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 Gama frequêcias de uma coluna

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resistor



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MensagemAssunto: Gama frequêcias de uma coluna   Seg Abr 25 2016, 22:53

Boa noite a todos, gostaria que com alguma paciência os meus caros amigos audiófilos me explicassem o que é a gama de frequências de uma coluna e de que forma essa gama afecta ba qualidade final da reprodução ou mesmo a qualidade das colunas, muito obrigadoa todos.
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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Seg Abr 25 2016, 23:38

A gama de frequências define o espectro de frequências que as colunas conseguem reproduzir.

A audição de um ser humano jovem e saudável está limitada a uma banda que vai dos 20Hz (grave) aos 20.000Hz (agudo).


Como tal, uma coluna que reproduz todo o espectro audível é descrita como sendo full-range mas estas são raras, caras e enormes porque uma resposta extensa nas baixas frequências (graves) requer que se verifiquem duas das três condições: grande superfície de radiação, grande volume de caixa, grande excursão do cone.

A grande maioria das colunas fabricadas estende-se nas altas frequências (agudos) para além dos limites de audição de um homem adulto que anda entre os 17 e os 18kHz.
O mesmo já não acontece nas baixas frequências, onde a extensão fica aquém dos limites audíveis em quase todos os modelos, sendo que regra geral essa limitação é maior quanto menores forem as colunas.

Vejamos dois exemplos:

B&W 805D (coluna de suporte com 2 vias)
Gama de frequências: 42 - 28.000Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

B&W 802D (coluna de pavimento com 3 vias)
Gama de frequências: 17 - 28.000 Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

Como se pode verificar a coluna de maiores dimensões consegue produzir frequências muito mais graves; diz-se que tem maior extensão nos graves.
Nos agudos o desempenho é idêntico pois utilizam o mesmo altifalante de agudos.


No que se refere à qualidade de som, há dois factores directamente ligados à curva resposta de frequências:

O primeiro tem a ver com a linearidade da curva de reposta, que deve ser o mais plana possível para não exagerar ou atenuar nenhuma parte do espectro o que irá alterar o equilíbrio dos tons contidos na gravação (daí se ter convencionado indicar a variação, normalmente ±3dB).


B&W CM1


Kef LS50


PSB Synchrony Two B

E o segundo tem a ver com a inclinação da curva que segundo vários especialistas (BBC, Toole, B&K) deve apresentar uma pendente ligeira dos graves para os agudos.


Harbeth Monitor 30

(fonte: Soundstage)

Infelizmente a resposta de frequências que é fornecida pela maior parte dos fabricantes normalmente não menciona a variação e como tal não tem qualquer utilidade para o consumidor pois não sabemos se o limite indicado para as baixas frequências se encontra a -3, -6 ou -10dB ou qual é a variação (que pode ser maior do que ±3dB).

Daí a importância das medições fornecidas por revistas como a Soundstage, a Stereophile ou a Hi Fi World.

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Última edição por ricardo onga-ku em Ter Abr 26 2016, 16:02, editado 4 vez(es)
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resistor



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MensagemAssunto: Gama de frequências   Seg Abr 25 2016, 23:56

Caro Ricardo, como sempre magistral na explicação e desdobramento do tema sem parecer chinês(!!!), fiquei esclarecido muito embora vá ler e reler o que o meu caro Senhor elucidou!!! Quanto à polémica qualidade final, detalhe, palco, etc, será porventura a qualidade do crossover e drives os principais responsáveis, certo?
O meu muito obrigado
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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 09:24

Recapitulando.

1. A curva de resposta de frequências deve ser plana, uma recta, com uma ligeira pendente dos graves para os agudos.
Quando isso não acontece a tonalidade dos instrumentos será alterada: uma nota de 2kHz tocada pelo Keith Jarrett vai soar diferente nas 4 colunas que mencionei acima, menos intensa nas CM1, destacada nas LS50, bem integrada com o resto das notas nas restantes colunas.

2. Quanto maiores as colunas ou e os altifalantes, mais extensa será a resposta nos graves (a coluna produz frequências mais graves).

3. As colunas e os altifalantes de maiores dimensões têm ainda a vantagem de começar a produzir distorção a volumes mais elevados, aumentando desse modo a gama dinâmica útil da coluna: colunas pequenas não tocam alto, berram.

