2-Equipamentos e Circuitos

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DESCRIÇÃO
Conceitos teóricos e práticos dos elementos que compõem a eletrônica
do áudio a partir da eletricidade e forma de condução.
PROPÓSITO
Compreender o processo da eletricidade conduzida e controlada por
equipamentos modificadores das tensões e os componentes utilizados
em seus circuitos para a formação daquele que se propõe a obter as
ferramentas certas para seu desenvolvimento profissional.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar formatos e características de representação de circuitos
MÓDULO 2
Analisar os componentes e seus processos
MÓDULO 3
Descrever equipamentos eletroeletrônicos para áudio
INTRODUÇÃO
A corrente elétrica é definida como um fluxo ordenado de partículas
portadoras de carga elétrica. Nos primórdios da descoberta da
eletricidade, travou-se uma guerra de interesses políticos acerca da
maneira com que ela chegaria à população, culminando na transmissão
de energia elétrica por corrente contínua em detrimento da corrente
alternada.
A disputa foi estabelecida entre George Westinghouse, Nikola Tesla
(corrente alternada – elétrons se deslocando em duas direções opostas)
e Thomas Alva Edison (corrente contínua – deslocamento dos elétrons
de um ponto a outro em uma mesma direção) e ocorreu nas duas
últimas décadas do século XIX.
Só transmitir a corrente de um lado para outro não leva informação
alguma, apenas a corrente elétrica. O que transmite informação é
causar alguma variação nessa corrente, no ponto em que é inserida em
um cabo, e poder detectá-la no ponto onde ela sai do cabo. Dessa
forma, teremos um cabo transmitindo dois níveis de intensidade de
corrente. Essa é a base para toda a comunicação digital.
O que se objetiva é associar um som ou sinal, que possui infinitas
variações de intensidade, de tonalidades das notas musicais; a variação
dessas intensidades de corrente elétrica é conhecida como sinal
analógico e, com o desenvolvimento da tecnologia, surgiu o sinal digital
para dar mais confiabilidade à informação enviada. Daí o estudo sobre
os circuitos.
MÓDULO 1
 Identificar formatos e características de representação de
circuitos
CONCEITO DE CIRCUITOS
O eletromagnetismo mostra que estamos cercados por todo tipo de
interferência: rádio, TV, motores elétricos, emissões de celulares,
além dos cabos condutores de energia instalados por todo lugar. Com
isso, o sinal analógico perde muito de sua fidelidade à medida que
percorre seu caminho. Esse sempre foi o grande problema desse tipo
de transmissão.
Pensar em circuitos eletrônicos e suas variações, é pensar em resolver
todos os problemas que as interferências possam causar na informação
que se quer levar de um ponto a outro.
Circuitos elétricos são conexões realizadas com fios condutores e
dispositivos por onde percorre a corrente elétrica. Para um circuito ser
chamado de "circuito eletrônico", ele deve conter, além dos
componentes passivos, pelo menos um componente ativo.
Os circuitos são identificados como:
PASSIVOS
Aqueles que não controlam a corrente.
Ex.: indutores, capacitores, transformadores, entre outros.
ATIVOS
Os que controlam a corrente elétrica.
Ex.: válvulas e transistores.
Todos os equipamentos elétricos e eletrônicos possuem um
circuito, seja ele em série, em paralelo ou misto (série-paralelo).
CIRCUITO EM SÉRIE
Chamamos circuito em série quando um circuito com duas ou mais
cargas que estão sendo alimentadas em sequência percorre um único
caminho para a passagem de corrente elétrica.
javascript:void(0)
javascript:void(0)
No circuito em série, corrente e tensão se comportam de maneiras
diferentes sobre as cargas do circuito. O fluxo de elétrons sempre será
o mesmo sobre as cargas, isso porque há apenas um único caminho
para a passagem desses elétrons, mas a diferença de tensão sobre as
cargas varia se as resistências das cargas não forem iguais. Quanto
maior a resistência, maior será a tensão, isso porque a corrente sempre
é a mesma para todas as cargas.
A vantagem desse tipo de circuito é a soma de resistores para aumentar
o valor da resistência total do circuito.
A desvantagem é a dependência de um resistor com o seguinte; se um
deles parar de funcionar, interromperá o funcionamento dos demais.
Outra desvantagem é que, devido à variação de tensão de uma carga
para a outra, elas não trabalharão com a máxima potência.
Para calcular o valor a que cada resistor está submetido, utilizamos o
seguinte cálculo:
Sendo U a diferença do potencial elétrico medido em volts, R a
resistência medida em Ohm e I intensidade da corrente elétrica medida
em ampère.
A resistência de um circuito em série corresponde à soma das
resistências de cada resistor presente no circuito, sendo representada
assim:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem
horizontal
 COMENTÁRIO
A partir de todas as informações sobre circuito em série, concluímos
que, na ligação em série:
As resistências somam-se;
Os potenciais elétricos somam-se;
U = R. I
Req = R1 + R2 + R3 + Rn
A corrente elétrica é igual para todos os resistores.
CIRCUITO EM PARALELO
Um circuito em paralelo é composto por duas ou mais cargas.
Diferentemente do circuito em série, todas as cargas possuem o mesmo
ponto em comum, ou seja, a tensão elétrica será sempre a mesma para
todas as cargas do circuito, mas há um ponto de derivação para todas
elas, fazendo com que o fluxo da corrente elétrica seja separado
proporcionalmente para cada carga segundo o valor de sua resistência.
