Palestra na AES de 2013 disponível no Youtube

Amigos do áudio:
Minha palestra na AES de 2013,“Cálculo dos Níveis Aplicados nas Entradas dos DSPs”, está disponível no YouTube:  http://www.youtube.com/watch?v=75ocFCnuNGA

Veja, abaixo, algumas fotos da palestra.

Mauro, da 4 Vias, faz a abertura da palestra.

Palestra.

Palestra.

Respondendo ao Denio Costa.

Comentário do Dr. Rosalfonso Bortoni.

Palestra.

Grupo ao final da palestra.

Um grande abraço,
Homero Sette

Veja o trabalho sobre Cálculo de Limiters nos DSPs, apresentado na última AES

Amigos do áudio:

O trabalho apresentado em minha palestra na AES de 2013, intitulado “Cálculo dos Níveis Aplicados nas Entradas dos DSPs”, está disponível no link   http://www.etelj.com.br/etelj/artigos/CalculoDSP.pdf  .
Abaixo seguem 6 das 39 páginas que o compõem.
Espero que o julguem de utilidade.
Um grande abraço,
Homero Sette


Cálculo  dos  Níveis  Aplicados  nos  Limiters  dos  DSPs
Homero Sette Silva
www.etelj.com.br
Conceitos Básicos

Os transdutores (falantes, drivers, tweeters) utilizados em sistemas profissionais estão sujeitos a um regime de trabalho muito variável, em função do tipo de musica reproduzido, do ambiente (ar livre ou fechado), da índole e do nível de conhecimento do operador e da potência dos amplificadores disponíveis.

Se a potência média (chamada erradamente de RMS) for excedida por tempo significativo as bobinas queimam, por excesso de temperatura, o que também pode ser ocasionado por distorção excessiva, devido à sobrecarga, gerada pela presença de harmônicos, conforme vemos na Fig. 1 .

Hoje esses aspectos são bem entendidos pela maioria dos profissionais, já alertados do perigo de utilizar amplificadores com potência insuficiente uma vez que, provavelmente, vão produzir elevados níveis de distorção, o que costuma ser muito mais perigoso que picos elevados, não distorcidos. Daí a recomen­dação de se usar amplificadores com no mí­nimo o dobro da potência que será aplicada no trans­dutor, o que dará de headroom (folga). Fato importantíssimo é o fator de crista alto, geralmente associado aos programas musicais “nor­mais”, ou seja, aqueles que não tiveram sua dinâmica profundamente reduzida por excesso de compressão. Em outras palavras, tipicamente, na música, encon­tramos picos com potências 10 vezes maiores que a potência média, ou seja: para 1000 Watts do pico teremos apenas 100 watts médios (erradamente cha­mados de potência RMS, conforme a referência bi­bliográfica 9).

Um sinal senoidal possui um fator de crista igual a 2 vezes (3 dB), uma vez que sua potência de pico é o do­bro da potência média, pois .

No exemplo acima, para este fator de crista igual a 2, teríamos 500 Watts médios aplicados no transdutor, ou seja, cinco vezes mais potência que no caso musi­cal. Com onda quadrada seria ainda pior, pois seu fator de crista é unitário (0 dB) e o transdutor recebe­ria 1000 Watts, durante todo o tempo.

Uma situação senoidal (ou quase) pode surgir devido a efeitos criados em baixas freqüências, na gra­vação e/ou reprodução e, em médias freqüências, por eventuais microfonias. Já a distorção por clipamento (ceifamento) tem como limite a onda quadrada e ocorre sempre que se tenta obter na saída de um amplificador uma tensão maior do que aquela que ele pode fornecer (o limite são as tensões , da fonte de alimentação interna), conforme vemos na Fig. 2 .

Um amplificador alimentado com 80 Volts DC permitiria, no máximo, 80 Volts de pico na saída (su­pondo a inexistência de transformador na saída, como geralmente é o caso), e assim mesmo desprezando-se todas as inevitáveis quedas de tensão existentes no circuito.

Resumindo o que foi dito acima, um sinal musical típico (fator de crista alto), reproduzido sem distorção significativa, é capaz de produzir elevadas potências de pico, mas com uma potência média muito menor (ordem de grandeza de um décimo).

No entanto, caso sua amplitude seja muito elevada, poderá provo-car dano mecânico ao conjunto móvel dos transdutores devido à força excessiva que vai ocasionar.

Programar adequadamente os tempos de attack e release é algo fundamental para aliar-se segu­rança com qualidade sonora.

Como os tempos de attack e release, pela lógica, devem estar relacionados com o período dos sinais de freqüências mais baixas da via (onde atua o limiter) haverá entre eles uma relação inversa com a freqüência de corte Fc, como mostra a Tabela 6, sugerida pela XTA.

Nesta tabela o tempo de release é igual a 16 vezes o tempo de attack e Fc, em Hz, que representa a freqüência de corte inferior da via, não deve ser confundida com o Fator de Crista FC.

Equações dos Tempos de Attack e Release
Em função do exposto acima podemos calcular os tempos de attack e release através das equações abaixo, que concordam com os valores sugeridos pela XTA na Tabela 6, e que podemos visualizar na Fig. 9.
A Tabela 7 fornece os valores desses tempos para freqüências de corte entre 10 Hz e 2 kHz.

