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terça-feira, 28 de setembro de 2010

Saiba um pouco mais sobre Pré-amplificador

Este é um artigo do Engenheiro de áudio Peron Rarez, publicado na Revista Áudio , Música e Tecnologia do ano 1992, vale a pena conferir!!

Pré-amplificadores


Dicas e Artimanhas na Utilização
foto: divulgação
Pegue uma calculadora (ou use a cabeça, se você for bom nisso), tome um valor entre US$ 399/US$ 699 e multiplique por 8, 16, 24 ou 32 vezes... Viu o valor que dá juntar toda esta quantidade de verdinhas numa mala preta? E saiba que tomei um valor modesto, hein!
Agora faça a mesma multiplicação, tomando um valor mais "salgado" que é por onde fica o "tempero" de um aparelho que tenha pedigree, como é o caso de um Focusrite, API, DW Fearn, ADL, Avalon, 9098(Neve), Manley e mais alguns outros de safra aí da vida - quase todos com preços a partir de uns $ 1.500 palos verdes.
Acrescente a estes valores o custo de um bom equalizador de mesmo preço e estirpe. Sem acrescentar mais nada, calcule o número de canais necessários para se trabalhar folgado e profissionalmente numa situação de gravação ou mesmo de show ao vivo.
Deu uma idéia do cacife que se precisa para adquirir um console com som decente e que, pelo menos, chegue perto dos top of line daí do mercado, conhecidos por terem o famoso "som de verdade"?
Pensando-se em termos de projeto e componentes, dá para se deduzir que fica praticamente impossível fabricar um console, dispondo de bons elementos: válvulas alto nível, conectores banhados a ouro, circuitos montados manualmente, transformador de qualidade e componentes discretos a nível militar (selecionados a dedo num monte) em cada canal e, ao mesmo tempo, com custo acessível para atender a todos ao mesmo tempo agora.
Como nem todo estúdio dispõe de cash suficiente para comprar uma mesa com todas estas maravilhas da eletrônica audiofônica - projeto, componentes de alto nível, muitos inputs, ergonomia e grife já embutida num módulo de entrada, a saída é arranjar uma que seja, pelo menos, "honesta". Quando a gente fala HONESTA, é aquela onde: "pelo menos o que se entra nela, é o que sai dela" - sem tirar ou acrescentar umas coisinhas a mais no meio. Isto é bem diferente daquelas ordinárias onde não importa a qualidade do som que você manda para elas - todos ficam soando iguais. Nestas ordinárias, tanto faz se a sua adorada fonte sonora foi captada com um microfone de US$600, de US$ 1.000 ou US$ 3.000, todos soam a mesma M'rda.
Para fugir disto, a sabedoria do fabricante (tentando seguir a orientação de gente muito experiente no lido com sinal de áudio) é tentar, já no projeto, encurtar ao máximo a rota do sinal - da fonte sonora à mídia de armazenamento - utilizando um mínimo de eletrônica possível. Ele tenta projetar um console que funcione decentemente bem, ao mesmo tempo que tenha um custo bastante camarada, e foi devido a isto que surgiram no mercado tantas mesinhas decentes querendo peitar as grandonas.



