Caixas de som

Qual a litragem correta?

Todo falante de confiana ao ser fabricado passa por diversos testes para se apurar a litragem mais adequada para se alcanar um melhor rendimento do mesmo. Caso voc no tenha idia da litragem especfica de seu falante tome como base uma litragem mdia de 27 L a 35 L para uma caixa selada levando em conta falantes de 10'' a 12'' e 35 a 40 L para caixas dutadas. Chama-se de litragem mdia pois so poucos os falantes de litragem baixa e estes costumam ter um custo alto com relao a falantes similares de potncia aproximada.

Caixa de fibra ou madeira MDF?

A verdade uma s, no existe caixa melhor do que a de madeira MDF feita e litrada segundo o manual do fabricante, mas ela tem suas desvantagens como ocupar um bom espao do porta-malas, ao contrrio das caixas de fibra que so moldadas na lateral do porta-malas que ocupam um espao muito menor, porm seu som deixa a desejar com relao a uma caixa de madeira MDF, ainda mais se est for dutada o que resultara num

grave bem equilibrado, prolongado e um ganho maior de DBs.

C a i x a s A c s t i c a s

Closed Box Vented Box BandPass Box 4a ordem

Iso PushPull Box

4a ordem

BandPass Box

6a ordem Push Pull

6a ordem Pull Pull Vented Pull Pull Closed

Cada uma delas tem caractersticas prprias e se prestam melhor a determinados fins. 4a ordem e 6a ordem indicam o grau de atenuao da caixa

A Caixa Acstica

Woofers e Subwoofers requerem para seu correto funcionamento, instalao dentro de caixas acsticas adequadas s suas caractersticas eletromecnicas. A caixa acstica permite ao alto-falante trabalhar em condies ideais, reproduzindo sons com eficincia e qualidade, sem riscos de danos por excesso de excurso. Uma caixa acstica corretamente calculada e construda, reala a performance do woofer/subwoofer, aumentando a intensidade do som, a potncia aplicvel e a resposta de transientes. A Caixa acstica isola a parte dianteira da parte traseira de um alto-falante. Toda fonte de udio emite radiao sonora para frente e para trs, simultaneamente, mas com polaridades diferentes, isto , a onde que sai por trs do falante inversa onda que sai da frente do falante ou simplificando, defasagem de 180 graus. Portanto como as polaridades das propagaes so opostas, fica impossvel, sem a caixa, evitar o cancelamento de ondas. Nas baixas freqncias, o cancelamento de ondas ainda mais prejudicial qualidade final do udio porque a propagao das ondas extremamente difusa, superior a 180 graus. Portanto o volume da caixa que determina a frequncia de sintonia do sistema "caixa-falante". Uma caixa acstica pequena demais joga a frequncia de sintonia para cima, deformando a resposta fazendo o sistema gerar distores e aumentando o risco de o falante queimar O clculo da caixa acstica deve levar em conta os parmetros Thiele Small do alto-falante, bem como o resultado final que se deseja. Se voc est procurando graves bem pronunciados e at um pouco retumbantes, o tipo e o tamanho da caixa acstica

e sua sintonia so diferentes do que os adequados a uma resposta de graves potente porm mais bem definida. Alm disso a performance de uma caixa acstica instalada dentro de um veculo, difere substancialmente de seu comportamento em uma sala residencial. Por este motivo, caixas acsticas calculadas utilizando softwares convencionais, apresentam resultados bastante diferentes dos esperados, quando instaladas dentro de um veculo. O interior de um automvel pode ser considerado como um campo de presso, cuja tendncia de reforar os sons graves, sendo este reforo tanto maior, quanto menores forem o volume interno do veculo e a frequncia reproduzida. Para o clculo do volume da caixa acstica, ser preciso dos: Parmetros Thielle-Small - Fs - Qts - Vas - Xmax - SPL Com a posse desses parmetros, voc pode adquirir qualquer: Programa para clculo do volume da caixa disponvel na Internet. (este CD dispe de alguns, mas existem vrios).

