Os tweeters são muito mais simples – e ainda assim complicados – do que você pode perceber.
Os sistemas de alto-falantes são compostos por vários tipos de alto-falantes, incluindo tweeters. Mas o que são tweeters? E o que fazem os tweeters?
Neste post abrangente, vou responder suas perguntas de uma forma que qualquer um possa entender.
Eu também vou ajudá-lo a aprender muito mais sobre os tipos de tweeters. Você aprenderá como eles são usados, porque eles são importantes e muito mais.
Infográficos – Fatos do tweeter
O que são tweeters?
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Tweeters são os drivers de áudio em um sistema de alto-falantes que produzem a faixa superior de som que você ouve. Como frequências sonoras mais altas têm ondas sonoras menores, o seu tamanho é menor do que o dos outros altifalantes que trabalham em conjunto.
Um tweeter é um tipo de altifalante electromecânico que produz som e música na gama musical superior (frequência mais alta). Eles elogiam woofers e outros alto-falantes que não podem produzir sons mais agudos.
Tweeters são tipicamente pequenos em tamanho, pois produzem áudio com menor comprimento de onda e têm um cone pequeno. Geralmente falando, eles são melhor usados quando apontados para o ouvinte.
A maioria é limitada a uma gama específica de produção de áudio como 3 kilohertz a 20 kilohertz (kHz) no máximo, embora dependa das limitações do alto-falante específico. A faixa típica da audição humana é de cerca de 20 Hz a 20kHz.
Kilohertz é um termo usado para descrever a freqüência do som produzido, ou os ciclos por segundo de uma forma de onda de sinal de áudio.
Peças do tweeter básico
Imagem de um tweeter de carro desmontado. Mostrado é o conjunto do ímã (esquerda) e o conjunto da cúpula/grelha/terminal de fiação (direita). A bobina de voz é fixada na parte de trás da cúpula. Nesta imagem a cúpula é feita de material prateado – provavelmente mylar ou algum outro tipo de plástico ou outro material leve.
O desenho típico do tweeter (embora existam vários outros tipos) consiste de um pequeno ímã com um espaço circular dentro dele. Uma bobina de voz de fio de cobre enrolado, chamada bobina de voz, é ligada a uma cúpula de alto-falante feita de muitos materiais diferentes.
Este conjunto é inserido e suspenso dentro da fenda do ímã. A cúpula é apoiada nos seus lados, como outros altifalantes, por um material flexível mas rígido.
O que fazem os tweeters?
Desfrutar de boa música? Os tweeters tornam possível uma boa música em sistemas de altifalantes que se vêem em todo o lado. Altifalantes estéreo domésticos como estes altifalantes de prateleira Dayton Audio B652 usam um tweeter barato mas eficaz para preencher a gama de som que um woofer não consegue produzir. Juntos eles trabalham para dar uma gama completa de produção de som.
Tweeters são usados para produzir som de gama superior (agudos) e complementar outros alto-falantes que não são adequados para isso.
“Treble” é uma palavra usada para descrever as partes da música na gama superior, como pratos, sons de teclado sintéticos, efeitos de bateria e o som “tssst tsst” (agudos) de vários instrumentos musicais.
Quando um sinal musical amplificado é aplicado ao tweeter através das ligações de fios positivos (+) e negativos (-), a bobina de voz cria um campo magnético dentro da área de separação magnética permanente do íman.
Este campo variável faz com que a bobina do tweeter e a cúpula se movam para a frente e para trás, movendo o ar muito rapidamente seguindo o sinal. Como isto acontece o som é produzido.
Tweeters na reprodução da música – porque são importantes
Música é composta de muito mais do que uma gama limitada de sons. É uma combinação muito complexa de diferentes tons, frequências e outras características. Estes são feitos por diferentes instrumentos, a voz dos cantores, e itens adicionados quando a música é gravada.
Tweeters são críticos num sistema de som para produzir toda a gama de sons que você pode ouvir.
Música é muito mais agradável e soa muito mais natural por causa disso.