As principais características de um circuito paralelo é que tanto a
corrente como a tensão elétrica no circuito se comportam de maneira
diferente. A corrente elétrica não será a mesma nas cargas porque
dependerá da sua capacidade de resistência em relação à corrente que
passa pelo circuito. Isso se deve a uma relação matemática, sabendo
que a tensão é a mesma em todas as cargas, a corrente elétrica varia
de acordo com a resistência, pois são grandezas inversamente
proporcionais.
O circuito paralelo é utilizado em instalações elétricas industriais e
prediais, onde todas as tomadas e lâmpadas estão em paralelo, redes
de distribuição, equipamentos elétricos e eletrônicos; uma de suas
vantagens é a tensão elétrica, que será a mesma em todas as cargas
dentro do espectro de 127V; 220V; 380V, dependendo do circuito.
Pelo fato de a tensão ser a mesma nas cargas, elas dissiparão à
máxima potência e, caso uma pare de funcionar, as demais continuam
funcionando normalmente. A sua desvantagem é o consumo muito
maior, pois quando se dissipa mais potência, o valor aumenta porque a
corrente elétrica se divide proporcionalmente para manter a mesma
tensão na carga.
Assim como no circuito em série, para calcular o valor a que cada
resistor está submetido no circuito em paralelo, você deverá utilizar o
seguinte cálculo:
Sendo U a diferença do potencial elétrico medido em volts, R a
resistência medida em Ohm e I intensidade da corrente elétrica medida
em ampère.
Sendo o cálculo da série em paralelo:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem
horizontal
 COMENTÁRIO
Podemos dizer que na ligação em paralelo:
A corrente elétrica divide-se de acordo com a resistência elétrica
de cada ramo;
A resistência equivalente é inferior à menor das resistências;
Todos os resistores encontram-se ligados sob o mesmo potencial
elétrico.
U = R. I
= + + +1
Req
1
R1
1
R2
1
R3
1
Rn
CIRCUITO MISTO (SÉRIE-
PARALELO)
O circuito série-paralelo é o maior e mais complexo de todos os circuitos
por ser composto de circuitos em série e circuitos em paralelo. Como
cada circuito misto possui sua singularidade, só é possível analisar o
comportamento da tensão e corrente elétrica por partes do circuito,
fazendo sua associação.
Para calcular o circuito série-paralelo, é preciso calcular o valor
correspondente à associação em paralelo e, em seguida, somá-lo aos
resistores em série. Concluindo que o circuito série-paralelo é um misto
dos dois circuitos anteriores,sabemos que:
Quando houver resistores em série fora da ligação em paralelo, é
possível resolver a associação em paralelo para, em seguida,
somar o resultado obtido à resistência dos demais resistores
ligados em série;
Quando houver resistores ligados em série dentro de uma ligação
em paralelo, é necessário que se some as resistências para, em
seguida, realizar o cálculo da resistência equivalente em paralelo.
Não existe uma ligação melhor do que a outra, ou que seja mais
eficiente. Cada uma se ajusta à necessidade de cada projeto ou
esquema elétrico.
As principais diferenças entre circuito em série, em paralelo e em
série-paralelo são a forma com que a tensão e corrente se
comportam e como os resistores são utilizados de acordo com os
cálculos matemáticos relativos aos resistores que o circuito utilize.
A UTILIZAÇÃO DOS CIRCUITOS
NO ÁUDIO
Vamos entender a importância do bom funcionamento dos circuitos
quando falamos em amplificação de áudio de forma elétrica.
O SOM
Uma definição simples para o que conhecemos como som é: a variação
de pressão em um meio material. Porém, a definição do que é som
também está atrelada à percepção subjetiva de tal fenômeno físico por
nós e por outros sistemas biológicos. Sendo assim, a percepção
humana do som também faz parte deste estudo.
 Espectro de áudio
O ouvido humano funciona como um tradutor das variações de pressão
em sinais elétricos, que são interpretados pelo cérebro. As
características físicas desse órgão limitam sua resposta em frequência,
funcionando como um filtro, sendo somente capaz de perceber a faixa
compreendida entre 20Hz e 20kHz. A essa faixa, dá-se o nome de
espectro de áudio.
A estrutura do canal auditivo pode ser aproximada como um tubo
cilíndrico com uma das extremidades fechada, com 0,7cm de diâmetro e
3cm de comprimento. Nessa estrutura, obtém-se uma frequência de
ressonância com comprimento de onda igual a quatro vezes o
comprimento do tubo, o que corresponde a frequência de 2870Hz.
Com a necessidade de ampliar a intensidade do alcance de uma
mensagem sonora, veio a necessidade de se amplificar os sinais
sonoros.
A amplificação elétrica do áudio só foi possível com o desenvolvimento
da tecnologia capaz de transformar o sinal sonoro em sinal elétrico,
amplificar esse sinal e transformá-lo de volta em ondas de pressão que
são percebidas pelo ouvido humano ou uma caixa de sonorização, por
exemplo. Essa nova realidade aumentou o alcance de comunicação
via áudio entre as pessoas, tanto espacialmente quanto no tempo,
pois permitiu a gravação e reprodução pelas mais diversas fontes
criadas pelo ser humano.
A evolução citada foi possível após a criação das válvulas que podiam
determinar o quanto de sinal e sua intensidade poderia ser emitido;
mais tarde surgiram os semicondutores, e os transistores efetuavam
amplificação de sinais com uma série de enormes vantagens em
relação às válvulas. Os transistores eram menores, mais eficientes
energeticamente, necessitavam de menor tensão de funcionamento.
Essa invenção é considerada uma das mais importantes do século XX e
revolucionou a eletrônica.
ELEMENTOS DO SOM
Veja agora os principais elementos envolvidos na propagação do som.
AMPLITUDE
É a diferença entre dois pontos, o ponto máximo da compressão e o
ponto máximo da descompressão. Dessa forma, um som forte tem uma
amplitude (volume) maior, e um som fraco tem relativamente uma
amplitude menor.