Às vezes, a realidade é outra
Mesmo no mais simples dos consoles, o sinal de áudio tem que passar por vários caminhos diferentes antes de atingir a mídia de armazenamento. São tantos potenciômetros, conectores, chaves, pré-amplificadores, cabos e tudo mais no percurso do sinal, que este longo caminho, logicamente, só faz contribuir na degradação do tão avidamente procurado sinal íntegro. O problema é que a gente sabe que o melhor benefício que podemos fazer para este sinal, é mandá-lo quase que diretamente para onde ele vai repousar feliz. Como fazer isto é o que queremos saber!
Num mundo fantástico, o ideal seria que entre a fonte sonora e a mídia de armazenamento houvesse, no máximo, um pedaço de fio esticado, sem mais nenhuma eletrônica no caminho. Mas acontece que, na prática, a realidade é outra, temos que procurar alguns requisitos básicos.
É muito óbvio que talvez a gente não precise de dezenas de canais todos incrementados de ciência e tecnologia. Às vezes bastam, pelo menos, uns dois ou três que sejam interessantes para captar alguma fonte sonora mais crítica - aquela que necessita de uma maior atenção na captação. Quem sabe aquele pré-amplificador que case perfeitamente com um microfone condensador para captar o som de um instrumento de sopro; para aquelas cordas, talvez o baixo ou a voz.
Depois do surgimento no mundo todo, de milhares de estúdios de pequeno porte - uma boa parte intencionado para pré-produção mas que, no final, terminam fazendo a produção toda - a maioria quase sempre improvisados em garagens, apartamentos, porões, sótãos, banheiros etc. (É cada lugar que me convidam para entrar, meu..!) Junto com a venda esmagadora de consoles e gravadores de baixo custo, também veio a onda de se empregar cada vez mais pré-amps externos para se conseguir aquele som que antes só era "tirado" num console "state-of-art", daqueles com preços recheados de zeros à direita.
Embora mesmo nas produções mais abonadas, onde o pessoal dispõe dos melhores consoles do planeta, é comum o técnico ou produtor requisitar o serviço de um PRE (e/ou também compressor e equalizador) periférico. É aquela coisa do cara querer um aparelho que tenha uma personalidade diferente daquela do console normal de trabalho.
Como já disse, já pensou se você tiver pelo menos uns dois ou três que se adaptem perfeitamente às específicas fontes sonoras?! Ouça um disco destes em que você adora o som de voz, baixo, violão, sopro e outros; depois pergunte ao respectivo técnico como foi gravado. Verá que quase sempre foi utilizado um pré-amp periférico (eu disse: quase sempre, certo?!)




Magia e Sedução


Para encurtar uma longa historia, vou chamá-lo amigavelmente a partir de agora de Pré-Amp. Mas o que faz um pré-amp, que possa melhorar o som significativamente assim?
Para entender esta magia, pense no projeto e imagine um mago da eletrônica destes como: Rupert Neve, David Manley, George Massenburg, Anthony De Maria, Douglas Fearn e Joe Meek, entre outros. Sentados em suas bancadas de trabalho, colocando fosfato para queimar exclusivamente para projetar um circuito que vá tratar personalizadamente e eficientemente bem o seu sinal. Saem coisas incríveis destas cabeças brilhantes. O projeto, a seleção de cada componente, a ergonomia e o layout (lay-out deve ser a última coisa que eles pensam).
Pense neles, como se fosse o professor Pardal "matutando": "este componente aqui, um outro ali (...), este sinal desvia por aqui (...) ali não, porque ele vai passar perto de uma fonte de ruído (...) vou empregar este tipo de capacitor e resistor ao invés daquele, porque este, mesmo tendo a mesma característica técnica, oferece melhores performances mecânica, física, elétrica e térmica do que aquele".
E eles ainda pensando: "prefiro o acoplamento a transformador (mesmo que ele encareça mais os custos e precise de mais espaço dentro do gabinete), porque ele me fornece uma melhor transferência de sinal".
Continuando: "Quero circuitamento discreto, totalmente conectado à mão - por senhoritas com 15 anos de experiência e com ferro de solda - no lugar do circuito integrado monolítico. Também prefiro uma válvula (made in Russia), ao invés do transistor, porque ela me fornece harmônicos pares. Deixa eu experimentar este resistor a nível audiófilo".




Tem mais: "Quero que este pré-amp utilize um mínimo possível de capacitores de acoplamento e eles não devem ser de Tantalum nem Alumínio. Talvez no segundo estágio um de Polypropileno".
Mais ainda, outro mago pensando: "Minha amplificação será em Classe A, porque ela colhe os dois semiciclos do sinal e, mesmo sendo devoradora de corrente, é a mais linear possível". E eu, do lado de cá, ainda sugiro que continue imaginando o que eles já não pesquisaram ou aprenderam. E qual coisa fantástica conseguiria unir o que se quer ouvir com o que se projeta.
Uns caras destes aí estão lidando com áudio de qualidade desde os tempos do bonde. Alguém pergunta: "Mas, afinal, o que um pré-amp precisa ter para se diferenciar daquele que já está embutido dentro do console? Não é mais prático utilizar este já totalmente cabeado?" Depende do que você tem em mãos e aqui vai um ditado: "Diz- me com quem andas e te direi quem és".
E há mais razões desta procura tão frenética por pré-amplificadores funcionando como periféricos. Para descrever o porquê de tão ávida necessidade, primeiro convém pensar nos aparelhos para captação, amplificação ou gravação de áudio, como o instrumento - a ferramenta do técnico de som.
Se a gente vai captar uma voz ou instrumento, com um som bastante característico e uma textura inconfundível, porque não escolher o microfone e pré-amp que também tenham a sua própria personalidade. Antes, apenas os ricos e famosos tinham um gravador decente; hoje em dia todo mundo tem um gravador digital - que, pelo menos, tem a obrigação de registrar e reproduzir fielmente o que se imprimir nele. Daí nada mais óbvio do que mandar um sinal o mais bacana possível para dentro dele.