Imagens estéreo
Imagens estéreo é o termo usado para descrever como a música é gravada e reproduzida para dar pistas espaciais. Por exemplo, música gravada por músicos pode ter alguns instrumentos no canal esquerdo, no centro e no canal direito. Os tweeters também são importantes para isso, pois reproduzem os sinais de áudio de maior alcance que dizem ao seu cérebro de onde os sons estão vindo, criando uma “imagem”
Música tem sons diferentes em quase todo o alcance que nossos ouvidos podem ouvir. Adicionalmente, é normalmente gravada em estéreo de tal forma que permite reproduzir o instrumento original de estúdio e a colocação do som (esquerda, direita, centro, etc).
Cria o que se chama imagem estéreo.
Vários tons de som &Os sinais são importantes. Eles dão “dicas” ao seu cérebro sobre o que você está ouvindo, bem como onde na área de audição eles estão localizados.
Tweeters de carro
Uma imagem mostrando 3 dos tweeters mais típicos instalados de fábrica. Esquerda: painel de instrumentos. Centro: montado em pilares. Direita: porta superior montada. Tal como os altifalantes estéreo domésticos, são usados juntamente com outros altifalantes como woofers. Nos carros, eles são frequentemente montados mais alto no veículo e apontados mais de perto para as cabeças dos ouvintes. Isto porque os tweeters são direccionais.
Como os tweeters produzem sons de alta frequência, nos carros são usados como parte de um sistema de altifalantes mas nunca sozinhos. São sempre usados em adição a outros alto-falantes.
Estes sistemas de alto-falantes geralmente consistem em um woofer (ou alto-falante de “médio alcance”), um ou mais crossovers passivos e um tweeter separado.
Woofers produzem freqüências de menor alcance que têm ondas sonoras maiores e não são tão exigentes em termos de localização. Os tweeters, no entanto, são “direcionais”. Isto significa que o som produzido por eles é melhor ouvido quando estão apontados para os seus ouvidos.
Tweeters instalados de fábrica são frequentemente colocados num lugar que não é o ideal. Isto porque é um compromisso entre espaço no veículo, custos de produção e fatores similares.
A localização do tweeter não é considerada muito importante pelos fabricantes de automóveis, exceto para veículos de luxo e outros sistemas de som premium.
Sistemas de som para carros personalizados geralmente obtêm o melhor som, usando montagem personalizada para superar as limitações de espaço e locais de montagem. Além disso, os tweeters aftermarket (não-fábrica) estão disponíveis em uma ampla gama de níveis de qualidade que vou discutir mais adiante.
Como são usados os tweeters?
Usos comuns em sistemas de alto-falantes
Para som de alta qualidade, um conjunto como este sistema de componentes para carros Strato Sounds é usado. Os sistemas de alto-falantes componentes normalmente usam um woofers e tweeters conectados a crossovers de alto-falantes projetados para combiná-los e separar a produção de som. Mesmo os de preço moderado como este conjunto podem produzir um som excelente.
Tweeters são usados em sistemas de alto-falantes por um número limitado de razões (eles nunca são usados sozinhos):
- Num sistema de altifalantes de 2 ou 3 vias para produzir som, os outros altifalantes não podem
- Adicionar mais som de alta-frequência (agudos) para efeitos adicionados
A maioria dos sistemas de altifalantes em uso hoje em dia são chamados de “2 vias”, uma vez que usam uma combinação de 2 altifalantes que são fornecidos com uma gama limitada de som para produzir. Isto porque quase nenhum alto-falante vendido hoje com um único cone pode produzir toda a gama de som que você pode ouvir.
A principal razão para isso é que alto-falantes grandes não podem produzir bem frequências mais altas (agudas) e alto-falantes pequenos não podem produzir frequências maiores (graves).
Os alto-falantes, em geral, são especializados e são mais adequados para uma gama de som.
Woofers (frequentemente chamados altifalantes “midbass”, “midwoofers”, e por vezes erroneamente “midrange”) têm normalmente uma fraca produção de som na gama superior.
Por isso os tweeters são críticos para fornecer esta gama de som em falta.
Por que os tweeters precisam de crossovers?
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Crossovers de alto-falantes para carros (esquerda) e crossovers de alto-falantes estéreo para casa (direita) são responsáveis por direcionar os graves para um woofer e os agudos para um tweeter. Eles protegem o tweeter e bloqueiam a distorção e a potência dos graves potencialmente prejudiciais de dirigi-los em excesso.