RMS (RAIZ MÉDIA QUADRADA)
É uma expressão matemática usada em áudio para descrever o nível de
um sinal. São as fórmulas para encontrar a relação de amplitude da
onda.
INTENSIDADE
É o mesmo que amplitude ou volume. É o fluxo de energia por unidade
de área, sendo geralmente expressa em watts acústicos/metro
quadrado.
FREQUÊNCIA
É o número de ciclos que ocorrem em um segundo (CPS). Ciclo é o
movimento completo de onda, o qual contém uma compressão positiva
e outra negativa, chamadas de pressão e descompressão ou refração. A
unidade de frequência foi batizada como Hertz (Hz).
POLARIDADE
Polarização de um componente eletroacústico (alto-falante); positiva (+)
e negativa (-).
FASE
A relação do tempo de um som e o tempo de referência.
RESISTOR
A condução da informação pelo circuito de áudio, seja ele em série,
paralelo ou série-paralelo, é realizada por meio do resistor, que tem a
finalidade de apresentar resistência elétrica entre dois pontos de um
circuito. O resistor é um componente eletrônico e a resistência elétrica é
um fenômeno característico desse componente. Podemos ter valores de
resistência fixa ou variável. Os de resistência variável também são
chamados de potenciômetro e trimpot.
ASSOCIAÇÃO (SEQUÊNCIA) DE
RESISTORES
Os resistores podem ser associados em série, em paralelo ou em série-
paralelo e servem para várias finalidades, divisão de tensão ou de uma
corrente.
RESISTOR EQUIVALENTE (RE)
É um resistor que pode substituir uma sequência, sem que o restante do
circuito note a diferença.
ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE
Os resistores estão em série quando a corrente que passa por um for a
mesma que passa pelos outros; em uma sequência de resistores,
podemos substituí-la por um único resistor (RE), cujo valor será a soma
de todas as resistências.
ASSOCIAÇÃO PARALELA
Em uma sequência paralela, ao inverso do resistor equivalente, a
associação será igual à soma dos inversos dos resistores da sequência.
Da mesma forma que na sequência, a potência fornecida pela fonte
será dividida para todos os resistores.
CAIXAS DE SOM E ALTO-FALANTES
Os alto-falantes são os componentes responsáveis por transformar
sinais elétricos em som, gerando vibrações no ar. Eles são utilizados em
caixas de som de computadores, televisores, automóveis, auditórios e
praticamente qualquer coisa que precise emitir som a partir de sinais
elétricos.
Quando um sinal elétrico é colocado sobre os terminais do alto-falante,
a bobina, que está imersa no campo magnético de um ímã, energiza-se,
criando o seu próprio campo magnético; isso fará com que haja uma
interação entre o campo magnético da bobina e o do ímã. Tal interação
faz com que todo o diafragma ligado à bobina se desloque.
O sentido desse deslocamento vai depender do sentido da corrente.
Assim, é importante notar que estamos trabalhando com corrente
alternada, ou seja, ela varia em função do tempo. A partir do sinal
elétrico enviado na bobina, é possível controlar a intensidade sonora,
frequência entre outras características da onda mecânica.
IMPEDÂNCIA
Todo alto-falante possui uma impedância, ou seja, uma oposição à
passagem de corrente elétrica alternada. A impedância elétrica é
utilizada para representar oposições à passagem de corrente elétrica
em circuitos de corrente alternada. Na montagem de um sistema de
áudio, é importante saber, assim como na eletricidade, como se
comporta uma ligação (circuito) em série ou em paralelo, podendo-se,
assim, identificar qual é a mais adequada para o que se pretende fazer.
LIGAÇÃO (CIRCUITO) EM SÉRIE
Consiste em ligar o terminal positivo de um alto-falante ao terminal
negativo do outro. Assim, os terminais que sobrarem, um positivo e
outro negativo, serão ligados ao amplificador. Essa ligação tem a
propriedade de somar as impedâncias para que dois ou mais alto-
falantes ligados em série funcionem como se fossem apenas um.
O objetivo de ligar alto-falantes em série é aumentar o valor da
impedância: quanto mais alto-falantes ligados em série maior ela será.
Para ligar um ou mais alto-falantes em série, basta unir o polo positivo
do primeiro alto-falante com o polo negativo do segundo. Dessa forma,
sobram dois polos (um positivo e um negativo) os quais serão ligados
ao amplificador.
O valor final da impedância é calculado pela seguinte fórmula:
onde:
Z = impedância final.
z1 = z2 = zn = impedância nominal de cada alto-falante envolvido na
ligação.
LIGAÇÃO (CIRCUITO) EM PARALELO
A ligação em paralelo, em se tratando de áudio, consiste em ligar os
terminais positivos dosalto-falantes entre si e os terminais negativos
junto com os outros terminais negativos, conectando todos eles em
conjunto no amplificador. O objetivo de fazer uma ligação em paralelo é
diminuir o valor da impedância: quanto mais alto-falantes ligados em
paralelo, menor será a impedância.
O valor final é calculado da seguinte maneira:
Ao ligar dois ou mais alto-falantes em paralelo, para o amplificador é
como se eles tivessem a metade da impedância. Assim, ao ligar dois
Z = z1 + z2+. . . zn
Z = [ ]
1
+ +1
z1
1
z2
1
zn
alto-falantes de 4 ohms (exemplo), eles vão ser como um de 2 ohms
para o amplificador.
