas de caixas com valores numéricos de  impedância maiores que o mínimo especificado pelo fabricante do  amplificador em uso resultará, apenas, em um nível menor de potência  sonora no sistema, enquanto a utilização de um sistema sonofletor com  valor de impedância menor que o valor de carga do amplificador  ocasionará sérios danos ao equipamento.A máxima transferência de potência do amplificador para as caixas  ocorrerá quando o sistema estiver operando com cargas iguais: impedância  do conjunto de caixas igual à impedância do amplificador.Resposta de Freqüência  
A resposta de freqüência é outra especificação técnica fornecida pelo  fabricante do equipamento, que é de suma importância na hora da  aquisição e utilização de um amplificador.  
Em função do espectro de audição humana (20 Hz a 20 kHz), é sempre  desejável que a resposta de freqüência do amplificador possa atuar nessa  faixa de forma plana. Consideramos que uma resposta é plana se a  variação em todo o espectro é de 0 a –3 dB.  
Portanto, podemos considerar uma resposta de freqüência ideal aquela  que vai de 20 Hz a 20 kHz, com uma variação menor que 3 dB (20 Hz a 20  kHz; +0, -3 dB ou 20 Hz a 20 kHz 0/-3 dB).  
Distorção Harmônica Total (THD)  Todo sinal elétrico aplicado a um circuito amplificador, ao ser  processado por este, sofre modificação. A esta modificação do sinal  original dá-se o nome de distorção.  
A distorção harmônica total, ou THD, é um parâmetro informado pelo  fabricante do equipamento que nos revela o nível de distorção  introduzida no sinal original pelo circuito do amplificador, e vem  expressa em valor de porcentagem (%). A taxa de distorção harmônica  varia com a freqüência e com a amplitude do sinal de saída.  
Em geral, nos amplificadores que utilizam dispositivos de estado  sólido (equipamentos transistorizados), a THD atinge seu valor mínimo  próximo à potência máxima. Nos amplificadores classe H, a distorção  aumenta à medida que a freqüência se aproxima dos valores mais altos.  Quanto menor for o valor de THD, menor será a distorção inserida no  sinal original. Quaisquer equipamentos com THD abaixo de 0,2% podem ser  considerados de boa qualidade.  
Os valores típicos de mercado são:    - amplificadores para sonorização - &lt; 0,2%
- amplificadores para uso doméstico - &lt; 0,1%
- amplificadores de referência para estúdio - &lt; 0,05%
- amplificadores high end - &lt; 0,02%
Slew Rate ou Taxa de Variação do Sinal  
Slew Rate é a taxa de variação do sinal de saída de um amplificador  por unidade de tempo. Pode-se, ainda, entender a slew rate como a  velocidade com que o amplificador consegue fazer variar no tempo sua  tensão de saída. Sua unidade é volt/microssegundo ().  
Quando a taxa de variação é muito baixa, os sinais de saída com  grande amplitude e alta freqüência não são reproduzidos adequadamente em  função da incapacidade do amplificador em acompanhar, com a rapidez  necessária, estas variações do sinal. Essa inadequação do amplificador  causa uma distorção conhecida como slew induced distortion (distorção induzida por slew rate) ou SID, que produz agudos ásperos e/ou “raspados”.  
Quanto maior é a slew rate, maior é a capacidade do amplificador em trabalhar programas com grande faixa dinâmica.  
Damping Factor ou Fator de Amortecimento  
O fator de amortecimento é a razão entre a impedância nominal do alto-falante (ZL) e a impedância de saída do amplificador (ZO), sendo, por isto, adimensional. É importante observar que ZO  não é a impedância de carga (2Ω, 4Ω, 8Ω etc) do amplificador, mas  valores mais baixos referentes aos transistores utilizados no circuito  de amplificação do equipamento.  
Para que um alto-falante reproduza fielmente o sinal enviado pelo  amplificador, este deve possuir impedância de saída a mais baixa  possível, de forma que o falante “enxergue” um curto-circuito na saída  do amplificador, o que impede que o transdutor vibre em sua freqüência  de ressonância, evitando ruídos inconvenientes.  
Como o fator de amortecimento é função das impedâncias e a impedância  varia com a freqüência, deduz-se que o fator de amortecimento também  varia com a freqüência, sendo comum sua diminuição nas altas  freqüências.  
Altos valores do fator de amortecimento são desejados nos projetos  dos bons amplificadores. Valores abaixo de 100 são considerados ruins  enquanto valores acima de 500 são excelentes.  
É importante observar que, como função da impedância, o fator de  amortecimento é alterado pela adição do componente R (resistência) dos  fios que conectam o amplificador às caixas. Cabos de caixas mal  dimensionados podem reduzir drasticamente o fator de amortecimento,  comprometendo o desempenho do sistema.  
Sensibilidade  
A sensibilidade é o parâmetro que informa qual o nível do sinal de  entrada que leva o amplificador à potência nominal (aquela especificada  pelo fabricante).  
O amplificador é mais sensível à medida que necessita de menor nível  de sinal de entrada para atingir a máxima potência na saída.  
A sensibilidade é um parâmetro fornecido pelo fabricante e costuma ser expressa em V, dBu ou dBV.  
Quanto menor o valor da sensibilidade, mais sensível é o  amplificador, tornando-o adequado à manipulação de sinais que possuam  amplitudes pequenas, como os originados por instrumentos musicais tais  como o violão, proporcionando uma reprodução do sinal original rica em  detalhes.  
Tabela de Características Técnicas
  
    Característica Técnica    Melhor Condição  
    Classe de Operação    AB para médios e agudos  
    H para graves  
    Potência de Saída    Potência RMS com THD &lt; 1%  
    Carga    ZL = ZCARGAÞ Máxima Transferência de Potência  
    Resposta de Freqüência    20 Hz a 20 kHz; +0, -3 dB  
    THD    &lt; 0,2%  
    Slew Rate    &gt; 25     
    Fator de Amortecimento    &gt; 500  
    Sensibilidade    Quanto menor, mais sensível  
  
Esta tabela pode ajudar você na escolha de um novo amplificador. Os  amplificadores parecem equipamentos simples e nunca damos a eles a  devida importância por não observar corretamente seus parâmetros  técnicos. Normalmente nos preocupamos com sua potência de saída e quando  muito com a impedância de carga. Mas a observância destas outras  características do equipamento, com certeza nos dará a capacidade de  escolher um modelo mais adequado à nossa atividade e, por isto, mais  eficiente.  
Abraços potentes.
David Fernandes
Tecnólogo de Telecomunicações
Membro da Audio Engineering Society (AES)
david@audiocon.com.br