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Configuração de subgrave cardioide (parte 2)

22.12.2016

 

Exemplo 2. “Medição na escala reduzida: 3 subgraves em uma linha reta, 2 para frente e 1 para trás.”

 

Neste caso não temos que definir a distancia entre as caixas porque todas estarão em uma linha somente, está montagem será mais simples que a do exemplo 1. O procedimento será o mesmo, sem as complicações de ter que escolher uma distancia entre as caixas e uma frequência de referencia.

 

Na figura 14 podemos ver o posicionamento dos subgraves e do microfone. O sinal é o mesmo para as caixas que estão dos lados, apontadas para frente e outro para a que está apontada para trás.

 

Fig. 14. Colocação do microfone e das caixas para este exemplo.

 

 

 

O procedimento é o seguinte:

 

1) Colocamos o microfone atrás das caixas, aonde queremos que se produza o cancelamento.

 

2) Abrimos somente a via do subgrave da frente. Usamos o recurso  “Delay Finder” para introduzir no SATLive o atraso  necessário no canal do sinal de referencia.

 

3) Medimos a resposta de amplitude dos subgraves apontados para frente antes de ajustar as fases. Desta forma poderemos comparar a situação inicial com a configuração cardioide. A medição é a da figura 15. Sempre veremos que a curva de fase dos subgraves tem forma de letra U maiúscula, ou forma de sorriso.

Fig. 15. Curvas de magnitude e fase dos subgraves apontados para frente na posição em que

queremos que se produza o cancelamento.

 

 

 

4) Fechamos a vía dos subgraves orientados para frente e abrimos a vía do subgrave orientado para atrás.

 

5) !!!NÃO voltaremos a usar “Delay Finder”!!! (Não voltaremos a sincronizar o sinal de referencia com o sinal medido) Não vamos esquecer que estamos comparando as fases dos subgraves, ou seja, estamos medindo a diferença de tempo da chegada entre ambos os subgraves em função da frequência. Portanto o delay no canal do sinal de referencia não deve voltar a ser alterado no software de medição.

 

6) Mediremos a vía do subgrave orientado para atrás e compararemos as curvas de fase e amplitude com as dos subgraves orientados para frente. Em nosso caso vemos a curva na figura 16.

Fig. 16. Comparação das curvas de fase dos subgraves orientados para frente (cor vermelha) e

do subgrave orientado para atrás (cor azul). Como se esperava podemos ver uma diferença de niveis e de  fase.

 

 

7) Se faz necessário atuar no ganho do subgrave de trás para igualar seu nível com o do subgrave da frente na posição do microfone de medição. Se fosse necessário também filtraríamos (HPF, LPF ou equalização) para igualar os níveis em toda a banda do subgrave.

 

Neste caso tivemos que aumentar o ganho  do subgrave orientado para trás em 4dB e também filtrar LPF  em 270Hz para que os níveis fossem iguais em toda a banda.

 

Fig. 17. Para que se produza um cancelamento maximo necessitamos que haja uma diferença de fase de

180º entre os subgraves e que também as amplitudes sejam iguais. Neste passo igualamos os níveis dos subgraves aumentando o ganho do que está apontado para trás em 4dB e também tivemos que filtrar com um LPF em 270Hz ( cor azul ).

 

 

8) Acrescentaremos delay no subgrave apontado para trás até que sua curva de fase se encaixe com a dos subgraves apontados para frente.  Não esqueça de guardar as curvas.

Fig. 18. Acrescentamos delay na curva azul até que esta se encaixou com a curva vermelha. Neste exemplo,  o delay acrescentado no subgrave apontado para trás foi de 0,601ms

 

 

9) Inverteremos a polaridade do subgrave apontado para trás. Veremos como a curva de fase se desloca 180º.

 

Fig. 19. Quando invertemos a polaridade do subgrave apontado para trás, vemos que sua curva de fase

é  igual a que está apontada para frente porém  deslocada 180º.

 

 

10) Abriremos o subgrave da frente e o traseiro . Voltaremos a medir a resposta de amplitude do sistema uma vez configurado e compararemos com a medição inicial do subgrave da frente. Se as fases estiverem ajustadas corretamente veremos una diminuição considerável no nível.