Assista agora ao vídeo sobre A utilização dos circuitos no áudio, e
aprenda mais sobre os primeiros circuitos eletrônicos criados para
atender a necessidade de comunicar e transmitir sons com níveis mais
elevados.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 2
 Analisar os componentes e seus processos
CONCEITOS DE CIRCUITO
INTEGRADO
Circuito integrado (CI – Integrated Circuit) é uma pequena pastilha
(chip) que contém em seu interior milhares de componentes eletrônicos
(transistores, diodos, resistências, capacitores e suas interligações)
formadores de portas lógicas que, interligadas, formam um circuito
combinatório. São fabricados num mesmo processo, sobre uma
substância comum semicondutora de silício que se designa vulgarmente
por chip. A pastilha (chip) é encapsulada em um pacote de cerâmica ou
plástico, e as conexões com o exterior são soldadas aos pinos externos
para completar o dispositivo.
O circuito integrado é um produto muito versátil que pode ser instalado
em rádios, computadores, cronômetros e muito mais. Isso se deve ao
fato de ele ser capaz de executar as mais diversas funções de maneira
muito simples e eficiente.
Os circuitos integrados também promovem uma redução nos custos, no
peso e no tamanho do produto, têm uma ótima velocidade de trabalho,
possuem baixo consumo de energia e diminuem os erros de montagem,
já que muitos componentes estão em apenas uma peça.
O circuito integrado tem como função principal realizar ações complexas
que não poderiam ser executadas por apenas um componente. Dessa
forma, ele é capaz de servir como temporizador, oscilador, amplificador,
controlador e muito mais.
CONCEITOS BÁSICOS PARA O
ENTENDIMENTO DOS
CIRCUITOS INTEGRADOS
RESISTOR
Opõe-se ao fluxo de corrente elétrica em um circuito. O resistor funciona
como uma proteção do circuito integrado e é constituído por dois
terminais que criam uma resistência para a corrente elétrica, limitando o
seu fluxo.
CAPACITOR
Armazena tensão (carga elétrica ou diferença de potencial). O capacitor
é uma peça que possui dois terminais e é composto por isoladores e
condutores, fazendo a armazenagem de energia do circuito integrado.
DIODO
Dispositivo que permite a passagem de corrente elétrica quando
polarizado corretamente.
TRANSISTOR
O transistor é um semicondutor com três terminais capazes de alternar
e amplificar um sinal eletrônico.
PORTAS LÓGICAS
Existem três tipos de portas Lógicas: SSI, MSI e LSI, e dentro das
portas LSI, existem as variações VLSI e ULSI. Vamos conhecê-las
melhor:
SSI (Small Scale Integration) – Contém de 1 a 10 portas
lógicas. Esse é um circuito de integração em baixa escala e
é o que possui menos componentes, tendo até 30
dispositivos na sua pastilha.

MSI (Medium Scale Integration) – Contém até 100 portas
lógicas (estes circuitos incluem os multiplicadores e
contadores). Fazendo uma integração em média escala,
esse tipo de circuito integrado possui centenas de
componentes, e os mais comuns desse tipo são os
descodificadores e contadores.

LSI (Large Scale Integration) – Contém até 100 mil portas.
Normalmente são processadores completos. Podendo fazer
uma integração em grande escala, esse circuito tem
milhares de componentes e consegue efetuar funções
lógicas mais complexas, sendo usado em calculadoras e
relógios digitais.

VLSI (Very Large Scale Integration) – Acima de 100 mil
portas. Esse tipo de circuito realiza uma integração em muito
larga escala e conta com componentes em um número entre
100 mil e 10 milhões, sendo utilizado em diversos tipos de
microprocessadores.

ULSI (Ultra Large Scale Integration) – É um circuito com
integração em escala ultralarga e possui mais de 10 milhões
de dispositivos nas suas pastilhas.

A seguir, conheça as Famílias lógicas bipolares e Famílias lógicas
MOS.
[TTL – TRANSISTOR LOGIC]
Devido os transistores TTL inaugurarem uma nova era dentro das
famílias lógicas bipolares, vale a pena entender melhor seu
funcionamento.
A Lógica Transistor-Transistor (Transistor-Transistor Logic ou
simplesmente TTL) é uma classe de circuitos digitais construídos de
transistores bipolares e resistores. É chamada lógica transistor-
transistor porque as portas lógicas são implementadas com transistores.
Esses circuitos têm como principal característica a utilização de sinais
de 5 volts para níveis lógicos altos.
Tornou-se popular com sistemas criados em 1962. Depois, a Texas
Instruments introduziu a série7400 de Circuitos Integrados, que tinha
grande quantidade de funções lógicas através de vários CIs. A Texas
Instruments se tornou a indústria pioneira, mas os TTL são fabricados
pela Motorola, Signetics, SGS-Thomsom, National Semicondutor TTL, e
se tornaram importantes pelo seu baixo custo e pela sua praticidade.
Famílias lógicas bipolares
RTL – Resistor-Transistor Logic
DTL – Diode-Transistor Logic
TTL – Transistor-Transistor Logic
HTL – High Threshold Logic
ECL – Emitter Coupled Logic
I2L – Integrated-Injection Logic

Famílias lógicas MOS
CMOS – (Complementary MOS).
MOS de pares complementares NMOS/PMOS.
NMOS – Utiliza só transistores MOSFET canal N.
PMOS – Utiliza só transistores MOSFET canal P.
DATASHEETS
Os datasheets (folha de dados ou folha de especificações) são
documentos que apresentam as características de um componente
eletrônico (diodo, transistor, circuito integrado etc.). Geralmente, o
javascript:void(0)
datasheet é elaborado pelo fabricante do componente e pode
apresentar valores de tensão, corrente, faixa de operação, pinagem
(nome e posição física de um terminal), fluxogramas, entre outros.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
As vantagens dos circuitos integrados são a redução de custos, peso e
tamanho, maior velocidade de trabalho, menor consumo de energia,
melhor manutenção e melhoria das características técnicas do circuito.
