Uma grande decisão que os profissionais de som devem tomar ao escolher amplificadores de potência é se um sistema de alto-falante de alta impedância ou baixa impedância será usado. Este é um aspecto da projeção de instalação do som que não é muito conhecido, mas é uma consideração chave ao decidir sobre o tipo e quantidade de amplificadores de potência que serão usados.

Impedância é um assunto complicado que requer algum estudo aprofundado. Segue uma explicação simples. A “Lei de Ohm” é um princípio fundamental da eletrônica que descreve a relação entre tensão, corrente e resistência. Tensão corresponde à pressão elétrica, corrente corresponde ao fluxo e resistência é a quantidade de oposição a esse fluxo. Resistência e impedância são similares, mas enquanto a resistência aplica-se principalmente à DC (corrente direita), a impedância refere-se à oposição do fluxo de CA (corrente alternada). A diferença pode ser ignorada devido nossa discussão.

Para tornar as coisas mais claras, você pode pensar no fornecimento de eletricidade como uma barragem. A tensão corresponde à pressão da água que flui pela barragem, a corrente é a quantidade (volume) de água que flui pela barragem, e a resistência é a válvula que controla a quantidade de água que flui pela barragem. Fechar a válvula, aumentado a impedância, irá reduzir o fluxo, mas a pressão continuará a mesma. Agora que entendemos esta relação, podemos falar sobre conexões de sistema de alto-falante de alta impedância e baixa impedância.

Para uma conexão de alta impedância, um transformador de alto-falante que aumenta a impedância sem centenas ou milhares de ohms é acrescentado ao sistema de alto-falante. Isto permite que o sistema de alto-falante possa ser conduzido efetivamente com muito menos corrente do que o necessário para um sistema de baixa impedância. Isso, por sua vez, possibilita conectar maior número de sistemas de alto-falante para cada saída do amplificador de potência. Conexões de alto-falante de alta impedância operam em tensão máxima específica, normalmente 70 ou 100 volts e, portanto, também referidas como sistemas de alto-falante de “tensão constante” (o rótulo “tensão constante” é um pouco enganoso: a tensão de saída real flutua de acordo com o sinal de entrada).

(Figura: Conexão de alto-falante de alta impedância)

É necessário usar um amplificador de potência que tenha sido projetado especificamente para conexão de alta impedância (linha de 100 ou 70 volts), e um que possa fornecer mais do que a capacidade de entrada de potência nominal total de todos os alto-falantes equipados com transformador no sistema.

Um amplificador de potência que possa controlar a impedância do sistema de alto-falante precisa ser selecionado. Se o amplificador e o sistema de alto-falante não estiverem combinados adequadamente, os recursos de desempenho total do amplificador de potência não serão obtidos. Também é importante selecionar um amplificador que seja capaz de produzir a entrada nominal máxima (PGM) do sistema de alto-falante para obter a saída máxima sem distorção. Um amplificador de potência sem potência suficiente pode causar distorção e até mesmo danificar o sistema de alto-falante.

Enquanto a classificação de entrada nominal de potência para todos os alto-falantes estiver dentro do recursos de saída de potência do amplificador, qualquer quantidade de sistemas de alto-falante pode ser conectada em paralelo. Em uma instalação de alta impedância, a classificação da entrada de potência é determinada pelos transformadores de alto-falante usados. Se, por exemplo, um amplificador de potência de dois canais com capacidade de fornecer 200 watts por canal for usado com sistemas de alto-falante equipados com transformadores de alto-falante que resultem em uma entrada de potência nominal de 10 watts, até 20 sistemas de alto-falante podem ser conduzidos por cada canal. Isto é, um total de 40 sistemas de alto-falante para ambos os canais. Em uma instalação de alta impedância, também é possível conduzir simultaneamente sistemas de alto-falante que têm diferentes classificações de potência de entrada.

Figura: Se a classificação de potência de entrada total do sistema for inferior à saída nominal do amplificador de potência, qualquer quantidade de sistemas de alto-falante podem ser conectada.

Normalmente apenas um sistema de alto-falante é conectado em cada canal do amplificador, conforme mostrado no diagrama. A quantidade de sistemas de alto-falante que podem ser conectados está limitada à quantidade de canais fornecidos pelo amplificador de potência.

(Figura: Conexão de baixa impedância padrão: um sistema de alto-falante por canal)

Quando múltiplos sistemas de alto-falantes com a mesma impedância são conectados em paralelo, a impedância total se torna a impedância do sistema de alto-falante individual dividida pela quantidade de sistemas conectados. No exemplo, até dois sistemas de alto-falante de 8 ohms podem ser conectados em paralelo a um amplificador com capacidade de condução de 4 ohms, resultando em uma impedância total de 4 ohms (8 ohms ÷ 2 sistemas de alto-falante = 4 ohms).