4. As colunas com 3 vias (altifalantes para agudos médios e graves) produzem menos distorção (por intermodulação) mas são mais caras, maiores, e requerem mais corrente para que sejam correctamente alimentadas.
Precisam também de uma maior distância entre elas e o ponto de escuta para que o som produzido por cada altifalante se integre perfeitamente.
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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 10:04

Ainda no que se refere à resposta de frequências, existem impressões ou sensações subjectivas associadas a várias bandas do espectro de frequências audível, conforme está descrito nesta tabela interactiva (deslocar o cursor sobre a tabela mostra informação no canto superior direito):

http://www.independentrecording.net/irn/resources/freqchart/main_display.htm

Por exemplo, um atenuar de energia na "gama de presença" (por volta do 4kHz) dá uma impressão de maior "transparência" e de "recuo da imagem estereofónico" enquanto que um exagero nos 2-4kHz torna o som mais "definido" mas produz fadiga auditiva, e uma depressão em torno dos 200-300Hz torna o grava aparentemente mais "tenso" e "rápido" mas o som fica globalmente menos "cheio" e mais "frio".
O extremo agudo é responsável pela impressão de "ar".

Mais informação aqui e aqui.

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João Henrique
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 10:22



Explicação sucinta e explicita

A meu ver explicações como esta deveriam ter lugar numa secção especial dedicada a noções teóricas. Vários tópico desta envergadura perdem-se nos meandros do nosso fórum e por vezes escamoteados em tópicos com o nome (assunto) menos sugestivos (o que não é o caso). Fica aqui a sugestão à Administração.
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Nunão
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 15:45

João Henrique escreveu:


Explicação sucinta e explicita

A meu ver explicações como esta deveriam ter lugar numa secção especial dedicada a noções teóricas. Vários tópico desta envergadura perdem-se nos meandros do nosso fórum e por vezes escamoteados em tópicos com o nome (assunto) menos sugestivos (o que não é o caso). Fica aqui a sugestão à Administração.


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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 20:44

Já falei na resposta ao eixo medida em câmara anecóica (uma sala que absorve os reflexos produzidos pelas superfícies) mas a dispersão do som produzido pelas colunas convencionais (monopolo de radiação directa) altera-se quando nos desviamos do eixo.
Os factores que afectam a resposta fora do eixo são a largura da face onde estão montados os altifalantes (em inglês baffle) e a forma dessa superfície e das suas arestas.


difracção

Sem entrar em muito detalhe, a reposta fora do eixo é importante na medida em que não escutamos exactamente ao eixo e a nossa sala é composta por superfícies duras não absorventes e os reflexos que produzem contribuem para a tonalidade global afectando a gama média e os agudos.
A resposta global da coluna é chamada de power response.

Neste aspecto particular do desempenho há duas correntes distintas:

A "escola" norte americana liderada por Floyd Toole
que defende uma resposta uniformemente plana fora do eixo
até aos agudos e perdendo intensidade daí em diante, recorrendo por vezes a
wave-guides para controlar a directividade:


E a "escola" inglesa que resultou da pesquisa efectuada pelo
Research Department da BBC e propõe uma atenuação
da resposta fora do eixo na zona onde o ouvido é mais sensível
e também uma atenuação gradual das altas frequências:


(fonte: Stereophile)

Na minha opinião e experiência esta última é mais adequada para a típica sala doméstica não tratada, especialmente se as colunas estiverem colocadas na parede curta e consequentemente mais próximas das paredes laterais.

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Última edição por ricardo onga-ku em Ter Abr 26 2016, 21:43, editado 3 vez(es)
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luis lopes
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 21:21

Nunão escreveu:
João Henrique escreveu:


Explicação sucinta e explicita

A meu ver explicações como esta deveriam ter lugar numa secção especial dedicada a noções teóricas. Vários tópico desta envergadura perdem-se nos meandros do nosso fórum e por vezes escamoteados em tópicos com o nome (assunto) menos sugestivos (o que não é o caso). Fica aqui a sugestão à Administração.


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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Ter Abr 26 2016, 21:26

As ressonâncias produzidas pela caixa e pelos altifalantes também afectam a resposta das colunas.
A primeira resulta da vibração da caixa por simpatia e afecta sobretudo a "claridade" com que o sinal é reproduzido; situando-se no médio-baixo pode dar uma sensação de "calor" mas quando se manifesta onde o ouvido é mais sensível torna-se desagradável.


Elac Debut B6

Na minha opinião a ressonância produzida pelos altifalantes, especialmente no topo da banda quando o sinal transita para o tweeter e onde o ouvido é mais sensível, são muitíssimo mais nefastas e desagradáveis.
Este tipo de ressonâncias é mais intenso e difícil de atenuar quando os cones ou as cúpulas são feitos de um material rígido (alumínio, kevlar, cerâmica); não é por acidente que os sinos são feitos de bronze ou mesmo em vidro e os pratos em diversos tipos de metal.
O melhor exemplo disponível de uma má implementação de cones e cúpulas rígidas é o das Monitor Audio da série Studio como p.ex. estas Studio 15:


decaimento do woofer


decaimento do conjunto (woofer + tweeter)

Aqui é evidente que o som produzido pelo woofer decai rapidamente com a excepção do pico de ressonância que não só sobressai na resposta global como se prolonga bastante no tempo, tal como o ressoar de uma campainha (o altifalante já parou de receber energia mas continua a vibrar/ressoar aos 5,5kHz).
O tweeter também apresenta um pico de ressonância monumental e apesar de se encontrar fora do limiar da audição humana é possível que afecte a resposta do altifalante nas frequências audíveis...


resposta em ambiente semi-anecóico numa janela de 60º

(fonte: Stereophile)

Nesta última imagem é notória a forma como a ressonância do woofer (pico aos 5,5kHz) afecta a resposta global da coluna.
Se quiserem ter uma ideia de com soa um tom de teste de 5kHz podem ir aqui.