Suas limitações são: valores das resistências e condensadores a
integrar, reduzida potência de dissipação, limitações nas tensões de
funcionamento.
CLASSIFICAÇÃO DOS
CIRCUITOS INTEGRADOS
QUANTO AO TIPO DE
TRANSISTOR UTILIZADO
TRANSISTOR BIPOLAR
Dispositivo em que a corrente elétrica entre emissor (E) e coletor (C)
varia de acordo com a corrente na base (B).
TRANSISTOR MOSFET
javascript:void(0)
javascript:void(0)
Os transistores de efeito de campo, diferentemente dos
transistores bipolares comuns, são típicos amplificadores de
tensão e não de corrente.
Em um transistor bipolar a corrente de coletor (C) é função da
corrente de base (B).
Em um transistor de efeito de campo, a corrente de dreno (D) é
função da tensão da porta (G).
CLASSIFICAÇÃO DOS
CIRCUITOS INTEGRADOS
QUANTO AO PROCESSO DE
FABRICO
De acordo com o processo de fabricação, temos os seguintes
circuitos integrados:
Monolítico (sua fabricação baseia-se na técnica planar).
Pelicular (película delgada – thin-film, ou película grossa – thick-
film).
Multiplaca.
Híbrido (combinação das técnicas de integração monolítica e
pelicular).
Os circuitos integrados também podem ser classificados quanto
ao tipo de sinal. Vamos entender cada um deles?
LINEAR OU ANALÓGICO
São CIs que produzem sinais contínuos em função dos sinais que lhe
são aplicados em suas entradas. A função principal do CI analógico é a
amplificação. Destacam-se, nesse grupo de circuitos integrados, os
amplificadores operacionais (AmpOp), que produzem, amplificamou
respondem a variações de tensão. Por exemplo, CIs reguladores de
tensão, amplificadores operacionais, comparadores, temporizadores e
osciladores (como o 555).
DIGITAL
São circuitos que só funcionam com determinado número de valores ou
estados lógicos, que geralmente são dois: 0 e 1 (binário).
Respondem ou produzem sinais com apenas dois estados (nível
alto/nível baixo, isto é, dois valores de tensão). Por exemplo,
microcontroladores, memórias, contadores binários, decodificadores etc.
ANALÓGICO/DIGITAL
Possuem propriedades dos dois tipos citados acima. Por exemplo, um
CI deste tipo pode ser projetado para ler uma informação digital e usá-la
para produzir uma saída de tensão linear que, por sua vez, pode ser
utilizada de diversas formas.
ELETRÔNICA DIGITAL
A eletrônica pode ser dividida basicamente em duas vertentes, a
eletrônica analógica e a eletrônica digital. A eletrônica Digital pode ser
definida como a eletrônica que trata de apenas dois níveis de sinais e
que, mediante esses sinais, proporciona diferentes combinações de
entrada e saída de acordo com a sua lógica.
TIPOS DE CÁPSULAS
Os chips que compõem os circuitos integrados são envoltos em
cápsulas; existem quatro principais tipos utilizados para envolver e
proteger os chips:
Cápsulas com dupla fila de pinos (DIL ou DIP – Dual In Line
Package).
Cápsulas planas (Flat-pack).
Cápsulas metálicas TO-5 (cilíndricas).
Cápsulas especiais.
 COMENTÁRIO
Enquanto as cápsulas TO-5 são de material metálico, as restantes
podem utilizar materiais plásticos ou cerâmicos.
CIRCUITOS INTEGRADOS PARA
ÁUDIO
Considerando que os sinais do circuito integrado e analógico podem
interferir nos sinais de áudio, são necessárias fontes analógicas e
digitais separadas para se obter melhores resultados, principalmente
em amplificadores utilizados em estúdios e rádios.
A fonte digital, além de cuidar do suprimento de energia da parte digital
do integrado do pré-amplificador, também fornece energia para o
circuito de controle central (microcontrolador). A fonte analógica destina-
se exclusivamente à etapa de amplificação do sinal de áudio.
Há circuitos integrados digitais e os lineares ou analógicos. Estes são
responsáveis por produzir sinais contínuos em função do que chega nas
suas entradas e têm como função principal fazer uma amplificação; já
os digitais funcionam a partir de valores ou estados lógicos, que
geralmente variam entre 0 e 1. Eles são voltados para produtos que
trabalham com a tecnologia digital e que possuem sinais com variações
por saltos de maneira descontínua.
O Circuito Integrado 555 é, provavelmente, o CI mais popular do mundo
desde a sua criação. Ele foi criado por John R. Camenzind, em 1970,
para funcionar como oscilador ou temporizador. Entretanto, atualmente
é considerado como um CI de propósito geral e diversas aplicações
continuam sendo inventadas com o 555 devido à sua versatilidade.
 Fonte: Stefan506/Wikimedia commons/licença(CC BY 3.0...)
Normalmente, os CIs fazem parte de circuitos maiores, mas são
encontrados no meio de uma placa de som ou em um amplificador que
terá a função de distribuir o som em um estúdio; ele recebe um sinal
eletrônico (uma das pernas do CI serve exclusivamente para a entrada
do sinal), o qual será encaminhado através das vias internas para os
componentes realizarem suas respectivas ações.
Dentro do CI, pode haver capacitores (que vão guardar cargas),
resistores (para impedir a passagem da corrente) e transistores (que
vão amplificar o sinal em questão). Depois que todo o trabalho interno
foi realizado, o sinal sai pela perna que foi programada para redirecionar
o sinal processado para o circuito externo na placa de som. O mesmo
acontece com os sistemas integrados de áudio em todas as etapas de
sonorização.
