CONFIGURAÇÃO E FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
Alguns sistemas podem apresentar configurações bastante complexas; muitos são formados por diversos blocos dedicados. Cada um desses blocos tem seu processamento e equalização independentes. Isto se faz necessário para que se mantenha uma perfeita cobertura e um SPL constante em todo o ambiente. Em alguns casos, encontramos até mesmo caixas dife-rentes, cada uma cumprindo um papel diferente no array.
Quando não podemos contar com caixas dedicadas (Long-Throw, Medium-Throw, etc.), po-demos acoplar os componentes de forma que, deste modo, consigamos atingir nossos objeti-vos. Por exemplo: se não contamos com caixas Long-Throw, como no exemplo da
figura 8, poderemos acoplar as cornetas de altas das duas primeiras caixas, colocando a primeira delas de cabeça para baixo
(figura 9). Mas, ainda assim, vamos precisar de processamentos diferentes para as diversas necessidades do array.
Como podemos observar, existem sistemas bem complexos e logicamente, precisamos estar cientes da complexidade destes, para que possamos tirar o máximo que o sistema pode dar.
Além disso, precisamos ter certeza de que todos os componentes do sistema estão funcio-nando. De nada adianta ter um sistema complexo como os dos exemplos acima se alguma coisa não funciona perfeitamente. Normalmente, a primeira coisa que devemos fazer ao inici-armos o trabalho de alinhamento de sistemas é nos certificarmos de que tudo funciona bem. Se algo não funciona bem, deve ser substituído ou, se impossível a substituição, deve ser descartado. Afinal, não queremos surpresas durante o evento e, pior do que faltar algo, é ter algo em que não podemos confiar.
BANDA PASSANTE
Agora que já posicionamos as caixas da melhor forma possível e ajustamos os componentes das caixas, vamos começar a nos preocupar com a resposta de freqüência do sistema. O mais importante é ter uma resposta de freqüência linear, sem que alguma região de freqüências "atropele" outras. A extensão desta resposta deve ser respeitada, ou seja, de nada adianta tentar fazer o sistema "falar" 30 hertz se os falantes param em 50 hertz. Da mesma forma, não vamos tentar conseguir 20kHz de um sistema em que os drivers ou tweeters param em 16kHz Isso só nos levaria a aumentar absurdamente os níveis de distorção, além de gerar um desperdício de potência, fazendo com que o sistema passe a trabalhar de forma instável.
Assim sendo, vamos começar ouvindo e analisando o sistema sem nenhum tipo de equalização. Se o sistema for dividido em conjuntos com processamentos diferentes, vamos primeiro analisar cada conjunto em separado, para depois equilibrarmos o nível entre os conjuntos. Lembre-se que também é necessário o alinhamento no tempo dos diversos conjuntos, assim como foi feito com os diversos transdutores das caixas. Sendo assim, os conjuntos adjacentes devem ser otimizados para trabalhar construtivamente, uma vez que, em algum ponto, estarão cobrindo o mesmo espaço (overlap), porém, como as distâncias de cada conjunto ao ponto comum de cobertura será diferente, teremos cancelamentos em algumas freqüências e muito comb filtering. O procedimento é o mesmo utilizado no alinhamento dos transdutores. Basta imaginar o array como uma grande caixa e que seus componentes são os diversos conjuntos processados independentimente. Desnecessário dizer que realizar este procedimento sem o uso de um analisador FFT será uma tarefa muito difícil, uma vez que, depois de identificarmos os pontos onde ocorrem os overlaps, temos que medir o tempo de chegada do som de cada um dos conjuntos, para podermos proceder aos ajustes. Aliás, identificar os pontos onde ocorrem as interferências destrutivas pode ser um pouco difícil. Inicialmente, podemos ser levados a pensar que a região de maior interferência estará no campo representado pelo overlap dos conjuntos
(figura 10). Infelizmente, não é bem assim... Como já vimos anteriormente, cada conjunto do sistema trabalha com seu nível e sua equalizações particulares: os conjuntos destinados a alcançar maiores distâncias terão, naturalmente, níveis maiores do que os conjuntos utilizados para cobrir os pontos próximos. Como já sabemos, o comb filtering se manifesta mais severamente quando os níveis das fon-tes são próximos ou iguais; como estaremos trabalhando com níveis diferentes entre os di-versos conjuntos, ocorrerá um deslocamento da região de maior interferência, que não será mais no campo de overlap das caixas, como podemos perceber na
figura 11. O que ocorreu foi que o comb filter se deslocou para a região onde os conjuntos estão colaborando igualmente, em termos de nível, para a cobertura. Na verdade, cada vez que alterarmos o nível relativo de dois conjuntos adjacentes, teremos que proceder novamente a todo este ajuste.