Existe vrios tipos de caixas acsticas, a escolha de uma caixa acstica depende de sua utilizao. Para tanto deve-se levar em considerao as caractersticas de cada caixa.

CUIDADOS NA CONSTRUO DE UMA CAIXA ACSTICA

Na hora de construirmos uma caixa acstica, devemos sempre estar atentos a alguns detalhes. Estes detalhes fazem a diferena entre um som bom ou ruim, forte ou fraco, etc. Existem alguns pontos que sempre devem ser levados em conta.

A caixa deve ser construda com madeira de espessura suficiente para garantir que as paredes no vibrem. Uma sugesto seria o uso de no mnimo 15mm. Deve-se vedar todos os cantos da caixa com silicone ou material semelhante. aconselhvel o uso de matrias como: Underseal (emborrachamento), Manta Asfltica , etc. Isto garante uma maior rigidez a caixa. A juno entre o alto-falante e a caixa deve ser bem vendada, com materiais como silicone, massa de calefatar, etc. Deve-se utilizar caixas que possuam o menor nmero de paredes paralelas, ou seja, uma caixa do tipo trapzio, cilindro, etc. Caixas com paredes paralelas podem apresentar problemas de cancelamento (perda de eficincia).

Os tipos de de caixa acstica Closed Box (Selada)

Excelente resposta a transientes principalmente para valores de Qtc inferiores a 0,7 situao em que a

resposta de graves prejudicada ( F3>Fc ) Resposta de frequncia plana Baixa distoro em toda a faixa Pouco reforo em baixa frequncia Utiliza alto-falantes de alta excurso. (por ter volume interno fixo a caixa

evita excurses exageradas do falante, diminuindo o volume em 15% possvel aplicar at 30% a mais de potncia)

Suportam altas potncias sem que se aumente o risco de danificar o alto-falante na mesma proporo.

Ideal para quem deseja um grave puro e profundo Bom para Pop, Dance, Heavy Metal e Rock. (msicas com batidas de

impacto) O volume da caixa Closed podem variar com os seguintes resultados: - Volume menor: Frequncia de sintonia sobe; Resposta de graves menos estendida, menos plana; Graves mais acentuados; Potncia aplicvel maior; Som mais "duro", grave de ataque; - Volume maior: Frequncia de sintonia desce; Resposta de graves mais estendida (baixas frequncias); Resposta mais plana; Potncia aplicvel menor; Graves mais profundos e mais natural;

Vented Box (Dutada)

Resposta de graves estendida Alto SPL Boa resposta a transientes Baixa distoro na frequncia de sintonia Para quem deseja graves reforados O duto permite acentuar a resposta de graves em torno da frequncia de

sintonia Fb O duto pode ser interno, parte interna parte externa caixa e curva, basta

manter o comprimento exigido pelo projeto Possui resposta transitria inferior da caixa fechada. Permite muita frexibilidade de projeto, justamente pela variao de sintonia

do duto. Este tipo de sistema promove um ganho de cerca de 3 dB a mais que uma caixa selada. Pode ser alinhada para uma resposta mais agressiva em baixa frequncia, atuando tambm no controle de excurso do alto-falante. O duto pode possuir qualquer formato. A sintonia feita atravs do volume total do duto, tambm chamado de prtico.

Bom para Jazz, MPB, Clssico, Pop, Ax, Pagode. (msicas com graves estendidas)

A excurso do cone na frequncia de sintonia Fb fica extremamente reduzida, e cresce para frequncias abaixo de Fb.

O duto funciona como uma espcia de emissor sonoro, contribuindo de forma significativa nas respostas de baixas frequncias . O duto tambm faz com que o deslocamento do cone seja reduzido, permitindo o uso de falantes de maior sensibilidade ( cone de menor massa e bobina com enrolamento de menor altura = conjunto mvel mais leve e eficiente).

