Cruzamentos de primeira ordem: panaceia ou problema?

Cruzamentos de primeira ordem: panaceia ou problema?

Thiel-CS17-thumb.pngSempre incentivei e-mails críticos dos leitores porque é bom ter feedback. Mas alguns dos e-mails em resposta a minha crítica do THIEL TT1 ficou totalmente desagradável. 'Você não é um audiófilo!' um deles se enfureceu em resposta ao meu comentário de que o TT1 é '... um alto-falante mais versátil do que qualquer Jim Thiel [o último cofundador da empresa] projetado e provavelmente tem um valor melhor do que qualquer coisa que Jim projetou ...'





Lembrei-me disso quando recentemente pesquisei no Google algumas informações para minha próxima análise do novo subwoofer SmartSub 1.12 da THIEL. Eu encontrei reclamações apaixonadas sobre a decisão da empresa de se afastar dos designs com coerência de fase e crossovers de primeira ordem que eram uma marca registrada do trabalho de Jim Thiel. Em um Vídeo do youtube , um entusiasta de áudio elogiou os designs de Jim Thiel como 'anos-luz à frente do que todos os outros tinham a oferecer' e criticou a empresa por oferecer um novo produto que 'parece ser a mesma velha porcaria que vimos no mundo dos alto-falantes por nos últimos 30, 40 ou 50 anos. '





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Do ponto de vista comercial, se foi ou não sensato para a THIEL Audio abandonar os principais conceitos de design de Jim Thiel é discutível, mas eu espero que a maioria dos designers de alto-falantes tenha tomado a mesma decisão que os novos funcionários da THIEL. Não é porque eles são burros. Não é porque o que eles fazem é 'uma porcaria' (não dou classificações de desempenho de cinco estrelas para alto-falantes de merda). Não é porque eles 'não são audiófilos'. É porque eles entendem que os crossovers de primeira ordem apresentam um número surpreendente de compensações, um ponto que nenhum dos comentaristas que vi criticando a THIEL Audio parece ter se incomodado em investigar.





Tenho a sorte de ter passado muitas horas discutindo essas questões com o próprio Jim Thiel. Eu o visitei duas vezes em seu laboratório e fábrica de desenvolvimento de produto, e ele passou pelo meu local de trabalho algumas vezes para me ajudar a configurar os alto-falantes ou para conversar sobre o que estava planejando. Pode ser surpreendente para alguns que sua abordagem estava profundamente enraizada na ciência e na engenharia objetiva. Que eu saiba, ele nunca se entregou à verborragia mística e às afirmações de desempenho difíceis de sustentar que são comuns em áudio de alta qualidade, e em nossas discussões ele costumava rejeitar práticas de áudio caprichosas que não eram firmemente apoiadas por evidências científicas.

Em primeiro lugar, alguns princípios básicos para quem precisa. O crossover é uma rede elétrica que divide o som em graves para o woofer e agudos para o tweeter (e geralmente médios para um driver de médio porte). Um crossover bidirecional tem dois filtros: um que filtra os agudos do woofer e outro que filtra os graves do tweeter. (Um alto-falante de três vias adiciona filtros que removem os sinais de graves profundos e agudos superiores do driver de médio porte.) Esses filtros são caracterizados pela frequência com que começam a atenuar um sinal e pela inclinação dessa atenuação. Um filtro de primeira ordem atenua em -6 dB por oitava, um filtro de segunda ordem em -12 dB por oitava e assim por diante. Esses filtros afetam a fase de um sinal de áudio, atrasando ligeiramente algumas frequências em relação a outras.



O benefício de um crossover de primeira ordem é que ele mantém a fase do sinal original, desde que o alto-falante em que é usado tenha os centros acústicos dos drivers alinhados no plano vertical, muitas vezes através do uso de um defletor frontal inclinado . Contanto que sua cabeça esteja posicionada de forma que seus ouvidos fiquem equidistantes de todos os drivers, a fase do som direto que chega primeiro aos seus ouvidos não deve variar mais do que alguns graus. É por isso que a THIEL e outros fabricantes se referem a isso como um projeto com coerência de fase.

Como isso afeta o som que você ouve? Analisei talvez 10 alto-falantes THIEL desde o início de 1990, bem como vários outros designs com coerência de fase. Para meus ouvidos, o benefício do design com coerência de fase é que você obtém um palco sonoro mais envolvente, mais parecido com o que você esperaria ouvir de um alto-falante de painel como um MartinLogan ou Magnepan - mas com imagens mais precisas do que um painel dipolar alto-falante pode produzir. É um ótimo som, que recomendo fortemente a todos os entusiastas de áudio que verifiquem por si próprios em um showroom de revendedor bem projetado ou em um show de áudio.





Por melhor que o som com coerência de fase possa ser, não está 'anos-luz à frente' de todo o resto. Se os benefícios do design com coerência de fase fossem tão grandes, mais empresas de alto-falantes o usariam, porque em sua forma básica também é o crossover mais barato que você pode construir. Para um alto-falante bidirecional, um crossover de primeira ordem requer apenas um capacitor, um indutor e um resistor. Para cada pedido adicionado em um filtro passivo, você precisa de um capacitor ou indutor adicional. É por isso que o uso mais comum de crossovers de primeira ordem não é em alto-falantes audiófilos, mas em soundbars, alto-falantes sem fio e sistemas de home theater-in-a-box. (Para o registro, os crossovers de Jim Thiel eram incrivelmente complexos, com várias redes adicionadas para corrigir anomalias de resposta de frequência e impedância, mas a funcionalidade central ainda era fornecida por esses três componentes básicos.)