Com os conjuntos alinhados no tempo, vamos partir para o ajuste do(s) crossover(s). Aqui devemos tomar muito cuidado. As freqüências de crossover elétricas já devem estar previamente determinadas, desde a fase de projeto e testes iniciais das caixas, dentro das possibilidades e linearidades de cada transdutor e sonofletor/corneta; é boa prática escolhermos freqüências de corte superiores e inferiores de modo que cada transdutor ainda responda uma oitava, acima e abaixo respectivamente, das freqüências escolhidas. Por exemplo: se as freqüências de corte inferior e superior da via de médios-graves forem 160Hz e 1250Hz respectivamente, seria ideal que o transdutor tivesse uma resposta de freqüências de 80Hz a 2500Hz. Muito importante também é conhecer a diretividade de cada banda que compõe o sistema; precisamos escolher freqüências de crossover onde as diretividades das bandas adjacentes sejam, se não iguais, muito próximas, para que tenhamos uma cobertura uniforme em toda a banda passante. Sabemos que, à medida que a freqüência aumenta, a diretividade também aumenta, porém este aumento deve ser contínuo e gradativo. Nos pro-cedimentos de alinhamento, temos que verificar o que acontece com as freqüências de cros-sover acústicas que são extremamente importantes para um perfeito alinhamento dos falantes. As freqüências de crossover acústicas devem ser medidas com um analisador de alta resolução e são aquelas freqüências em que os falantes estão contribuindo igualmente para a reprodução, acusticamente. As freqüências de crossover acústicas podem ser diferen-tes das elétricas. Vamos a um exemplo: continuando com nossa caixa hipotética, já vimos que a freqüência de crossover elétrica escolhida entre os falantes de 15" e 12" foi de 160Hz e, utilizando um analisador, encontramos as curvas representadas na
figura 12a. Digamos que, em um determinado momento do alinhamento, chegamos à conclusão que precisamos aumentar em 3 dB o nível do falante de 15". O que vai acontecer com nossas curvas? Veja a
figura 12b. Como podemos perceber, a freqüência de crossover acústico mudou ligeiramente, sem que tivéssemos alterado a freqüência eletricamente. Portanto, devemos ter muito cuida-do quando alteramos o nível relativo entre as bandas, uma vez que estaremos alterando também as freqüências de crossover acústicas e o alinhamento de fase entre os falantes de-pende imensamente das freqüências de crossover acústicas, já que a resposta de fase dos falantes é dependente da freqüência (ver box). Vamos agora à regulagem dos níveis de cada banda do crossover.