Como mencionei anteriormente, os tweeters precisam de crossovers como os da imagem acima, por uma série de razões:
- Os tweeters não podem reproduzir sons de baixa frequência – distorcem fortemente
- Podem ser danificados se um sinal ou sinais de baixa frequência suficientemente grandes os conduzir
- Reduz a potência aplicada e ajuda a protegê-los
Crossovers de alto-falantes de compreensão inferior
Os crossovers de 2 vias (passivos) de alto-falantes são extremamente comuns. O tweeter recebe sons que permitem passar acima do ponto de crossover. Abaixo do ponto de cruzamento. O crossover de 2 vias mostrado é feito penteando uma passagem alta e uma passagem baixa. Neste diagrama, um indutor (bobina de fio) é mostrado como “L” e o capacitor como “C.”
Em muitos casos, os tweeters vêm com um capacitor simples conectado em série com um dos terminais da fiação. Este é normalmente o terminal positivo (+) por convenção.
Capacitores atuam como um crossover de áudio de ordem única (estágio único). Ou seja, eles têm uma inclinação de crossover que funciona a uma taxa de -6 decibéis por oitava (dB). Uma oitava é um termo usado para áudio e representa uma duplicação ou redução pela metade de uma frequência.
Por exemplo: 400 Hz é uma oitava acima de 200 Hz.
Crossovers de ordem mais alta filtram ainda mais graves que estariam alcançando os tweeters e são ainda mais eficazes. -12dB/octave (2ª ordem) é um dos mais comuns e é eficaz sem ser muito caro.
Como você pode ver na imagem acima um crossover de 2ª ordem (-12dB) requer um componente adicional chamado indutor. São bobinas de fio que reagem à música e reduzem a saída para o alto-falante em certas freqüências.
Shown: Um típico altifalante estéreo doméstico de 2 vias com um tweeter. Neste design de baixo custo, um único condensador é usado em série como um crossover de alta passagem para filtrar os graves. Isto previne também a distorção e danos potenciais.
O que significa uma classificação de impedância de tweeter?
Impedância, classificada em Ohms, é um termo usado para descrever a resistência elétrica total à corrente para um alto-falante.
Uma bobina de voz de tweeter é feita de uma longa quantidade de fio enrolado em uma bobina. Este fio tem resistência elétrica.
Impedância é importante, pois os crossovers são projetados para a classificação de seus tweeters. Além disso, os tweeters devem ser combinados com woofers e outros alto-falantes com uma classificação semelhante.
Se você não combinar a impedância de um alto-falante, um irá tocar em um volume maior do que o outro, pois mais potência os impulsiona. Isto porque a potência desenvolvida por um alto-falante é classificada diretamente na sua classificação Ohms.
Tradicionalmente, alto-falantes estéreo domésticos são classificados em 8 ohms enquanto alto-falantes de carro são tipicamente 4 ohms. Isto pode variar.
O que é interessante é que, por exemplo, alto-falantes 8 ohms não são exatamente 8 ohms. Isso é uma aproximação. Eles normalmente ficam um pouco abaixo disso na prática.
Tweeter power ratings
O tweeter médio não consegue lidar com grandes quantidades de energia como os alto-falantes maiores conseguem. Woofers e outros alto-falantes maiores podem dissipar grandes quantidades de calor e ter bitola de fiação da bobina de voz maior.
Com algumas exceções, classificações de potência como 15W (watts) RMS e acima são realistas. 25W-50W são bastante comuns para modelos de preço médio vendidos hoje.
Tweeters devem corresponder à impedância nominal esperada de um amplificador. Amplificadores podem superaquecer se usados com alto-falantes que são muito baixos para o seu design. (Por exemplo: usar tweeters de 4 ohm com um estéreo classificado em 8 ohms no mínimo não é aceitável).
Eficiência do tweeter (classificação SPL)
Apenas como outros tipos de alto-falantes, os tweeters têm uma classificação de eficiência. Isto diz-lhe quanto volume, em decibéis (dB), um tweeter produz para uma quantidade específica de potência. Isto é normalmente listado como o parâmetro “SPL”.