Figura: Conexão paralela

O segundo método é uma conexão em série. Neste caso, a impedância total é simplesmente a soma das impedâncias dos sistemas de alto-falante conectados. Mas como você pode ver no diagrama de fiação da conexão em série, se um sistema de alto-falante falhar, o segundo sistema de alto-falante também será afetado. As limitações impostas pelas conexões de baixa impedância significam que se múltiplos sistemas de alto-falante precisarem ser conectados, uma instalação de alta impedância normalmente será a melhor opção.

(Figura: Conexão em série)

Os cabos que transmitem sinais elétricos têm resistência. A resistência em cabos menores é pequena a ponto de ser ignorada, mas conforme a distância da transmissão e o comprimento do cabo aumentam, a resistência pode aumentar até o ponto em que ocorrerá perda e degradação do sinal. Isto pode significar nível de saída e qualidade de som reduzidos. Abaixo podemos verificar os prós e contras das conexões de baixa e alta impedância com relação à transmissão ao longo de distâncias significativas.

Se a resistência de um cabo longo em um sistema de alta impedância chegar a 8 ohms, conforme mostrado no diagrama, esse valor é bem pequeno com relação à impedância de 1.000 ohms (1 kohms) do transformador de alto-falante que a perda de transmissão será insignificante e, essencialmente, não ocorrerá nenhuma degradação do sinal de áudio.

(Figura: A eficiência não é afetada pela resistência do cabo)

Para pequenas distâncias nas quais a resistência do cabo é insignificante, a conexão de baixa impedância permite que o amplificador de potência seja conectado diretamente no sistema de alto-falante sem a necessidade de transformadores de alto-falante. Isto significa que o potencial de desempenho total do amplificador e alto-falantes pode ser aproveitado para qualidade de som que é superior para instalações de baixa impedância. E visto que apenas um sistema de alto-falante normalmente é conectado em cada canal do amplificador, diferentes sinais de áudio podem ser enviados a cada sistema de alto-falante, ou “zona”, conforme necessário.

Mas em uma situação como a mostrada no diagrama, onde um cabo longo com resistência de 8 ohms é necessário, a perda de transmissão irá teoricamente resultar na redução do nível de saída pela metade porque a impedância do próprio sistema de alto-falante é de apenas 8 ohms. Metade da potência é absorvida pelo cabo, e apenas a outra metade está disponível para conduzir o alto-falante. Portanto, para instalações de baixa impedância, é necessário manter os cabos curtos de forma que sua resistência não seja um problema, ou usar cabos mais espessos com menor resistência para distâncias mais longas, por exemplo.

(Figura: Longas distâncias de cabo podem resultar em perda significativa de transmissão)

Por causa das características descritas acima, instalações de alta impedância normalmente são usadas em escolas, estações de trem, shoppings, hotéis e outras instalações onde o principal objetivo é distribuir o som em uma ampla área por meio de uma grande quantidade de sistemas de alto-falante. Instalações de alta impedância, por outro lado, facilitam o envio de diferentes sinais para diferentes sistemas/zonas de alto-falante com qualidade de áudio superior enquanto a distância de transmissão for mantida curta e são, portanto, preferidas para instalações que fornecem música, como música de fundo em escritórios ou lojas.

(Figura: Os amplificadores de potência Yamaha contam com o EEEngine (Energy Efficient Engine) e outras tecnologias que reduzem o consumo de energia e proporcionam alta qualidade de som e potência.

Como já vimos, uma vez que o tipo e quantidade de sistemas de alto-falante e conexões de alta ou baixa impedância forem determinados, as especificações do amplificador de potência necessárias serão calculadas. Feito isso, podemos começar a escolher os modelos específicos de amplificador de potência.

Os amplificadores de potência lidam com tensão e corrente mais altas do que qualquer outro componente na cadeia de áudio, e têm efeito significativo na qualidade de som geral. Embora não sejam tão visíveis quanto mixers ou sistemas de alto-falante, e sejam geralmente vistos como tendo mais que uma função de suporte, os amplificadores de potência na verdade são a base principal que tem grande influência na qualidade de cada sistema de som. Portanto é importante escolher amplificadores de potência da mais alta qualidade.

Devido à alta tensão e corrente com as quais os amplificadores de potência lidam, deve-se prestar atenção nos parâmetros elétricos que não sejam apenas qualidade do som e potência. O consumo de energia é um desses parâmetros. Menor consumo de energia significa menos geração de calor, e que indica maior vida útil das peças internas: é provável que o amplificador seja mais durável. A baixa eletricidade também irá contribuir com o custo reduzido de operação de longo prazo.

Na próxima seção nós vamos discutir sobre mixagem e processamento. Em comparação com alto-falantes e amplificadores de potência, os princípios básicos destes são bem estabelecidos, a tecnologia digital e outras inovações resultam em avanços incríveis nos recursos e procedimentos de mixagem e processamento. Há muito mais o que aprender!