Atualmente, os circuitos integrados estão em todos os
componentes eletrônicos, sendo responsáveis pelas principais
funções de produção auditiva.
CONVERSÃO DE ANALÓGICO PARA
DIGITAL
A maior parte dos sinais de interesse práticos são analógicos (voz,
biológicos, radar, sonar, comunicações). Para processá-los por meios
digitais é necessário antes convertê-los para o formato digital;
conceitualmente, conversão A/D possui três processos:
AMOSTRAGEM
QUANTIZAÇÃO
CODIFICAÇÃO
AMOSTRAGEM
Conversão de um sinal de tempo contínuo em um sinal de tempo obtido
pela captura de amostras.
QUANTIZAÇÃO
Conversão de um sinal de tempo com valor contínuo em um sinal de
tempo com valor discreto. O valor de cada amostra do sinal é
representado por um valor selecionado de um conjunto finito de
possíveis valores. É um processo irreversível que resulta em uma
distorção dependente da precisão, medida pelo número de bits no
processo A/D.
CODIFICAÇÃO
Cada valor é representado por uma sequência binária.
Geralmente, os principais componentes de frequência de um sinal de
voz estão abaixo de 3kHz, e um sinal de televisão contém importantes
componentes de frequência até 5MHz.
Se o conteúdo de frequência máxima de uma classe de sinais é
conhecido, pode-se especificar a taxa de amostragem necessária para
converter o sinal de analógico para digital; são fatores como esse que
devem ser analisados antes de se fazer a amostragem de um sinal, pois
as informações gerais a respeito de conteúdo de frequência do sinal são
primordiais para garantir a qualidade da conversão.
Para assegurar que sinais não contenham componentes de frequência
acima da frequência máxima da classe, utiliza-se a filtragem antes da
amostragem.
No vídeo a seguir, veja mais sobre Conversão de analógico para
digital, conhecendo o detalhamento do processo de conversão.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 3
 Descrever equipamentos eletroeletrônicos para áudio
CONCEITOS DE EQUIPAMENTOS
ELETROELETRÔNICOS PARA
ÁUDIO
Em termos de equipamentos eletroeletrônicos para áudio, a maioria foi
desenvolvida para estúdios de gravação e músicos que dependem de
muita tecnologia para reduzir o volume de equipamentos de que
necessitam para suas gravações e apresentações. Com o surgimento
dos circuitos integrados, uma enorme quantidade de equipamentos
surgiu no mercado, porém alguns permanecem em qualquer lista, seja
de estúdios, músicos ou profissionais do áudio.
Os estúdios estão em constante evolução tecnológica, por isso
são os maiores consumidores de equipamentos que misturam o
analógico com o digital, ou até mesmo equipamentos híbridos que
perseguem a máxima fidelidade em busca de um som perfeito.
Com o desenvolvimento tecnológico, muitas rádios surgiram utilizando
os mesmos equipamentos que os estúdios adquirem e elevando a
qualidade sonora para além dos conhecimentos básicos da operação de
áudio. As TVs, o cinema e a internet deram outro salto qualitativo, onde
o áudio segue padrões de confiabilidade inigualável.
TIPOS DE EQUIPAMENTOS
ELETROELETRÔNICOS PARA ÁUDIO
A seguir, você conhecerá alguns equipamentos eletroeletrônicos muito
importantes para quem lida com áudio.
O primeiro equipamento básico que todo estúdio, músico ou profissional
do áudio precisa ter é o monitor (não confundir com monitores de
computador). Para uma boa audição, o melhor custo-benefício para o
processo de gravação são os monitores. A indústria oferece centenas
de marcas, já testadas e aprovadas no mundo dos áudios.
Monitores
É importante comparar a gravação ouvida em um fone de ouvido e o
que sai nas caixas (monitores), porque muitas vezes é bem diferente.
Outro fator que pode enganar o técnico é a audição em espaços
variados; uma gravação ouvida em equipamentos diversos, pode soar
muito diferente também.
Conectados à interface, os monitores de áudio são utilizados para que
seja possível escutar com clareza o sinal digital sonoro. São
semelhantes às caixas de som, mas têm amplificadores melhores e
entregam um sinal de saída mais flat (sem interferências). Isso acontece
para que a referência seja o mais próximo possível do que será gravado
ou transmitido para as caixas.
Interfacede áudio
A interface de áudio tem a função de digitalizar o sinal de instrumentos e
microfones para que eles sejam capturados e manipulados. Sua
conexão é feita por instrumento ou microfone à interface de um
computador por meio de cabo P10, XLR, MIDI ou USB, dependendo do
modelo e da marca do equipamento.
Os computadores MAC, apesar de caros, são indicados para uso
profissional. Isso porque alguns dos principais softwares de áudio do
mercado só rodam nessa máquina, como é o caso do Logic ProTools e
Final Cut. Por outro lado, existem outros computadores que trazem um
desempenho com excelente custo-benefício ao investir em um PC.
Computador
O mais indicado é montar um equipamento peça por peça, com itens
mais adequados para produção de áudio como, por exemplo:
Processador com pelo menos dois núcleos de velocidade;
Placa de áudio;
Boa quantidade de entradas USB;
CPU com núcleos adicionais;
Boa quantidade de memória RAM;
Armazenamento preferencialmente em SSD.
Todo computador precisa de um programa que grave, pois ele não vem
com as ferramentas necessárias que um estúdio precisa. A esse, nós
chamamos de DAW (Digital Audio Workstation). Essa ferramenta é a
base de todo estúdio digitalizado (atualmente, 90% são digitalizados). É
por ali que passarão todas as informações recebidas dos instrumentos e
vozes, serão gravadas digitalmente, terão tratamento de acordo com a
sonoridade que ser quer gravar, entre outras funções.