Caixa Vented e Bandpass Nas caixas vented e bandpass, tanto os volumes quanto as dimenses dos dutos so crticas e no devem ser alteradas, sem cuidadoso reclculo. O dimetro dos dutos pode ser alterado, desde de que seu comprimento seja ajustado proporcionalmente. Quanto maior for o dimetro do duto, tanto maior dever ser o seu comprimento. BandPass

Resposta de graves extendida Banda de frequncia definida Boa resposta a transientes Alto SPL Alta potncia Esse tipo de caixa acstica comporta-se como um filtro acstico passa faixa,

sendo do tipo radiador indireto ( o alto-falante no transmite diretamente). Possibilita a obteno de rendimentos superiores ao de referncia do alto-falante, o que no acontece com as caixas do tipo radiador direto (caixa fechada, refletor de graves, etc).

Utiliza duas cmaras, onde a primeira envolve a parte de depresso do alto-falante (traseira) e possui 2/3 do volume total da caixa. A segunda envolve a parte de presso (frente) e utiliza 1/3 do volume total. A primeira cmara estabelece o corte FL (frequncia de corte inferior) e a segunda o corte FH (frequncia de corte superior). Este sistema acstico possui uma resposta muito definida e agradvel nos graves, controlando muito bem a excurso do cone do alto-falante.

Bom para todos os tipos de msica.

Isobaric Push Pull

Neste tipo de caixa acstica dois alto-falantes trabalham com suas zonas de presso fechadas um contra o outro, ligados em oposio de fase. Enquanto o cone de um dos falantes puxa, o do outro empurra.

Possui resposta agressiva nas baixas frequncias e utiliza alto-falantes de alta fidelidade

Esse sistema consistem em uma associao em srie, acusticamente falando, de dois alto-falantes idnticos. O alto-falante resultante ter os mesmos valores de Fs e Qts, mas apenas metade do Vas, O resultado disso que o volume Vb, exigido pela caixa, cai pela metade, assim como o rendimento, que a grande desvantagem desse sistema. No caso da montagem isobrica push pull, a distoro diminui, devido ao cancelamento proporcionado pela ao complementar das bobinas, deslocando-se no campo magntico.

Bom para Pop, Dance, heavy Metal e Rock.

Isobaric Pull Pull

Dois alto-falantes trabalham, um "olhando" para a parte posterior do outro, fechados entre si por uma pequena cmara, mas ambos em outra cmara selada ou com duto. Este sistema promove ganho de SPL (nvel de presso sonora).

Possui as mesmas propriedades do Iso Push Pull, exceto quanto a distoro. Alto-falantes com orifcio de ventilao traseira no so recomendados para essa aplicao.

Bom para Pop, Dance, Heavy Metal e Rock.

Construo da caixa acstica

CLCULO DO VOLUME DE UMA CAIXA SELADA

Atravs do clculo do volume da caixa pode-se obter vrios tipos de curva de resposta variando desde uma reproduo sonora "seca" at uma do tipo retumbante. Para isso o clculo deve levar em conta um determinado valor do Q do conjunto denominado Qtc. Semelhantemente ao alto-falante do valor do Qtc depende o tipo de resposta. Um Qtc da ordem de 0,7 resultar em uma caixa bastante amortecida, com tima resposta a transientes e resposta de freqncias plana. Um Qtc = 1,1 propiciar uma resposta mais "encorpada", eficincia mxima e resposta a transientes ligeiramente degradada. Valores menores do que 0,7 ou maiores do que 1,1 so desaconselhveis.

O clculo do volume da caixa "closed" para um determinado alto-falante extremamente simples o que faz com que este tipo de caixa seja bastante popular. Devemos em primeiro lugar escolher um Qtc entre 0,7 e 1,1, de acordo com o resultado final desejado. Calcula-se ento a relao de complincia.

a = (Qtc / Qts) - 1

Calcula-se ento o volume da caixa acstica pela frmula a seguir:

Vb = Vas / a Vb = volume da caixa. Vas = volume equivalente do alto-falante a = relao de complincia

Calculam-se a seguir as freqncias de ressonncia da caixa (Fc) e a freqncia de corte (F3) de acordo com as frmulas abaixo.

