DIVISOR DE FREQÜÊNCIA CAPACITIVO
PARA DRIVERS & TWEETERS, SEM ATENUAÇÃO
Homero Sette Silva Revisão 10 12 2007 homero@selenium.com.br
A utilização de capacitores, desempenhando a função de filtros passa-altas, em divisores de freqüência (crossovers) de primeira ordem, embora tenha a seu favor a qualidade da resposta transitória (aliás muito apreciada pelos audiófilos), é algo que não recomendamos, em virtude de sua atenuação de 6 dB/oitava apresentar um corte muito suave, por vezes incapaz de impedir que as freqüências baixas danifiquem o transdutor.
Melhor seria a utilização de indutores e capacitores em filtros de 12 dB/oitava ou, preferivelmente, crossovers ativos de 24 dB/oitava.
No entanto, a utilização de capacitores é uma realidade, devido ao baixo custo e à disponibilidade dos mesmos (embora acima de 10 Fμ seja muito difícil encontrar capacitores de poliester, o que obriga a utilização de eletrolíticos bipolares que, às vezes, também são difíceis de serem achados).
Atualmente, estão sendo fabricados no Brasil capacitores de polipropileno, semelhantes aos de poliéster, mas com valores acima de 10 Fμ, e que são encontrados em lojas especializadas (011 3361-2697 / 221-7189).
Outro detalhe muito importante: aqui neste trabalho, os valores de capacitores apresentados nas tabelas são para uso sem resistor de atenuação. Isto significa que, neste caso, os drivers e tweeters estarão instalados em canal ou amplificador separado dos woofers, com controle de volume independente. Se os drivers e/ou tweeters estiverem no mesmo canal que os woofers, torna-se obrigatório o uso de atenuadores, o que está descrito no trabalho DIvCapAten.
A presença do resistor de atenuação reduz o valor do capacitor, que deverá ser recalculado.
Mas, o pior de tudo, é que temos constatado estarem muitos usuários usando valores inadequados de capacitores, às vezes para mais (o que geralmente provoca a quebra do diafragma), ou para menos (quando o transdutor não reproduz adequadamente).
Erros comumente encontrados:
1 - Tweeter de 8 ohms com capacitor de 2,2 Fμ.
Na tabela TWEETER vemos que o corte estará em, aproximadamente, 9 kHz, o que, embora não cause danos,
pode ser muito elevado, caso o tweeter esteja trabalhando com um driver fenólico ou um alto-falante de médios.
2 - Tweeter com capacitor de 100 Fμ.
O tweeter será destruído em virtude da freqüência de corte (200 Hz) estar muito abaixo dos 5 kHz recomendados para a linha ST da SELENIUM.
3 - Driver D250 com capacitor de 3,3 Fμ,
O corte estará em 6 kHz, ou seja, dez vezes acima do mínimo permitido (600 Hz), o que obrigará o transdutor a
reproduzir acima da sua faixa de trabalho, deixando sem cobertura as freqüências mais baixas, o que produzirá
um resultado insatisfatório.
1000110012001300140015001600170018001900200010121416182010001100120013001400150016001700180019002000101214161820Freqüências de Corte em HzCapacitores em μF para 8 Ω2022242628303234363840Capacitores em μF para 4
Ω
Fig. 1 – Gráfico para obtenção dos capacitores, em função da freqüência de corte, para 4 ou 8 Ohms
de impedância, na faixa de 1 kHz a 2 kHz.
200022002400260028003000320034003600380040005678910200022002400260028003000320034003600380040005678910Freqüências de Corte em HzCapacitores em μF para 8
Ω1011121314151617181920Capacitores em μF para 4
Ω
Fig. 2 – Gráfico para obtenção dos capacitores, em função da freqüência de corte, para 4 ou 8 Ohms
de impedância, na faixa de 2 kHz a 4 kHz.
4000500060007000800090001000022.533.544.554000500060007000800090001000022.533.544.55Freqüências de Corte em HzCapacitores em μF para 8 Ω45678910Capacitores em μF para 4
Ω
Fig. 3 – Gráfico para obtenção dos capacitores, em função da freqüência de corte, para 4 ou 8 Ohms
de impedância, na faixa de 4 kHz a 10 kHz.
Através das equações abaixo, podemos calcular o valor do capacitor C, em micro Farads, em função da impedância nominal do transdutor, representada por , e da freqüência de corte Fc. HR
()FH1.000.000C2RFμ=⋅π⋅⋅ c
; ()HF1.000.000Fc2RCμ=⋅π⋅⋅
Essas equações mostram que o valor de C varia inversamente com e Fc, informação que pode ser usada com os gráficos das Figs. 1, 2 e 3, ou com a Tabela 1, que permitem a obtenção do valor do capacitor sem a necessidade de cálculos. Por exemplo, os valores de C, para uma impedância de 4 ohms, serão exatamente o dobro daqueles para 8 ohms. Assim, nas Figs 1 a 3, a escala vertical da esquerda será usada para os valores correspondentes a 8 ohms, enquanto que a da direita, graduada com o dobro dos valores da anterior, fornecerá os valores de C para 4 ohms de impedância. HR
Se quisermos obter o capacitor capaz de produzir uma freqüência de corte de 150 Hz, valor de freqüência inexistente nos gráficos, entraremos com 1500 Hz, no eixo horizontal da Fig. 1, multiplicando por 10 o valor do capacitor obtido.