No caso de alto-falantes, uma eficiência mais alta é desejável. Para tweeters médios você pode esperar encontrar isso entre 89dB a 91dB a 1W.
Nota: dB @ 1W/1m é uma maneira padrão de medir a eficiência do alto-falante com equipamento de teste com um microfone posicionado a 1 metro de distância. Entretanto, há 2 tipos de testes para isso e pode ser confuso.
É importante ao comparar tweeters para ter certeza de que as medidas são baseadas em tipos de medidas semelhantes. Sempre que possível, compare 2 tweeters com medições baseadas no mesmo padrão de eficiência (1W/1M ou 2.83V/1M).
A razão para isto é que 8 ohm tweeters precisam de uma tensão mais alta aplicada para criar 1W de potência, em oposição a um modelo de 4 ohm. Da mesma forma, os tweeters correspondentes aos woofers requerem cuidados semelhantes quando se fazem compras.
Tweeters e materiais comuns
Materiais
Exemplos de alguns dos tipos de tweeters mais comuns hoje em dia. Os tweeters de cúpula macia (esquerda) são frequentemente feitos com materiais têxteis ou de seda como estes mostrados. Os tweeters de cúpula metálica (à direita) são normalmente feitos de alumínio, titânio ou algum design híbrido. Alguns ouvintes preferem um ao outro, embora um tweeter bem desenhado de um tipo possa ser capaz de superar o outro. É importante verificar todas as especificações e a freqüência de resposta, se fornecida.
Existem simplesmente muitos materiais usados para listar aqui, mas eu vou cobrir alguns dos mais comuns. Não se esqueça que alguns dos materiais vendidos hoje são feitos de uma variedade de materiais menos comuns.
Além disso, é importante verificar sempre de perto, pois às vezes as especificações não são claras e são enganosas.
alguns dos materiais mais comuns usados para tweeters incluem:
- Seda, tecido ou outros panos
- Milar ou outros plásticos (normalmente em tweeters de baixo custo)
- Plásticos revestidos a metal &Tweeters de cúpula PEI
- Metals: alumínio, titânio e ligas
- Cerâmica e cúpulas revestidas de cerâmica
- Kapton (em tweeters de fita)
Seda e tecido são alguns dos materiais mais comuns usados em tweeters de cúpula macia. Titânio e outros tipos de metais como o alumínio também são bastante comuns para tweeters de média a alta gama de preços.
Tweeters de cúpula de seda são alguns dos tipos mais comuns vendidos hoje em dia. Eles são frequentemente um bom compromisso entre custo, desempenho e qualidade de som. Um grande exemplo é este par de tweeters de carro Polk Audio DB1001.
Estes tipos tendem a ter um bom desempenho e, devido à sua rigidez extra, estão muitas vezes associados a uma certa “cor” de som. Outros materiais especiais como cerâmica e até diamante são usados em outros também.
No entanto, é muito importante entender que o tipo de material usado apenas para a cúpula do tweeter não determina a sua qualidade. Você precisa sempre verificar as especificações como o gráfico de freqüência de resposta se fornecido.
Se nenhum for fornecido, é melhor considerar a busca de mais informações e comprar um modelo que forneça essas informações.
Outros, você está apostando na compra de um tweeter que é muito “brilhante” ou “duro”, pois pode ter certas gamas de som que enfatiza demais ou não o suficiente.
“Super tweeters” e buzinas
Tweeters de buzina (à esquerda) são muitas vezes conduzidos por um driver piezo em vez de um conjunto de ímãs. Os tweeters piezoeléctricos são muito altos e eficientes mas não são muito bons em termos de qualidade musical. Um “super tweeter” é normalmente accionado por um íman e produz mais volume e tem uma potência mais elevada do que a média dos produtos. Ambos são frequentemente usados para eventos de música ao ar livre e reuniões.
Condutores de trompa e compressão
Tweeters de trompa são uma classe especial de alto-falantes. Modelos de nível de entrada como os tweeters piezoeléctricos são baratos e não são muito bons a produzir bons tons musicais, mas são baratos e muito eficientes. O seu volume é frequentemente muito superior ao dos tweeters padrão (96dB vs. 91dB produzidos a 1 watt, por exemplo).