Um controlador MIDI (Musical Instrument Digital Interface) é qualquer
dispositivo que possa criar e transmitir dados para outro aparelho
produzir sons. Um controlador MIDI não é considerado um instrumento,
pois apenas envia dados, ou seja, não produz sons.
Controlador MIDI
O tipo de controlador mais popular é o teclado MIDI, que funciona quase
exatamente como um piano ou teclado pequeno e pode ter de 25 a 88
teclas — extensão de um piano acústico. Ainda existem os MIDI pads,
muito usados em configurações ao vivo. Os pads são organizados de
maneira semelhante a uma grade, geralmente 8×8, e podem ter sons,
faixas ou clipes pré-instalados, como bateria, sintetizadores e muito
mais.
São dispositivos eletrônicos que tratam as frequências de modo
diferente:
FILTRO PASSA ALTAS
Permite somente a passagem de frequência a partir de um limite.
FILTRO PASSA BAIXAS
Permite somente a passagem de frequências abaixo de um limite.
É o mais utilizado em espetáculos (shows) ao vivo, ele divide o espectro
de frequência em frações de oitava, utiliza-se do mesmo tipo de filtro do
semiparamétrico (peaking).
Os tipos mais comuns são:
UMA OITAVA
Divide o espectro em 10 bandas de frequência.
DOIS TERÇOS DE OITAVA
Filtros
Equalizador Gráfico
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
Divide o espectro em 15 bandas de frequência.
UM TERÇO DE OITAVA
Divide o espectro em 31 bandas de frequência.
O crossover é o responsável pela divisão de um sinal em bandas de
frequência diferentes. Exemplo de uso: um sistema de som é composto
por três tipos de componentes eletroacústicos, sendo alto-falantes para
o subgrave, alto-falantes para médio grave e, nos agudos, driver de
titanium.
Quando o sinal passa pelo crossover, ele divide o sinal em várias vias,
onde cada via possui uma faixa de frequências; assim, dividimos o sinal
em partes endereçadas à faixa de trabalho de cada componente
eletroacústico.
Os microfones são dispositivos capazes de transformar energia acústica
em energia elétrica, por isso são chamados de transdutores.
Fisicamente, os microfones são barômetros que medem as variações
de pressão acústica que ocorrem em sua membrana. O microfone tem
conseguido relativamente ser fiel ao som produzido; ele é o primeiro
grande responsável pela qualidade do som; eis sua extrema
importância.
Crossover
Microfones
javascript:void(0)
Em áudio profissional, mixer, misturador ou mesa de som é um aparelho
eletrônico usado para combinar (ou "mixar") várias fontes de som (sinais
elétricos) para somá-las em um único sinal de saída (mono), estéreo ou
infinitas formas de direcionar esses sinais.
Mesa de som
Há mesas com recursos que podem "rotear" o sinal, formando várias
mixagens simultâneas e independentes, além de alterar parâmetros do
som como volume, timbre (equalização) e faixa dinâmica (aumentar ou
baixar o volume).
Um exemplo bastante simples de uso de uma mesa de som é o de
permitir que sinais originados de nove microfones diferentes conectados
à mesa – cada microfone sendo usado para captar o som das diferentes
peças de uma bateria –, depois de misturados, sejam endereçados para
uma saída e o sinal possa ser ouvido simultaneamente em um único
alto-falante.
Amplificadores
Quando estudamos classes de amplificadores de áudio, estamos nos
referindo ao estágio de saída.
As configurações mais comuns são: A, B, AB, D e H. Enquanto os
amplificadores puramente eletrônicos estão na Classe D (ou PWM).
Chamado de "amplificador digital", funciona segundo a técnica de
modulação por largura de pulso (PWM). Cada vez mais usada
atualmente, em aplicações onde se exige alto rendimento como em
multimídia ou telefonia. Recentes avanços na fabricação de transistores
de alta velocidade têm trazido melhoras na sua qualidade de áudio.
Tem uma função muito importante no áudio, mas também é uma
ferramenta que pode ocasionar estragos se utilizado inadequadamente.
Cada controle tem sua função e estão divididos por importância:
Input Threshold
Ratio Attack
Release do compressor Knee
Output ou Gain Estéreo Link
Sidechain Gate
Compressor
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
In/Out Release do Gate
LF (Low Filter) HF (Hi Filter)
Sinal Monitor
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem
horizontal
INPUT
Controla o nível de entrada de sinal, é utilizado para ajustar o nível que
deve ser comprimido ou limitado, melhorando a relação sinal / ruído.
THRESHOLD
Indica o ponto do qual deverá ser ativado o compressor.
RATIO
É o ajuste da taxa de compressão, indica a proporção em que o som
deverá ser comprimido quando passar do ponto de Threshold
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
estabelecido.
ATTACK
Ajusta a velocidade em que o compressor deve atuar sobre o sinal após
serem estabelecidos os parâmetros de Threshold e Ratio.
RELEASE DO COMPRESSOR
Trabalha em relação direta com o Attack, tem a função de controlar o
tempo de parada da compressão.
KNEE
Determina o tipo de compressão. Na posição Hard, a compressão é
brusca, ou seja, dura. Na compressão Soft, a compressão é branda, ou
seja, suave. Em alguns equipamentos, esse controle tem outro nome –
OverEasy: quando ligado funciona como Softknee e desligado funciona
como Hardknee.
OUTPUT OU GAIN
Controla o nível de saída do sinal processado.