Se estivermos utilizando um analisador FFT, esta é a hora de lançarmos mão da "Função Transferência". Esta função nos permite comparar dois sinais, sendo um de referência e outro de análise. Portando, o sinal de referência será a saída da console ou mixer, enquanto o sinal de análise será o captado pelo microfone. Utilizando esta função, podemos usar um CD conhecido como fonte de sinal. Se só dispusermos de um analisador RTA, vamos precisar usar ruído rosa. Depois de escolhida a fonte de sinais, começamos abrindo cada uma das vias que compõem o sistema. Neste ponto, devemos procurar uma curva mais ou menos plana, tanto na tela do RTA quanto na tela do analisador FFT. Começamos com a via das médias-altas, elevando o nível da via até que consigamos uma boa leitura na tela do analisador, levando-se em consideração o nível de ruído ambiente. O ideal é obtermos um nível próximo daquele que será utilizado na hora do evento. Aqui devemos nos preocupar, também, com a estrutura de ganho do sistema; precisamos estar o mais longe possível do piso de ruído do sistema, mas mantendo ainda um bom "headroom", sempre levando-se em conta o tipo de programa que
vamos reproduzir.
Depois da via de médias-altas, vamos à via imediatamente inferior, que pode ser a de médias ou de médias-graves. Vamos elevando o nível desta via até equilibrá-la com a via de médias-altas. Nesse ponto, pode ser que a via de médias-altas tenha que ter seu ganho reduzido, uma vez que, normalmente, são mais sensíveis do que as das médias ou médias-graves. Prosseguindo, vamos à via de graves, procedendo da mesma maneira.
Em alguns sistemas, a via de sub-graves é alimentada por um auxiliar da console de mixa-gem. Se não for o caso, devemos prosseguir com o alinhamento da mesma forma. Se a via de sub-graves for alimentada por um auxiliar, ela deve ser analisada em separado, porque, neste caso, trata-se mais de um tipo de efeito que o engenheiro ou técnico de mixagem vai aplicar somente em determinados instrumentos. Porém, a obtenção dos parâmetros para ali-nhamento desta "via" deve seguir os mesmos procedimentos utilizados nas outras vias e não devem ser alterados durante a mixagem, para evitarmos a alteração das freqüências de cros-sover acústico. Estes procedimentos devem ser repetidos em todos os blocos que compõem o sistema. Neste ponto, se o sistema for bem equilibrado, já vamos ter um alinhamento bem estável.
Como já foi dito anteriormente, não precisamos encontrar uma reta em toda a extensão da banda passante; na verdade, para o sistema soar natural, devemos aplicar uma queda gra-dativa a partir de uma determinada freqüência. Essa freqüência varia de acordo com a sala e a proximidade entre os ouvintes e as caixas. Normalmente, começa lá pelos 3kHz com uma queda de 3 dB/oitava. Mas, em ambientes maiores, essa queda pode começar em freqüências bem mais baixas e se deve à natural absorção das altas freqüências pelo ar. Se essa queda não for aplicada, o sistema soará extremamente desagradável e pouco natural.
Depois de conseguida esta curva, o que deve preferencialmente ser conseguido somente com ajustes nos crossovers, vamos começar a utilizar os equalizadores para corrigir algumas fre-qüências problemáticas. Para isso, o uso de equalizadores paramétricos é a melhor escolha, pois podemos utilizá-los em conjunto com os analisadores FFT, que, devido à sua grande re-solução, nos permitem atuar exatamente nas freqüências de interesse. Porém, devemos ter muito cuidado neste ponto, para não tentarmos corrigir problemas que não podem ser corri-gidos desta forma, ou então, tentarmos corrigir anomalias que são devidas ao posicionamento incorreto do microfone de análise. Por isso, devemos agir com critério, fazendo diversas medições com o microfone de análise em diversos locais diferentes. Muitas vezes, os dados obtidos com o microfone bem próximo ao chão são bastante confiáveis para as freqüências mais baixas, enquanto que as freqüências mais altas, normalmente, são medidas com o mi-crofone no eixo de uma coluna de caixas.