Fc = Qtc x Fs / Qts

Se o Qtc escolhido for 0,7 estas duas freqncias sero iguais porm se o Qtc for maior, a freqncia de corte ser inferior freqncia de ressonncia e a resposta de graves ser entendida ( custa de um menor amortecimento e a uma piora na resposta de transientes). interessante notar que a escolha do Qtc final vai determinar tanto o volume da caixa quanto a freqncia de corte inferior (F3). Valores baixos de Qtc (perto de 0,7) demandam caixas com grande volume, porem apresentam valores de F3 menores (a resposta de graves mais estendida). Valores altos de Qtc conduzem a caixas de menor volume, porem com resposta de graves menos estendida. prtica comum revestir algumas ou todas as paredes internas da caixa acstica com material absorvente de som (geralmente l de vidro ou espuma de poliuretano ou polister) com a finalidade de absorver as ondas sonoras geradas pela parte traseira do cone, que refletindo nas paredes da caixa podem interferir com os sons produzidos pelo alto-falante causando reforos e atenuaes. Este material tambm ajuda a evitar a formao de ondas estacionrias entre as paredes paralelas da caixa. O material absorvente, alm dos efeitos acima, apresenta a propriedade de promover trocas trmicas entre as zonas de alta presso e as de baixa presso dentro da caixa, transformando as variaes de presso de adiabticas em isotrmicas. Isto na prtica equivale a aumentar o volume da caixa acstica at um mximo terico de 40 % (para a caixa toda cheia de material absorvente). Este efeito deve ser levado em conta nos clculos acima descritos.

- Forma: A forma geomtrica de uma caixa acstica pode influenciar em sua resposta de frequncia e rendimento no interior do carro. Isto ocorre devido formao de ondas estacionarias, as quais provocam defasagens e cancelamentos de frequncias. Para evitar a formao de ondas estacionrias, devem ser evitadas medidas iguais ou mltiplas para a altura, largura e profundidade (como uma caixa quadrada) e se possvel utilizar paredes no paralelas. Podemos citar como exemplo uma caixa do tipo cubo, esta no seria uma boa caixa, j que possui ngulos iguais e paredes paralelas. J na caixa trapezoidal estaria prxima ao ideal.

- Reforo: Para funcionamento adequado, as paredes da caixa acstica devem ser rgidas no devendo vibrar devido s altas presses internas geradas pelo alto-falante O uso de materiais anti-rudos e reforos internos unindo painis opostos ajudam a manter a boa estrutura da caixa. Assim a caixa acstica final deve ser extremamente slida para no vibrar, assim melhora-se o rendimento do conjunto caixa/falante

- Madeira: Recomenda-se utilizar aglomerado de mdia densidade (MDF, uma madeira que parece ser feito de p de madeira prenssado com tima resistncia) ou madeira aglomerada ou compensada com espessura mnima de 15mm. Uma caixa ideal deve ser construda com material que tenha bons nveis de absoro, amortecimento e isolamento acsticos. Caixas moldadas em fibra de vidro ou qualquer outro tipo de resina, alm da falta de amortecimento, elas vibram com mais facilidade diminuindo o rendimento do conjunto.

- Vedao: A vedao da caixa um dos itens mais comprometedores para um bom funcionamento da caixa acstica. Para que isso possa ser evitado, deve-se utilizar silicone nos cantos onde possam existir vazamentos. As juntas devem ser colocadas e aparafusadas e deve-se aplicar internamente um filete de borracha de silicone para obter perfeita vedao. Deve-se tambm utilizar massa de calafetar ou guarnio de espuma de borracha entre o alto-falante e a caixa acstica para evitar vazamentos de ar.