Outros tweeters de trompa usados em sistemas de stereos domésticos de extrema qualidade têm uma resposta de frequência muito boa, assim como som. Estes são, na maioria das vezes, colunas do tipo “buzina de compressão”.
As buzinas de compressão usam uma pequena abertura no corpo da buzina que se expande a partir da cúpula do tweeter para fora. Eles usam um ímã especialmente projetado e uma cúpula de tweeter para dirigir o som de uma maneira mais eficaz.
Tweeters trompa padrão usam um material de plástico leve do corpo.
Tweeters superiores
Built para maior potência e para produzir maiores volumes, super tweeters são como uma versão mais forte de tweeters padrão. Suas classificações de potência são geralmente mais altas também.
Pode usar tweeters como estes para situações onde o manuseio de alta potência e volume alto são os principais requisitos. Para escuta crítica e prazer dentro de casa, eles normalmente não são muito práticos.
Tweeters de fibra de carbono
Tweeters de fibra de carbono são um pouco diferentes dos produtos tradicionais movidos a cúpula. Eles usam um design único com um diafragma “fita” muito fino que se move para frente e para trás de forma linear para produzir som.
Tweeters deste tipo são alguns dos melhores e mais musicais disponíveis hoje em dia, mas isso depende muito do design & qualidade. Os preços variam de cerca de $25 a $600 ou mais.
Um motivo pelo qual são tão únicos é que, ao contrário dos tweeters baseados em uma bobina de voz e um ímã, sua impedância é muito mais plana na faixa de áudio.
Isso significa que há menos interação com seu crossover devido às flutuações que ocorrem quando a freqüência do sinal de áudio muda.
Tweeters do radiador de anel (concêntrico)
Arranque de radiador (às vezes chamado de anel “concêntrico”) tweeters são um tipo único de tweeter com uma superfície móvel composta por vários anéis e um plug central. Estes tipos são tweeters mais sonoros e musicalmente detalhados.
Tweeters deste tipo são menos comuns, contudo.
Uma desvantagem é que ao contrário de outros tipos eles produzem muito menos som nos ângulos (chamados de resposta fora do eixo). Isto significa que eles são mais adequados para sistemas de altifalantes onde são dirigidos directamente aos ouvintes.
Bases de resposta de frequência do tweeter
Tweeters têm características únicas como qualquer outro altifalante. Nesta imagem, você pode ver o nível de som produzido em diferentes freqüências de áudio (chamado de “resposta”). Estes gráficos mostram a resposta do som em diferentes ângulos.
Segundo as linhas pretas, podemos ver que o Tweeter A tem quedas e picos que causarão a falta do som em algumas faixas e muito forte (ou “duro”) em outras. O Tweeter B tem uma resposta muito mais plana e ideal, pois é quase sempre a mesma na gama de som produzido.
Tweeters, tal como qualquer outro tipo de altifalante, têm limitações. Para um determinado intervalo, eles têm frequências em que a sua resposta (nível de volume para uma determinada potência aplicada) é superior ou inferior a um volume médio de decibel (dB) produzido.
Isto significa que é importante saber que tweeters diferentes se comportam de forma diferente quando o som está sendo produzido. Por exemplo, alguns tweeters terão “picos” (maior volume em certas frequências sonoras) do que outros.
Estes picos e vales (áreas onde a produção sonora cai mais baixo) não podem ser superados sem um equalizador ou outra compensação. É importante entender que existem limitações entre diferentes marcas e modelos.
Não existe um tweeter “perfeito” – todos eles têm características boas e más. No entanto, é possível encontrar um bom tweeter com bom desempenho se você comprar cuidadosamente.
Sumário – O que são tweeters e o que eles fazem?
Tweeters são altifalantes pequenos, especializados que produzem som na gama superior da audição humana. Eles vêm em uma variedade de estilos e materiais, mas geralmente usam uma cúpula feita de material leve e um ímã para dirigir o cone (cúpula) e produzir som.
Como eles são menores que outros alto-falantes como woofers, eles precisam de crossovers para filtrar e bloquear sons que podem potencialmente danificá-los e causar distorções indesejadas.
Se você estiver interessado em aprender mais sobre como ligar os alto-falantes, confira meu ótimo post com diagramas de ligação dos alto-falantes e informações.