NIVEL DE PRESSÃO SONORA
Muitas vezes somos levados a acreditar que determinados sistemas podem atingir elevados níveis de pressão sonora com uma quantidade reduzida de caixas. Certamente, alguns siste-mas apresentam maior sensibilidade do que outros, da mesma forma que uns são mais agra-dáveis aos ouvidos do que outros. Porém, nunca devemos deixar de lado um perfeito dimen-sionamento do sistema, tendo em vista a pressão sonora necessária para o atendimento de todo o público, sem esquecer do headroom adequado ao programa. Atingir elevados níveis de pressão sonora em ambientes relativamente grandes é tarefa para uma quantidade grande de falantes e caixas. Obviamente, quanto maior o espaço a ser sonorizado, maior será a ne-cessidade de caixas. Quando somos responsáveis pelo dimensionamento dos sistemas, de-vemos levar em consideração diversos fatores, tais como sensibilidade do sistema, potência necessária para excitar os falantes, distâncias envolvidas, número de ouvintes, acústica do local, forma de agrupamento das caixas (Flying, andaimes, etc.). Temos que nos precaver, na medida do possível, das interferências destrutivas, posicionando as caixas de modo que umas não interfiram nas outras. E lembre-se: quando dobramos o número de caixas, conseguimos um acréscimo de apenas 3 dB e que, para termos a sensação de dobra no nível de pressão sonora, precisamos, teoricamente, de dez vezes mais caixas!!!
Um sistema bem alinhado, com as interferências destrutivas minimizadas e com uma estrutu-ra de ganho bem cuidada, oferecerá mais SPL do que um sistema em que estes cuidados não foram tomados devidamente. Uma prática importante é respeitar o limite do sistema. Assim como no caso da banda passante, de nada adianta tentar levar o sistema a fornecer um SPL que ele não pode alcançar; isso só geraria distorções, instabilidade e, se o sistema não for devidamente protegido, a queima de falantes e drivers. E quando começa a distorção, não importa qual é o sistema ou quanto ele custa: todos ficam ruins.
RUÍDOS E REALIMENTAÇÃO
Ruídos tais como os gerados por energia elétrica suja, loops de terra, falta de aterramento, hiss e outros podem atrapalhar, e muito, os procedimentos de alinhamento. Se o sistema apresentar algum desses ruídos, ele deve ser corrigido antes de qualquer passo ou procedi-mento.
Já a realimentação é um problema que deve ser atacado seriamente, pois não existe nada mais desagradável do que realimentações durante um evento. O perfeito posicionamento das caixas e um cuidadoso posicionamento dos microfones é imprescindível para o controle de realimentações. Se as caixas e microfones estiverem posicionados corretamente, isto é, o mais distante possível uns dos outros e, ainda assim, tivermos problemas com realimentação, pode ser que precisemos de um sistema mais diretivo ou de microfones mais diretivos para que, assim, possamos evitar que os microfones "ouçam" as caixas. Algumas vezes, seremos obrigados a sacrificar um timbre perfeito para que possamos eliminar as realimentações; em alguns casos, isso é possível, em outros, inadmissível. Além disso, existe um limite; não podemos ir além dele. Se este for o caso, vamos precisar ser convincentes nos argumentos...
ALGUMAS CONSIDERAÇÕES
Antes de começarmos a alinhar um sistema, precisamos estar cientes de quanto tempo va-mos precisar para desempenhar bem todo este trabalho. Existem situações em que, infeliz-mente, a falta de tempo nos obrigará a pular algumas etapas.
Enquanto alinhando o sistema usando analisadores, faça o maior número de medições possí-vel, com o microfone de análise em diversas posições. Mova o microfone e vá observando o que acontece na tela do analisador. Quando selecionar uma posição para o microfone, tente imaginar o que mais o microfone vai estar "ouvindo", além do sinal direto, vindo dos falantes. Como já foi dito anteriormente, evite posições próximas a paredes ou pilastras, espelhos, vidro; posições muito distantes do P.A. ou muito próximas também não são indicadas.
Em sistemas flying, é difícil mudarmos o direcionamento das caixas depois do sistema sus-penso; nesta caso, temos que partir do posicionamento original, mas sempre tentando fazer o sistema se comportar da forma que planejamos.