ESTÉREO LINK
Esta chave torna o canal 1 do compressor como master, comanda os
dois canais através de seus controles, tornando mais ágil a operação.
SIDECHAIN
É um dispositivo que funciona como janela para locução e outros.
Quando um sinal qualquer é ligado nesse sistema, a “janela” faz com
que o som que entra pelo input sofra a compressão ajustada, a partir do
nível de sinal que está entrando no Sidechain.
GATE
Noise Gate, não é um supressor de ruídos como muitos pensam, seu
sistema é baseado num sistema psicoacústico, o mascaramento.
Funciona como uma janela: ele abre ou fecha para que sons
indesejados sejam retidos. De acordo com o nível desses sons que
superarem o limite, ele abrirá a “janela”. Quem controla essa entrada é
o Threshold.
IN/OUT
Na posição In, ele ativa o circuito do Gate; na posição Out o sistema
está desativado. Fast (rápido) e Slow (lento).
RELEASE DO GATE
Determina o tempo que o Gate demora a fechar novamente.LF (LOW FILTER)
É um filtro de baixas frequências que ajuda a limitar o espectro da
banda usada para abrir o Gate.
HF (HI FILTER)
É um filtro de altas frequências que tem a mesma função do LF. Nos
dois casos esses filtros apenas funcionam para a abertura do Gate.
SINAL
Funciona como leitura visual do processador.
MONITOR
Funciona como escuta para a utilização dos filtros.
Algumas ferramentas são necessárias para realizar as práticas com
circuitos eletrônicos. A maioria delas possui baixo custo. O primeiro
equipamento que se deve adquirir é o multímetro, o qual é utilizado para
medir tensão, corrente, resistência elétrica, entre outras medidas (ou
variáveis).
Há multímetros analógicos e digitais. Os analógicos funcionam
com um ponteiro, baseados no galvanômetro. Por outro lado, os
digitais possuem um display.
Atualmente, os digitais são os preferidos. Entretanto, os analógicos
permitem o entendimento das características operacionais do
multímetro: sensibilidade, resolução e range.
MANUTENÇÃO E REPARO DE
EQUIPAMENTOS
Toda instalação de sonorização requer cuidados para que sua qualidade
seja mantida. Muitas vezes é difícil implantar uma cultura de
manutenção preventiva, mas ela é sempre mais rápida, menos
trabalhosa e mais barata que a manutenção corretiva, aquela quando o
equipamento parou de funcionar.
Veja alguns cuidados básicos para a conservação de equipamentos:
Não o deixar à mercê de temperaturas altas ou extremamente
frias.
Não deixar em locais sem aterramento ou de muita umidade.
Periodicamente, fazer uma manutenção preventiva básica
(testagem do fluxo de energia e limpadores neutros possibilitam a
plena limpeza dos equipamentos).
Inspecione os cabos e conectores e refaça, ou substitua, os que
não estiverem bons (as conexões dos cabos são imprescindíveis,
dado que eles são os maiores produtores de ruído em qualquer
gravação, e as ventoinhas dos amplificadores são vitais para o
fluxo de ar perfeito levando ao resfriamento controlado).
Por fim, faça a limpeza, verificação e pequenos consertos.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem
horizontal
A cada semestre, um técnico ou operador bem experiente deve
acompanhar a manutenção mais aprofundada. Essa manutenção deve
incluir a limpeza interna dos equipamentos, caixas e cabeamento,
inclusive as medusas; deve-se checar o perfeito funcionamento de cada
equipamento. Talvez seja necessário limpar potenciômetros e botões, o
que pode ser feito com um spray específico ou requerer o trabalho de
um técnico.
Verifique também a instalação elétrica, a impedância e a fixação das
caixas acústica. Troque as espumas dos microfones (wind screens) e,
eventualmente, as dos filtros das ventoinhas. Após terminar a
manutenção e religar o equipamento, aproveite para verificar
novamente a regulagem de todos os equipamentos seguindo o manual
de fábrica.
Assista ao vídeo Tipos de equipamentos eletroeletrônicos para
áudio, e conheça alguns dos melhores componentes para softwares de
áudio.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Vimos a importância da eletricidade no desenvolvimento do áudio e dos
equipamentos relativos ao seu domínio e os diversos circuitos
originários da tentativa de controlar os sinais para melhor envio das
informações contidas nele.
Identificamos as diferenças entre os circuitos analógico e digital, assim
como os híbridos, onde há o funcionamento simultâneo de diversos
circuitos adicionados.
Outro objetivo abordado foi a importância da manutenção dos
equipamentos e a diversidade deles para que o áudio atinja seu melhor
desempenho.
A tecnologia está em constante evolução e os parâmetros atualmente
identificados rapidamente estarão obsoletos por uma nova invenção que
certamente abrirá novos horizontes para os profissionais do áudio.
 PODCAST
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BALLOU, G. M. Handbook For Sound Engineers. 3. ed. Editora Focal
Press 2002.
CYSNE, L. F. O. A Bíblia do Som. São Paulo: Cia do eBook, 2016.
MOSCAL, T. Sound Check. Tradução Joel Brito. 1. ed. Editora H.
Sheldon, 2001.
SCHERZ, P. Practical Electronics for Inventors. McGraw-Hill, Inc.,
New York, USA, 4. ed., 2016.
STHEFANIE, S. M. War of the Currents: Thomas Edison vs Nikola
Tesla. Twenty-First Century Books, 2012.
VALLE, S. Manual prático de Acústica. 3. ed. Rio de Janeiro: Música &
tecnologia, 2002.
EXPLORE+
Pesquise vídeos e artigos sobre Dimensionamento de cabos
para baixa tensão.
CONTEUDISTA
Tiago Barreto Bezerra