Então, qual é a desvantagem dos crossovers de primeira ordem? Existem três: distorção, longevidade do driver e dispersão.





Como Jim Thiel me disse, porque um filtro de primeira ordem não atenua tão abruptamente quanto os filtros de alta ordem, um driver usado com um crossover de primeira ordem deve exibir um bom desempenho duas oitavas além do ponto de crossover especificado - ou seja, em um alto-falante bidirecional com um ponto de crossover de 2,3 kHz, um tweeter deve ser capaz de lidar com sinais tão baixos quanto 575 Hz, e um woofer deve ser capaz de lidar com sinais tão altos quanto 9,2 kHz. Isso é especialmente difícil em um tweeter, produzindo distorção em alto volume e às vezes levando à falha do driver (os primeiros alto-falantes Thiel eram famosos por soprar tweeters). Também pode excitar os 'modos de interrupção' do woofer ou ressonâncias de alta frequência que produzem distorção.

Jim Thiel reconheceu totalmente esses problemas e os resolveu em grande parte desenvolvendo tweeters com uma excursão incomumente longa de cerca de um quarto de polegada e com o uso de um driver concêntrico de diafragma corrugado exclusivo que controlava os médios e agudos em seus modelos mais recentes. Esses problemas também podem ser atenuados com a adoção de designs de três ou quatro vias.

O outro problema com os cruzamentos de primeira ordem é a dispersão. Como os filtros são relativamente rasos, os dois drivers são simultaneamente audíveis quando os sons estão a cerca de uma oitava da frequência de crossover. Isso não é problema se seus ouvidos estiverem à mesma distância dos drivers. No entanto, se seus ouvidos estão mais próximos de um driver - se você se levantar, o que coloca seus ouvidos mais perto do tweeter, ou se encolher, colocando seus ouvidos mais perto do woofer - os sons dos dois drivers não estarão mais presentes fase em todas as frequências. Eles estarão em fase em algumas frequências e fora de fase em outras, o que significa que algumas frequências serão aumentadas e outras atenuadas, e você não obterá mais resposta de frequência uniforme. (Alto-falantes com crossovers de ordem superior também podem ter esse problema, mas em um grau muito menor).

Novamente, Jim Thiel se esforçou muito para corrigir esse problema, e é por isso que tantos de seus designs usaram um arranjo coaxial, com o tweeter dentro de um driver de médio porte ou woofer. Mas os designs exóticos de drivers em que ele confiava levavam anos para serem desenvolvidos, custavam muito para fabricar e às vezes o impediam de lançar novos modelos tão rapidamente quanto seus parceiros de negócios e revendedores gostariam.

Thiel-TT1-thumb.jpgTive a sorte de avaliar o último alto-falante que Jim Thiel projetou (o CS1.7, mostrado acima) e o primeiro alto-falante que a empresa projetou após a morte de Jim (o TT1, mostrado à direita). A diferença foi dramática. O CS1.7, como as anteriores caixas de som THIEL que eu analisei, era um pouco complicado de posicionar e não conseguia tocar a resposta de graves e a dinâmica que muitas caixas de som de preço semelhante oferecem. Era espetacularmente ótimo para gravações audiófilas puristas de instrumentos acústicos, mas um escolha questionável para rock mais pesado e música pop ou para home theater. Enquanto isso, o TT1 entregava muita dinâmica, não era muito exigente quanto ao posicionamento e, no final das contas, entregava um som mais neutro que funcionava com qualquer tipo de música.

Claro, os fãs dos antigos alto-falantes THIEL podem insistir que não há nada de especial sobre os novos alto-falantes, que eles não são muito diferentes do que a B&W, PSB e Revel produzem. Isso é verdade. E, claro, muitos audiófilos preferem um produto com idiossincrasias charmosas a um que ofereça desempenho objetivamente superior. Isso é bom. E, claro, alguns podem agora gravitar para longe da THIEL e em direção à Vandersteen, outra empresa conhecida por projetos com coerência de fase. Isso também está bom.

O que não é bom é afirmar que o alto-falante com coerência de fase (ou, por falar nisso, quase qualquer outra tecnologia de áudio) está 'anos-luz à frente do que todo mundo tem a oferecer.' Assim como todos os outros produtos de áudio já feitos, os alto-falantes com coerência de fase representam uma série de compensações. Ao compreender essas compensações, podemos tomar decisões de compra inteligentes. Não podemos tomar decisões de compra inteligentes se basearmos essas decisões em uma reverência quase religiosa por tecnologias, marcas ou personalidades específicas.

Recursos adicionais
Os prós e contras de vários subwoofers em HomeTheaterReview.com.
Como escolher um subwoofer para som surround ou estéreo em HomeTheaterReview.com.
Alto-falante de torre THIEL TT1 revisado em HomeTheaterReview.com.

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