Já em sistemas que estão dispostos em andaimes ou similares, apesar de não apresentarem coberturas tão uniformes quanto um sistema flying, fica mais fácil movermos as caixas para as posições corretas; muitas vezes, um pequeno deslocamento pode trazer uma grande me-lhora na sonoridade do sistema. Às vezes, levantar a parte traseira da caixa e direcionar me-lhor as cornetas para baixo pode melhorar sensivelmente a cobertura nas primeiras fileiras de ouvintes.
Existe uma grande polêmica entre técnicos e engenheiros quando alguém diz que "vai equali-zar a sala". Obviamente, não podemos equalizar a sala; porém, podemos corrigir, ou melhor, melhorar a interação das caixas com o ambiente. Se não fosse assim, não precisaríamos de equalizadores nos racks: bastaria equalizar o sistema "na fábrica" e pronto. De qualquer for-ma, devemos tomar muito cuidado quando estamos fazendo correções no sistema devido às interações entre as caixas e o ambiente porque, quando estivermos muito distantes das cai-xas, onde ouvimos mais a sala do que os falantes, lugar que chamamos de campo reverbe-rante, podemos ser levados a atenuar excessivamente as freqüências em que a sala "respon-de" mais, prejudicando as pessoas que se encontram no campo direto, que é onde se ouve mais os falantes do que a sala. Mais uma vez, o posicionamento do microfone de análise ou do técnico é determinante para a realização da correção.
Lembre-se: sempre confie nos seus ouvidos; depois de todos os procedimentos técnicos de alinhamento, toque aquele seu CD predileto. Ouça com atenção todas as nuances que você está acostumado a ouvir. Aqui é a hora em que alguns poucos dB podem fazer uma grande diferença. Não hesite em alterar alguma coisa apenas e tão somente baseado no que você está ouvindo; a diferença entre um sistema que soa bem e outro que soa maravilhosamente bem pode estar aí, nesta pequena alteração. A qualidade subjetiva do sistema é sempre a que deve prevalecer; se você acha que está soando bem, então provavelmente você está no caminho certo. Mas tenha critérios e parâmetros para a sua opinião; a sua referência é muito importante. Ouça a opinião de outras pessoas, até mesmo leigos; eles podem não saber quantos dB você precisa atenuar ou aumentar em determinada freqüência, mas podem dizer se o som lhes agrada ou não. No final das contas, são eles que vão ouvir e julgar todo o seu trabalho. Mas também não se deixe levar por opiniões de terceiros; ouça-as, analise-as e decida se elas têm ou não algum fundamento.
POLARIDADE E FASE
Polaridade e fase são, ainda, a razão de muitas dúvidas. Vamos tentar diferenciar as duas coisas e mostrar a importância que elas têm quando tratamos com alto-falantes.
Basicamente, a polaridade de um alto-falante indica a direção inicial que o mesmo irá tomar quando receber um pulso ou sinal. Portanto, o alto-falante poderá ir para a frente ou para trás. Costuma-se dizer que, se o alto-falante se deslocar para a frente quando recebe um pulso positivo, ele está com a polaridade correta; se o falante se deslocar para trás com um pulso positivo, então ele terá a polaridade invertida. Inversão de polaridade não causa atraso no sinal.
Já a fase é um pouco diferente. Fase tem a ver com tempo e freqüência; a fase nunca está invertida, ela está ou adiantada ou atrasada alguns graus ou ciclos. E, como ela está atrasada ou adiantada, a fase sempre será relativa a, no mínimo, dois sinais de mesma freqüência. Vamos a algumas figuras:
Em "1", temos dois sinais de mesma freqüência, em coincidência de fase e polaridade. Em "2", temos os mesmos sinais, porém com POLARIDADE invertida; note que os ciclos começam no mesmo ponto (0), porém um começa com o ciclo positivo e outro com o ciclo negativo.