 

Fig20. Nesta imagem podemos comparar a curva de pressão do subgrave da frente na posição do

microfone de medição (curva vermelha)  e o da configuração cardioide (Cor verde ). Neste caso,  em algumas frequências podemos ver uma diferença de até 9dB.

 

 

É recomendável fazer uma escuta do resultado usando ruído rosa, caminhando desde a frente até atrás rodeando o sistema. A  diferença tem de ser notável.

 

Também podemos escutar a diferença com ruído rosa na parte de trás entre a configuração cardioide e a convencional pedindo que alguém feche a saída do subgrave de trás.

 

 

11) Ajustaremos os limitadores do processador para que ambas linhas de subgraves limitem ao mesmo tempo.

 

No passo 7 temos diminuído o ganho do  subgrave de trás para que ambos produzissem o mesmo nível na parte traseira da configuração (Lembre que para que se produza um cancelamento excelente a diferença de fase tem de ser de

180º e os niveis tem de ser iguais). Se não ajustarmos os limitadores desta forma, o subgrave da frente limitaría antes que o de trás, desta forma , por uns instante as pressões não seriam iguais e se produziria uma pequena falta de cancelamento intermitente.

 

Este ajuste pode realizar-se com música, variando o limiar de limitação nas saídas do processador para que ambos os sinais limitem simultaneamente..

 

 

 

 

Pressão na parte da frente da configuração cardioide

 

Nem toda a energía do subgrave de trás é usada para o cancelamento. Na parte da frente da configuração cardioide se ganha pressão quando comparada com um único subgrave convencional (Quer dizer, sem contar com o subgrave de trás).

 

 Na  figura 21 podemos ver a diferença de pressão entre um único subgrave e a configuração cardioide.

 

Fig. 21. As curvas vermelhas correspondem com as respostas de magnitude e fase das caixas apontadas para o público na frente da caixa e as verdes com as da configuração cardioide.

.

 

Neste caso concluímos que, na frente ganhamos aproximadamente 3dB entre 135Hz e

250Hz. Acima de 250Hz a diferença diminuiu até chegar a 360Hz aonde os níveis se igualaram. Abaixo de 135Hz a diferença vai diminuindo também até que os níveis se igualam em 115Hz.

 

Como funciona esta configuração?

 

Basicamente pelos mesmos princípios da configuração anterior, somente neste caso a difração desempenha um papel muito importante. As dimensões da caixa de subgraves e a própria configuração terão um efeito determinante nos tempos de propagação da onda para trás pelo tanto de delay acresecentado. É

aconselhável fazer as medições como descrevemos aqui no lugar de confiar nos cálculos que podem ser diferentes das medições , isto deve-se aos efeitos da difração e da

velocidade do ar.

 

Medição em câmara anecóica

 

Pode se ilustrar a eficácia desta configuração cardioide medindo suas curvas polares e obtendo o mapa isobárico.

Fig. 22. Curvas polares da configuração cardioide medida em câmara anecóica

 

 

 

Se vê claramente como se comporta a radiação com um padrão cardioide, em forma de coração, que é o que buscávamos. O padrão é ligeiramente diferente para as diferentes frequências. A frequência mais baixa que vemos é 160Hz , que é o limite da camara anecoica. . Há que se considerar que as frequências que se mostram aqui tem que ser divididas por 4,5 para que tenhamos o calculo das frequências equivalentes para um alto-falante de 18”. Assim os 160Hz da medida em modo escala corresponde com uma frequência de 35,5Hz em um subgrave de 18”.

 Fig. 23. Mapa isobárico da configuração cardioide.

 

 

Os mapas isóbaricos representam a cobertura em graus de um sistema (eixo vertical) em função da frequência (eixo horizontal). Na escala da direita pode-se ver que a cor branca (no  límite da cor azul) indica -6dB em relação do centro. Se vê que, praticamente em toda a banda, teremos -6dB a +90º e -90º, quer dizer uma cobertura de

180º.

 

 

 

 

traduzido do espanhol na íntegra por Douglas Barba 

 

FONTE:   Por Joan la Roda - Departamento de Engenharia- DAS AUDIO (Ajustes de configuraciones cardioides de subgraves )

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