Capacitor
HR
4 Ω
8 Ω
16 Ω
()FCμ
Freqüências de Corte em Hz
1,0
39.789
19.894
9.947
1,2
33.157
16.579
8.289
1,5
26.526
13.263
6.631
1,8
22.105
11.052
5.526
2,2
18.086
9.043
4.521
2,7
14.737
7.368
3.684
3,3
12.057
6.029
3.014
3,9
10.202
5.101
2.551
4,7
8.466
4.233
2.116
5,6
7.105
3.553
1.776
6,8
5.851
2.926
1.463
8,2
4.852
2.426
1.213
Tabela 1 - Valores comerciais de capacitores e respectivas freqüências de corte para 4, 8 e 16 Ohms.
No caso da Tabela 1, vemos que para 8 Ohms de impedância, um capacitor de 1 Fμ corresponderá a uma freqüência de corte de 19.894 Hz . Se desejarmos uma freqüência 100 vezes menor, deveremos usar um capacitor 100 vezes maior.
Assim, um capacitor de 100 Fμproduzirá um corte em 198,94 Hz, ou seja, aproximadamente 200 Hz.
TWEETERS
Freqüências de Corte (Hz) em Função da Impedância do Tweeter e do Capacitor
Imped.
(Ohms)
Capacitores em Fμ
(O símbolo // significa associação em paralelo.)
HR
1
2
(1//1)
2,2
3
(2//1)
3,3
4,7
5,5
(3,3//2,2)
6,8
8,0
(4,7//3,3)
9,0
(6,8//2,2)
4
39.800
19.900
18.090
13.267
12.061
8.468
7.236
5.853
4.975
4.422
8
19.900
9.950
9.045
6.633
6.030
4.234
3.618
2.926
2.487
2.211
16
9.950
4.975
4.523
3.317
3.015
2.117
1.809
1.463
1.244
1.105
Tabela 2 – Valores de Capacitores para diversas freqüências de corte, na faixa dos tweeters de 4, 8 ou 16 Ohms.
DRIVERS
Freqüências de Corte (Hz) em Função da Impedância do Driver e do Capacitor
Imped.
(Ohms)
Capacitores em Fμ
HR
10
20
(10//10)
22
30
(20//10)
33
47
55
(33//22)
68
80
(47//33)
90
(68//22)
4
3980
1990
1809
1327
1206
847
724
585
498
442
8
1990
995
904
664
603
423
362
293
249
221
16
995
497
452
332
301
212
181
146
144
110
Tabela 3 – Valores de Capacitores para diversas freqüências de corte, na faixa dos drivers de 4, 8 ou 16 Ohms.
TWEETERS
TWEETERS
RESPOSTA
(Hz)
CORTES
(Hz)
CAPACITORES
(Fμ)
ST350
ST300
ST302
ST320
ST322
ST304
ST324
2500 – 20.000
3.500 – 20.000
3.500 – 20.000
3.500 – 20.000
3.500 – 20.000
3.500 – 18.000
3.500 – 18.000
5.000
6.000
9.000
3,9
3,3
2,2
Tabela 4 – Valores de Capacitores para tweeters Selenium.
DRIVERS FENÓLICOS
DRIVER
RESPOSTA
(Hz)
CORTES
(Hz)
CAPACITORES
(Fμ)
DT150
1.500 – 15.000
4.000
4,7
D250
D200
400 - 9.000
500 - 7.000
600
1.000
33
20
D300
300 - 9.000
600
1.000
33
20
D305
400 - 9.000
600
1.000
33
20
D400
250 - 8.000
600
1.000
33
20
D405
300 Hz - 7 kHz
600
1.000
33
20
Tabela 5 – Valores de Capacitores para drivers fenólicos Selenium.
DRIVERS DE TITANIO
DRIVER
RESPOSTA
(Hz)
CORTES
(Hz)
CAPACITORES
(Fμ)
DH200
1.500 - 18.000
2.000
10 * 16,8 Fμ = 10 F μ // 6,8 Fμ
D205TI
800 - 18.000
1.200
2.000
16,8 *
10
D220TI
1.000 - 21.000
1.200
2.000
16,8 *
10
D210TI
800 - 20.000
1.500
2.000
6,8
4,7
D300TI
D305TI
500 - 18.000
900
1.200
22
16,8 *
D400TI
D405TI
400 - 18.000
900
1.200
22
16,8 *
D3300TI
D3305TI
D4400TI
D3300TI-Nd
D3305TI-Nd
500 – 25.000
500 – 20.000
600 – 20.000
500 – 25.000
500 – 20.000
900
1.200
22
16.8*
D2500TI-Nd
1000 – 22.000
1.500
2.000
13
10
Tabela 6 – Valores de Capacitores para drivers de titânio Selenium.
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