- Forrao interna: Tem como objetivo minimizar reflexes internas do som e ressonncias, pois estes aumentam o fator de amortecimento da caixa, ela deve ser totalmente revestida em seu interior com l de vidro de baixa densidade ou espuma de polister ou l de polister. A funo do revestimento interno aumentar o fator de amortecimento da caixa, para que no sejam introduzidas coloraes e distores provocadas por ondas estacionrias. O revestimento interno melhora muito a condio de filtro da caixa acstica, para algumas frequncias, mas cada sistema acstico possui as suas peculiaridades, quanto ao tipo e quantidade de material fono-absorvente. O revestimento interno tambm contribui para graves mais perfeitos e timbres mais suaves, mas introduzem perdas de energia acstica.

- Forrao externa: A superfcie externa da caixa pode ser pintada ou revestida com carpete (colada com cola de sapateiro, amarelo) ou curvin (couro sinttico).

- Dutos: Os dutos devem seguir uma relao de comprimento x dimetro para que atue em uma determinada frequncia. O duto pode ser totalmente interno caixa, parte fora parte dentro da caixa e pode ser curvo (como se fosse um duto reto entortado);

- Fixao: Devido ao alto peso de alguns alto-falantes, a fixao caixa acstica deve ser feita com parafusos auto-atarrachantes do tipo philips (imagine se fosse chave de fenda e este escapasse direto pro cone do subwoofer....) de dimetro e comprimento adequados e em nmero igual aos furos existentes na carcaa.

- Local de fixao: A caixa de um subwoofer pode ser colocada em qualquer lugar do veculo, devido propriedade no direcional das baixas frequncias. No entanto o alto-falante ( ou duto, no caso de caixas vented ou band-pass) deve manter uma distncia mnima de 5cm de qualquer material que possa obstruir a passagem de som.

Mais exemplos:

CLCULO DAS DIMENSES DE UMA CAIXA ACSTICA

O clculo das dimenses de uma caixa acstica muito simples. H vrios formatos de caixa, sendo cada um deles utilizados em casos especficos. As mais comuns so as caixas: Retangular Trapezoidal Cilndrica "Band-Pass"

Abaixo estos os formatos e suas respectivas frmulas de clculo.

Caixa Retangular Retangular o formato mais conhecido e utilizado nos projetos de Caixas Acsticas. As dimenses podem ser calculadas da seguinte forma:

Caixa Trapezoidal Trapezoidal um formato muito conhecido por aqueles que trabalham com Som Automotivo, pois este tipo de caixa muito utilizado nos carros, caminhonetes e vans. Este similar ao formato retangular, exceto um lado que inclinado. As dimenses podem ser calculadas da seguinte forma:

Cilndrico (Tipo Bazooca) Cilndrico um formato tambm muito conhecido e utilizado, devido a sua praticidade de manuseio e construo. um formato bastante simples, pois apresenta apenas duas dimenses. As dimenses desta caixa podem ser calculadas da seguinte forma:

Band-Pass Uma caixa Band-Pass possui dois volumes distintos, com o alto-falante montado na parede que os dividi. O volume Vb1 corresponde a cmara traseira, esta que controla o limite inferior da resposta de frequncia da caixa . O Vb2 corresponde a cmara frontal, a qual controla o limite superior da reposta de frequncia da caixa. O duto estar sempre na cmara Vb2. Esta caixa pode ser calculada da seguinte forma:

Cmara Traseira

Cmara Frontal

GLOSSRIO

Excurso: - Movimentao positiva e negativa do conjunto bobina/cone. Resposta a Transientes: - Capacidade do alto-falante em retornar a sua

posio anterior (em repouso), o mais rpido possvel aps a interrupo do som.

Thiele-small: - Parmetros de um alto-falante necessrios para a construo de uma caixa acstica. Esse o nome de duas pessoas que criaram estes parmetros para alto-falantes, Neville Thielle e Richard H. Small

MDF: - Aglomerado chileno, madeira de composio rgida, formado por p fino de madeira aglomerada muito rgida.

Ondas Estacionrias: - So ondas que se formam devido ao uso de paredes paralelas e ngulos iguais, as quais causam defasagens e inverses de fase, dentro da caixa acstica.