'Vou mandar o grave bater': como caixas de som produzem diferentes barulhos

Você pode até não perceber, mas é praticamente impossível passar o dia sem escutarmos uma caixa de som. Acha exagerado? Bem, se você ouviu qualquer som do seu smartphone, no sistema de som do seu carro, ligou a TV ou até mesmo o anúncio do carro da pamonha passando na sua rua, você ouviu sons produzidos por uma caixa de som.

O que popularmente chamados de "caixa de som", na verdade, é um conjunto composto por uma caixa acústica e pelo menos um alto-falante. Ao vibrar, o alto-falante produz sons, que têm sua acústica "tratada" pela estrutura da caixa de som.

As caixas de som atuais utilizam alto-falantes alimentados por eletricidade, que surgiram na metade da década de 1920. Ainda que elas variem de formato e de material de construção, as caixas de som que vemos hoje, sejam as do seu computador ou a do carro daquele vizinho sem noção que fica ouvindo música no último volume aos finais de semana, têm o mesmo princípio de funcionamento.

A reprodução sonora de uma caixa de som tem como origem os alto-falantes. O que esses dispositivos fazem é transformar sinais elétricos em sinais acústicos, ou ondas sonoras.

O tipo mais comum de alto-falante é o dinâmico, que é composto de um imã fixo e uma bobina móvel. Essa bobina é fixada no alcance do campo magnético produzido pelo ímã. Esses dois componentes são fixados na traseira de um cone cuja base é um diafragma.

Essa bobina é alimentada por eletricidade e, uma vez que há corrente alternada circulando por ela, ela se aproxima ou se afasta em relação ao ímã fixo, empurrando o ar à sua volta. Esses movimentos do ar, por sua vez, fazem o diafragma do cone vibrar, reproduzindo o som que chega aos nossos ouvidos.

Em geral, o tamanho dos cones dos alto-falantes determina o tipo de som que será reproduzido. Os de maior diâmetro deslocam grandes volumes de ar e por isso conseguem reproduzir frequências mais baixas - os graves, no caso. Já os que têm os cones menores reproduzem frequências mais altas - ou os agudos.

Uma caixa de som, em geral, agrupa alto-falantes de mais de um tipo, de maneira a ter meios de reproduzir uma gama de sons das mais variadas frequências. A ideia é cobrir ao máximo a faixa de frequências sonoras ouvidas pelos seres humanos, que fica aproximadamente entre 20 Hz e 20 kHz.

Para separar os sinais elétricos e destiná-los ao alto-falante certo, são usados circuitos eletrônicos que funcionam como filtros, separando os sinais agudos, graves e médios para os respectivos alto-falantes.

O que é estéreo? E surround?

Não é raro encontrarmos os termos "estéreo" e "surround" quando vamos comprar um aparelho de som ou, ainda, um home theater.

No caso do estéreo, trata-se de um efeito que permite distinguir a origem do som - normalmente - entre o lado direito ou esquerdo. Para ser criado, há circuitos eletrônicos que dividem o sinal em canais esquerdo e direito, que são reproduzidos por conjuntos de alto-falantes distintos. Eles podem estar em caixas separadas ou, ainda, dentro de do mesmo dispositivo, caso das caixinhas de som Bluetooth.

Há também sistemas que utilizam várias caixas de som independentes, os chamados 5.1, 7.1 etc. Neste caso há uma separação ainda maior de canais, que é uma tentativa de deixar o som mais rico ao utilizar alto-falantes mais "especializados" para cada faixa sonora.

Esse sistema, em geral, exige o posicionamento dessas caixas ao redor de quem ouvirá o som, criando o tal efeito surround - palavra em inglês que significa "cercar" -, que permite identificarmos a origem dos sons com mais exatidão, criando uma experiência mais realista.

O tamanho da caixa de som influencia a qualidade?

Esse é um dos casos de que tamanho não é documento. A potência sonora é maior quando combinamos caixa de som com maior número de alto-falantes ou, ainda, um número maior de caixas de som. Já a qualidade sonora aumenta quando sinais com maior faixa de frequência são reproduzidos - ou seja, quando usamos caixas de som compostas por alto-falantes de dimensões diferentes. Quanto mais faixas de frequência são reproduzidas, melhor a qualidade do som.

Por que as caixas de som sofrem interferência?

O seu celular já tocou quando estava próximo de uma caixa de som e você acabou ouvindo um barulho estranho de interferência? Isso ocorre quando as caixas são expostas a sinais de alta frequência, que podem ser captados pelos cabos do aparelho de áudio, que passam a funcionar como antenas receptoras. É a chamada interferência eletromagnética.

O mesmo vale para a presença de ímãs próximos às caixas de som, que podem interferir no deslocamento da bobina dos alto-falantes e comprometer a qualidade sonora.

Toda quinta, Tilt mostra que há tecnologia por trás de (quase) tudo que nos rodeia. Tem dúvida de algum objeto? Deixe nos comentários que vamos investigar.

Fonte: Wânderson de Oliveira Assis, professor e coordenador do curso de Engenharia Eletrônica do Instituto Mauá de Tecnologia