Em "3", ainda temos os mesmos sinais, porém o sinal vermelho está 90 graus defasado, rela-tivamente ao sinal preto; note que ambos os ciclos começam positivamente, porém o verme-lho começa um pouco depois (¼ de ciclo atrasado = 90 graus).
Em "4", temos a mesma situação de "3", porém com 180 graus de defasagem dos ciclos (½ ciclo); perceba que este caso PARECE com o caso da polaridade invertida (2), porém, uma olhada mais atenta nos mostra que ambos os ciclos começam positivamente, porém um co-meça ½ ciclo atrasado.
Em "5", temos um caso misto: os ciclos estão com polaridade invertida E defasagem de 90 graus. Perceba que, além do atraso de ¼ de ciclo, o ciclo preto começa positivamente, en-quanto o vermelho começa negativamente.
Finalmente em "6", o mesmo caso de "5", porém com uma defasagem de 180 graus.
Por que as relações de fase só valem para sinais com a mesma freqüência?
Bem, nós sabemos que a cada freqüência corresponde um comprimento de onda diferente; cada comprimento de onda leva um tempo diferente para completar um ciclo, certo? Por exemplo: um ciclo completo de 1000 Hz leva 1 milissegundo para se completar; já um ciclo de 500 Hz leva 2 milissegundos. Se atrasarmos a fase de cada um desses ciclos em 90 graus (¼ de ciclo), teremos atrasos de tempo diferentes para cada um deles. Vejamos: ¼ de ciclo de 1000 Hz leva 0,25 milissegundo para ocorrer, enquanto ¼ de ciclo de 500 Hz leva 0,5 mi-lissegundo. Portanto, se quisermos atrasar os mesmos 90 graus estas duas freqüências, te-mos que aplicar atrasos diferentes. Portanto, os atrasos de fase são "freqüência-dependentes".
Portanto, cada atraso que produzimos em uma determinada banda passante, terá um efeito diferente para cada freqüência, enquanto a inversão ou não de fase afetará igualmente todas as freqüências.
Agora, a má notícia: os alto-falantes não reproduzem todas as freqüências ao mesmo tempo, ou seja, existem variações de fase dentro da banda reproduzida por um único falante. Por esse motivo, algumas vezes, mesmo após alinharmos os transdutores produzindo atrasos (delays), os mesmos podem não apresentar a necessária soma de amplitudes na região de crossover, uma vez que cada um dos falantes pode estar reproduzindo exatamente aquela freqüência de crossover um pouco atrasada com relação às demais. Normalmente, os falan-tes reproduzem primeiro as altas freqüências; isso, por si só, já dá margens a uma conclusão importante: se o alto-falante reproduz primeiro as altas freqüências, na freqüências de cros-sover, o falante da via mais baixa terá sua fase adiantada, enquanto o da via mais alta terá sua fase atrasada. Voltando ao nosso exemplo: nosso falante de 12" responde de 160 Hz até 1250 Hz. Portanto, a região próxima dos 1250 Hz estará sendo reproduzida primeiro (fase adiantada). Já nosso driver responde de 1250 Hz até 18000 Hz. Neste caso, a região próxima dos 18000 Hz estará sendo reproduzida primeiro (fase adiantada), enquanto a região próxima dos 1250 Hz estará sendo reproduzida depois (fase atrasada). É por esse motivo que muitos crossovers e processadores apresentam controles de fase, permitindo o perfeito casamento de fase entre os falantes na freqüência de crossover.
E agora, depois de todo este trabalho, é a melhor hora: hora do show. Divirta-se, veja na reação pessoas e, principalmente, ouça o resultado do seu trabalho; e lembre-se: parte dos aplausos do público, com certeza, é para você.
Alexandre Rabaço é engenheiro de som, trabalhando atualmente com Leila Pinheiro. É também professor no Instituto de Artes e Técnicas em Comunicação - IATEC - no Rio de Janeiro.
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