As instruções para a ligação de dois alto-falantes de um conjunto estéreo ao amplificador, de modo a estarem em fase, são as seguintes: “Depois de os alto-falantes estarem ligados, toque um disco ou programa monofônico, com o controle dos graves no máximo e o dos agudos no mínimo. Ouvindo o som emitido, ajuste o controle do equilíbrio (balance) de modo que primeiro seja ouvido um dos alto-falantes, depois os dois equilibrados e finalmente o outro alto-falante isoladamente. Se os graves forem mais intensos quando os dois alto-falantes estiverem equilibrados, a ligação estará correta. Se os graves forem mais fracos quando os dois alto-falantes estiverem equilibrados do que quando cada qual estiver emitindo isoladamente, será preciso inverter os terminais de um deles”. Explicar a razão da correção deste método. Em particular, explicar por que não se usa uma fonte estéreo e por que só se comparam os graves.
Passo 1
O enunciado pede para verificar se dois alto-falantes estão ligados em fase, usando um disco ou programa monofônico, graves no máximo e agudos no mínimo, e observando o nível de graves quando se ouve cada alto-falante isoladamente e quando se ouve os dois equilibrados pelo controle de balance. Se, com os dois juntos, os graves ficarem mais intensos, a ligação está correta; se ficarem mais fracos, um dos alto-falantes está invertido. Vamos explicar por que esse procedimento funciona, em termos de interferência de ondas sonoras, e por que se usa fonte monofônica e apenas as baixas frequências.
Passo 2
Por que usar fonte monofônica e não estéreo?
Quando se usa um disco estéreo, o conteúdo dos canais esquerdo e direito é diferente, então cada alto-falante reproduz sinais distintos; não há como comparar diretamente fase ou amplitude conjunta. Com fonte monofônica, ambos recebem exatamente o mesmo sinal, de forma que, se estiverem em fase, suas ondas se somam de modo previsível (construtivo) e, se um estiver invertido, elas se anulam (destrutivo) em certos pontos.
Quando se usa um disco estéreo, o conteúdo dos canais esquerdo e direito é diferente, então cada alto-falante reproduz sinais distintos; não há como comparar diretamente fase ou amplitude conjunta. Com fonte monofônica, ambos recebem exatamente o mesmo sinal, de forma que, se estiverem em fase, suas ondas se somam de modo previsível (construtivo) e, se um estiver invertido, elas se anulam (destrutivo) em certos pontos.
Passo 3
Interferência construtiva e destrutiva de ondas sonoras
Duas ondas sonoras de mesma frequência e amplitude , em fase, produzem no ponto de escuta uma onda resultante de amplitude
, o que corresponde a
dB a mais de nível sonoro. Se estiverem em oposição de fase (
), a amplitude resultante tende a zero (cancelamento). Ou seja:
Duas ondas sonoras de mesma frequência e amplitude
Passo 4
Por que testar só os graves?
- Comprimento de onda das baixas frequências é largo (por exemplo, a
Hz m), muito maior que as distâncias relativas entre alto-falantes e ouvinte. Assim, todo o campo recebido chega praticamente com a mesma fase, sem “buracos” de interferência local. - Nos agudos,
fica menor que as dimensões do ambiente e do próprio alto-falante: surgem reflexões, difração e lobagem direcional, tornando impossível distinguir o efeito de fase da simples coloração acústica da sala. - O ouvido humano percebe melhor diferença de nível em baixas frequências quando as demais estão atenuadas.
Passo 5
Como o método detecta inversão de fase
– Com o balance ajustado para os dois alto-falantes, se eles estiverem corretamente em fase, as ondas graves se somam, elevando o nível de graves acima do que cada um reproduz isoladamente.
– Se um estiver ligado invertido, essas mesmas ondas estarão em oposição de fase e irão se cancelar em boa parte, fazendo com que o nível de graves seja menor do que o ouvido ouve com cada alto-falante isolado.
– Com o balance ajustado para os dois alto-falantes, se eles estiverem corretamente em fase, as ondas graves se somam, elevando o nível de graves acima do que cada um reproduz isoladamente.
– Se um estiver ligado invertido, essas mesmas ondas estarão em oposição de fase e irão se cancelar em boa parte, fazendo com que o nível de graves seja menor do que o ouvido ouve com cada alto-falante isolado.
Resposta
O método funciona porque, ao usar um sinal monofônico de baixas frequências (graves), garante-se que ambos os alto-falantes reproduzam exatamente o mesmo sinal em fase. Nessa condição, ondas em fase se somam (aumentam o nível em cerca de 6 dB) e ondas em oposição de fase se cancelam. Nos agudos, o efeito não é confiável devido às reflexões e à direcionalidade, e com fonte estéreo cada alto-falante receberia sinais diferentes, inviabilizando a comparação de fase.