Pre-Amp II

Não há outra fórmula, a única maneira de você saber se precisa de um pré-amp externo é quando você coloca as mãos nele. Quando a gente põe uma mão cheia de dedos num pré-amp de verdade, dificilmente se quer voltar a usar o arroz com feijão comum da mesa. Ela vai precisar ser uma mesinha muito competente para ganhar a nossa confiança outra vez e, como já disse, apesar de todo o avanço da tecnologia, dificilmente o fabricante consegue descer os custos a nível de colocar muitos detalhes e componentes bem qualificados dentro de um console de baixo custo. E ainda, tocando mais uma vez no assunto, talvez você não precise de 8, 16, 24 ou 32 canais de pré-amp com uma média de preço entre US$ 599 e US$ 1.999 cada. Arranje, pelo menos, um para captar aqueles instrumentos mais críticos, principalmente vozes. Com isto, basta ser um cara de sorte e ter uma mesa sincera (plana) para o seu som de voz ficar parecido com a do "Rei" Roberto, Lulu Santos ou Gilberto Gil.
Um detalhe: demorou muito acontecer, mas já existe fabricante produzindo mesa com apenas um ou dois módulos valvulados e os outros convencionais para atender à procura de pré-amps dedicados.



Para o colega que está chegando agora no pedaço, aqui vão algumas definições que merecem uma explicação, caso ele se anime a abrir o gabinete para ver o que acontece dentro de um pré-amp. Claro que não é possível descrever todos os componentes que se vai encontrar pela frente, mas alguns especiais necessitam de uma melhor apresentação.
Na eletrônica, é sempre necessário aumentar um pequeno sinal, e o dispositivo ou circuito responsável em aumentar este sinal é o amplificador. Quando a gente fala diante de um microfone (que é o dispositivo que transforma energia acústica em energia elétrica), não é possível ligar seus fios diretamente num amplificador de potência ou num alto-falante e ouvir som, porque este sinal não teria energia suficiente para colocar massa em movimento, o cone do alto-falante. Como é dito na escola literalmente: "o pré-amplificador é o circuito que se destina a aumentar a intensidade dos sinais de áudio, vindos de uma fonte sonora e captados por um transdutor (o microfone). Estes sinais, normalmente com intensidades muito pequenas - de uns poucos milivolts - necessitam ser entregues aos estágios finais de amplificação para, depois de excitados adequadamente, produzirem o som. Os amplificadores de níveis baixos são chamados Pré-Amplificadores e, antes do amplificador de potência, sempre é necessário ligar um.
Em geral, os pré-amplificadores são parecidos uns com os outros, podendo haver pequenas diferenças de acordo com o sinal que eles pretendem amplificar e, um detalhe a se notar, é que por trabalharem com sinais muito fracos, eles estão sempre suscetíveis à captação de zumbidos ou ruídos. Dessa forma, , já que um bom pré-amp amplifica um sinal muito fraco e é vulnerável a estas anomalias, ele precisa ter um bom ganho, um baixíssimo ruído circuital e uma alta taxa de rejeição a interferências externas, tais como as de RF e TV, nada de hum ou hiss etc. E já que falei destas coisas, convém explicar ainda algumas outras.