Curiosamente muitos audiófilos (e reviewers) associam este tipo de ressonância como uma maior capacidade de extrair informação ou de elevada resolução pois trata-se de uma distorção que tem uma correlação directa com o sinal gravado...

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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 13:19

Como se pode ver, não é possível que duas colunas diferentes produzam as mesmas medições em todos os parâmetros.
Mesmo se a curva de resposta de frequências for igual quando medida ao eixo em câmara anecoica (o que pode ser feito artificialmente com quaisquer colunas usando correcção por DSP) a resposta polar e as distorções produzidas pelas caixas e altifalantes serão diferentes.

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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 13:53

Alguns factores que definem o desempenho de umas colunas:

- a linearidade da curva de resposta de frequências ao eixo (medida em câmara anecoica) que define a tonalidade da coluna e a fidelidade com que esta reproduz o sinal (ou seja, o som das vozes e dos instrumentos numa boa gravação)

- as características da reposta fora do eixo (ou padrão de radiação) que determinam a forma como a coluna interage com a sala

- a integração adequada dos altifalantes, tanto ao nível do filtro divisor de frequências como no que respeita à "assinatura" sónica dos mesmos (o ideal é que essa "assinatura" não seja audível)

- os níveis de distorção produzidos pela caixa e altifalantes a volumes elevados, que determinam a gama dinâmica útil da coluna

- a capacidade de reproduzir sinais de baixa intensidade ou resolução
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mannitheear
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 15:03

ricardo onga-ku escreveu:

Vejamos dois exemplos:

B&W 805D (coluna de suporte com 2 vias)
Gama de frequências: 42 - 28.000Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

B&W 802D (coluna de pavimento com 3 vias)
Gama de frequências: 17 - 28.000 Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

Dear Ricardo,

why don't you publish real measurements for big speakers like the B&W 802D? (I know the reason...  
The 17 Hz are utopical, in reality this speaker reaches 32 Hz (- 3 dB), which is a very good number but far from 17 Hz. The lowest note of a double bass is 41 Hz.

https://www.stereo.de/hifi-test/lautsprecher/standboxen/bw-802-diamond/

Cheers
Manfred
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ricardo onga-ku
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 16:18

mannitheear escreveu:
ricardo onga-ku escreveu:

Vejamos dois exemplos:

B&W 805D (coluna de suporte com 2 vias)
Gama de frequências: 42 - 28.000Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

B&W 802D (coluna de pavimento com 3 vias)
Gama de frequências: 17 - 28.000 Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

Dear Ricardo,

why don't you publish real measurements for big speakers like the B&W 802D? (I know the reason...  
The 17 Hz are utopical, in reality this speaker reaches 32 Hz (- 3 dB), which is a very good number but far from 17 Hz. The lowest note of a double bass is 41 Hz.

https://www.stereo.de/hifi-test/lautsprecher/standboxen/bw-802-diamond/

Cheers
Manfred

I agree with your comments (although I do see a benefit in going below 30Hz) but I wouldn't use Stereophile's frequency response measurements as guidance because they're not made in an anechoic environment and also because the frequency response measurement is not made on axis but the combination of half a dozen measurements at different positions.
For frequency response on axis check their waterfall measurement.

R
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António José da Silva
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 16:33

mannitheear escreveu:
ricardo onga-ku escreveu:

Vejamos dois exemplos:

B&W 805D (coluna de suporte com 2 vias)
Gama de frequências: 42 - 28.000Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

B&W 802D (coluna de pavimento com 3 vias)
Gama de frequências: 17 - 28.000 Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

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zaratustra
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MensagemAssunto: Re: Gama frequêcias de uma coluna   Qui Abr 28 2016, 17:25

António José da Silva escreveu:
mannitheear escreveu:
ricardo onga-ku escreveu:

Vejamos dois exemplos:

B&W 805D (coluna de suporte com 2 vias)
Gama de frequências: 42 - 28.000Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

B&W 802D (coluna de pavimento com 3 vias)
Gama de frequências: 17 - 28.000 Hz (medida ao eixo, com uma variação máxima de ±3dB)

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The 17 Hz are utopical, in reality this speaker reaches 32 Hz (- 3 dB), which is a very good number but far from 17 Hz. The lowest note of a double bass is 41 Hz.

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