Sistemas Ativos com Circuitos Passivos
Os processadores de sinais são utilizados, na maioria dos casos, em sistemas ativos onde os transdutores de cada via são ligados diretamente na saída do respectivo amplificador que, por sua vez, recebe na entrada um sinal filtrado eletronicamente, dentro da faixa de trabalho ideal do transdutor.
Se acontecer algum problema na saída do amplificador como, por exemplo, a presença de tensão continua (devido a curto nos transistores de potência), o processador nada poderá fazer para protegê-los e os transdutores fatalmente serão danificados.
A presença de circuitos passivos instalados dentro das caixas acústicas pode, sensivelmente, reduzir e limitar o prejuízo. Como exemplo citaremos os capacitores de polipropileno (evite eletrolíticos, mesmo bipolares) associados em série com cada driver, o que impedirá a queima dos mesmos por circulação de corrente continua. A Fig. 15 fornece os valores dos capacitores, em uF, em função da freqüência de corte, em Hz, e da impedância do transdutor, em Ohms. A freqüência de corte dada pelo capacitor deverá estar abaixo daquela ajustada no crossover eletrônico ou no DSP, mas em um valor ainda seguro, para o driver.

Capacitores também podem ser associados em série com falantes não só para proteção contra DC, mas até para introduzir reforço na resposta da faixa inferior (um software de simulação é necessário) embora os valores sejam um tanto elevados no caso de freqüências baixas.
A Fig. 16 mostra as respostas produzidas por uma caixa Bass reflex normal (BR4), sem capacitor, e com capacitor em série com a bobina do falante, (BR5), onde podemos notar o reforço introduzido nas baixas freqüências. O deslocamento do cone também é influenciado beneficamente pelo capacitor, exceto quanto a um pico no deslocamento, na faixa do infra som, o que pode ser contornado por um filtro passa altas, em torno de 30 Hz, ativado no DSP.
Indutores associados em série com os transdutores limitam os valores das variações da corrente na bobina, produzida pelo sinal de áudio, e protegem o conjunto móvel contra excessivos esforços mecânicos, pois a força relaciona-se com a corrente através da equação  .
Lembram-se das placas com componentes passivos instaladas dentro das caixas KF ?
Tinham a finalidade acima descrita, somando seus benefícios às vantagem do crossover eletrônico utilizado.

Palestra na AES de 2013 “Cálculo dos Níveis Aplicados nas Entradas dos DSPs”

Amigos do áudio:
Em minha palestra na AES de 2013 “Cálculo dos Níveis Aplicados nas Entradas dos DSPs”, muitos detalhes relativos ao assunto serão abordados em profundidade e com riqueza de detalhes, com muitos gráficos, tabelas e … equações.

Informações fornecidas por fabricantes foram transformadas em equações que viraram gráficos fáceis de usar e visualizar. Foi assim com a tabela da XTA para cálculo dos ní­veis a serem aplicados na entrada threshold (limiar) dos seus processa­dores e com os tempos de release da dbx, em dB por segundo.

Até a influência da variação da tensão da rede de energia elétrica na potência de saída dos amplifica­dores e, por conseguinte, no head-room do sistema, foi analisada por equações e representada em diversas tabelas práticas, e a influência deste fato foi levado em conta no equacio­namento dos limiters, para evitar cli­pamentos na saída de potência.

Abaixo alguns gráficos e tabelas a serem apresentados na palestra.

Compareçam !
Um grande abraço,
Homero Sette

A Fig 6 mostra que o DCX2496 possui a faixa mais estreita de níveis de threshold, em comparação com o XTA e o dbx 260. No entanto sua maior resolução, pois aceita valores em dB com variações de 1 décimo, alivia o problema. Os outros dois modelos tem resolução de 1 dB, ou seja, só aceitam valores inteiros dentro da faixa de trabalho. Nada como um gráfico para facilitar a comparação visual, não é ?

As variações de tensão produzem variações de potência proporcionais ao seu quadrado, conforme vemos nos gráficos das Figs. 13 e 14. Esse fato deve ser levado em conta na programação dos limiters para evitar ceifamento do sinal na situação de rede de energia baixa.

Na Tabela 10 vemos diversas formas de expressar variações de tensão e potência.

Com a Tabela 16 você pode calcular, facilmente, os novos valores de tensão em uma rede de 127 Volts nominais bem como as respectivas variações de potência.

Veja alguns exemplos:

             Exemplo 1 – Qual a variação de potência produzida em uma carga, alimentada por uma rede de 127 V nominais, cuja tensão sofreu uma queda de 10% ?

Na parte direita da Tabela 16 vemos que uma queda de  –10 % na tensão da rede (que variou de 127 para 114,3 Volts, ou seja, sofreu uma variação proporcional 113,3 / 127 = 0,9) provocou uma variação na potência P2/P1 = 0,81 (exatamente igual ao quadrado de 0,9), que corresponde a uma queda de 19 % na potência.

Exemplo 2 – No exemplo anterior, qual a nova potência, após a queda da tensão na rede, sabendo-se que anteriormente era igual a 200 Watts ?

200 Watts x 0,81 = 162 Watts

Calculador Limiters

Amigos do áudio:
A Etelj disponibilizou em seu site www.etelj.com.br , na aba calculadores, um novo utilitário, agora destinado à obtenção dos valores a serem aplicados na programação dos limiters existentes nos DSPs.
Para facilitar a utilização foi elaborado um manual de utilização, também disponível.
Seguem algumas telas ilustrativas.
Aproveito para convidar a todos para minha palestra na próxima AES:
Um grande abraço,
Homero Sette