Eu penso que o colega já tenha ouvido falar no termo passivo ou ativo (pode até rir se quiser). Pois bem, dispositivos ou elementos PASSIVOS são resistores, capacitores e indutores sem capacidade de fazer amplificação. Já as Válvulas, Transistores ou CIs são elementos ativos, que produzem potência, sendo capazes de fazer "amplificação". Quase todo mundo já sabe as diferenças entre o transistor e a válvula. Calor excessivo, tamanho exagerado, tempo de aquecimento e vida útil limitada, são alguns fatores normalmente associados às válvulas, enquanto que o transistor requer menos energia para operar, não precisa de warm-up time, tamanho altamente reduzido, consumo de pouca corrente etc.. Embora este tanto de vantagem do transistor não tenha feito os amantes do áudio deixarem a paixão pelas válvulas morrer.
Talvez você também já tenha ouvido falar num componente ou elemento "discreto", e este termo se aplica a um dispositivo ou elemento que é reconhecido a olho nu e seu manuseio podendo ser feito pela mão humana. Tanto componentes ativos ou passivos, podem estar na categoria dos componentes discretos. Resistores, capacitores e indutores - quando estão humanamente visíveis são elementos discretos.
Já dispositivos de estado-sólido fazem referência ao silício (material sólido), do qual o transistor ou os semicondutores são fabricados - diferente da válvula, que opera a vácuo.
Um circuito integrado (CI) monolítico consiste de elementos microscópicos montados numa única pastilha de silício e é caracterizado por ter todos os componentes fabricados ou encapsulados num mesmo substrato. Sua concepção básica consiste na substituição de todo um conjunto de componentes individuais (transistores, diodos, resistores etc.) denominados componentes "discretos", para realizar determinada função em termos de circuito - "por um novo circuito", colocado inteiramente numa única pastilha de material semicondutor, o CI monolítico. Este circuito se apresenta externamente como um único elemento mas, na realidade, está projetado para executar a mesma função do circuito que é montado com elementos discretos. Assim, um CI contém de forma miniaturizada, um número de componentes igual ou superior ao do seu circuito equivalente, feito de elementos discretos.

Transformador no Pre-Amp

Há também outros dispositivos chamados SMT ou SMD (surface mounting technology ou surface mounted devices) que são elementos mais miniaturizados para desempenhar as mesmas funções de um CI normal.
Já um circuito híbrido, pode ter algumas definições: quando se mistura Componentes Discretos e CIs; quando se mistura Válvulas e Dispositivos de Estado Sólido ou quando se mistura dispositivos SMT com CIs ou outros.
Com a tecnologia de desenvolvimento dos circuitos integrados, surgiu um tipo de amplificador com características muito especiais, chamado Amplificador Operacional e, atualmente, sua utilidade se estende a um grande número de aplicações. Devido à sua característica, ele pode fornecer as mesmas funções desempenhadas por um amplificador normal montado com componentes discretos: elevado ganho de tensão, máxima impedância de entrada, baixa impedância de saída, resposta de freqüência plana, facilidade de controle etc., só que montado como um circuito integrado. O amplificador operacional (Op-amp, em inglês) se tornou a espinha dorsal no projeto de qualquer aparelho de áudio moderno. Ele permite ao projetista de equipamentos grande flexibilidade, porque depois de empregar no seu projeto um pequeno chip op amp, ele vai precisar de um mínimo de componentes adicionais para deixar o seu equipamento funcionando adequadamente num todo.




Nessa altura do campeonato o que faz um transformador num Pre-Amp? O transformador de áudio serve para fazer o acoplamento entre o sinal de microfone que chega à entrada do pré e o estágio seguinte. Muitos projetistas de equipamentos sabem que um transformador ordinário pode acrescentar as mais diversas anomalias num sinal de áudio: deficiência de fase; pobre resposta de freqüência; tamanho exagerado etc.; mas uma boa parte também sabe que, quando ele é bem projetado, ele se torna "o ouro" no projeto de um pré-amp. Primeiro, porque ele é um componente passivo, ou seja, nada de eletrônica no sinal. Alem do mais, por operar pelo princípio eletromagnético, ele tem a vantagem de evitar captação de ondas de Rádio/TV e, isto, para um circuito que vai receber um sinal tão pequeno quanto o de um microfone, é um bônus considerável. No aparelho, inicialmente ele vai converter a impedância da entrada - de baixa para alta (o sinal passa de nível de microfone para nível de linha), e esta impedância é otimizada para obter a máxima transferência de sinal. Por outro lado, muitas entradas de prés sem transformador oferecem bom equilíbrio e rejeição a ruídos na região de áudio freqüência, mas uma boa parte deixa a desejar quando chega à região de freqüências de Rádio e TV, que são as que mais interferem no sinal de áudio. Quanto ao transformador de potência, ele vai fornecer o sinal DC para a alimentação do circuito e os pré-amps mais sofisticados, além de utilizar o design Toroidal - que menos emana radiação eletromagnética.

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