O básico sobre fones: Como funciona a amplificação de som?

Que bom ter você de volta aqui! (leia o capítulo anterior aqui caso tenha perdido) Vejo que tem um desejo para ser entusiasta já! Ou pelo menos tem pretensões de ter produtos de qualidade e conseguir extrair o máximo deles.

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No capítulo de hoje, continuando a série "O básico sobre fones", falaremos sobre a amplificação! O que a amplificação auxilia para os nossos fones de ouvido tocarem como foi pretendido? Para isso temos que entender primeiramente como ela funciona dentro de um sistema de fones.

O que é um amplificador de fones de ouvido?

Você precisa ver

O amplificador (amp) é responsável pela amplificação do sinal elétrico analógico fornecido pelo DAC após a conversão (leia aqui e entenda como funciona um DAC). Sem o amp, um DAC por si só não conseguiria fazer um fone tocar. Portanto, todos os aparelhos que utilizamos para tocar (smartphone, notebook, desktop, etc), possuem obrigatoriamente uma seção de amplificação.

Quando um amplificador é integrado ou dedicado?

Um amplificador pode ser integrado à fonte (leia aqui e entenda o que é uma fonte), como em um smartphone, ou separado, onde já é considerado um amplificador dedicado.

Quando o amplificador é integrado em um equipamento classificado como portátil, na maioria das vezes temos uma seção de amplificação com baixa potência de saída. Isso ocorre, porque em seu desenvolvimento ele foi pensado para ser utilizado em conjunto com fones fáceis de serem empurrados, que não tem muita necessidade de "força". Este tipo de amp, foi pensado para fones de ouvido portáteis como in-ears e on ears/supra aurais (saiba mais sobre os tipos de fones aqui), então não espere muito quando você for plugar um headphone com impedância alta e baixa sensibilidade no seu celular (claro que existem exceções à regra, mas estou falando da maioria).

Quando um amplificador é dedicado, a coisa já muda de figura. Aqui estamos falando de uma placa dedicada somente à amplificação, então teremos componentes de maior qualidade e ao mesmo tempo uma maior potência de saída. Em detrimento disso, embora alguns fones não necessitam realmente de uma amplificação dedicada, eles se beneficiam dela por conta da qualidade da mesma. Um amp dedicado pode ser portátil (com bateria) ou de mesa (alimentado por uma fonte ligada a tomada).

Tecnologias de amplificadores (tipos)

Amplificador de estado sólido (SS ou Solid State) ou amplificador transistorizado
Tube amp (amplificador valvulado)
Híbrido (parte SS e parte valvulada)
Amplificador para fones eletrostáticos (Electrostatic Headphone Amplifier)

Diferenças na construção de um amplificador Solid State e Valvulado

Um amplificador de estado sólido utiliza-se de uma combinação de transistores para funcionar. Já o amplificador valvulado, utiliza-se de tubos (válvulas) de vácuo para amplificar o sinal.

Amp WooAudio - Foto Augusto Schweickardt

A maior diferença entre um amplificador Solid State e um amplificador valvulado é que, enquanto um amp de estado sólido é acionado por corrente em todos os dispositivos de saída (circuitos de estado sólido), um amplificador valvulado é acionado por tensão que é aplicada nas válvulas.

A necessidade de transformadores nos amplificadores

A tensão sozinha não pode movimentar o alto-falante de um fone, daí o motivo de precisar de transformadores de saída. Você perceberá que a maioria dos amplificadores valvulados tem três objetos grandes e pesados, geralmente na parte traseira. Um deles é o transformador de potência e os outros dois são transformadores de saída (um para cada canal) que convertem a tensão de saída dos tubos (válvulas) em corrente na(s) saída(s) SE (Single End) e/ou balanceada (saiba o que é saida Single End e balanceada aqui)

Um amplificador de estado sólido normalmente possui um único transformador de potência e nenhum transformador de saída, já os amps valvulados precisam de uma alta tensão para as válvulas e como elas possuem uma alta impedância de saída, requerem um transformador. Os transformadores são os componentes mais caros em qualquer amplificador. Ao eliminar um transformador, os amps Solid State (SS) obtém uma enorme vantagem de custo se comparado aos valvulados. Daí a dificuldade de se achar amplificadores valvulados baratos.

Diferença de temperatura entre um amplificador Solid State (SS) e um Valvulado

Outra diferença entre um amp SS e um valvulado é a temperatura de funcionamento. As válvulas geralmente esquentam muito mais que uma placa de circuito de um amp Solid State.

Construção de um amplificador híbrido

Você precisa ver: Saiba qual assinatura de som é a melhor para você [básico sobre fones]

A intenção de se projetar um amplificador híbrido é combinar os melhores atributos dos amplificadores SS e Valvulados. As válvulas oferecem geralmente uma reprodução mais analógica, orgânica enquanto os circuitos transistorizados oferecem capacidade de empurrar fones de ouvido difíceis proporcionando um som dinâmico e autoritário. Claro que as características sonoras citadas aqui podem variar muito, sempre há uma exceção a regra, pois depende de diversos fatores na construção do amplificador.

No amplificador híbrido, os médios doces, o tamanho do palco sonoro, o ar e a musicalidade em geral da seção de entrada valvulada passam diretamente para um estágio de saída de baixa distorção Solid State que retém boa parte das boas qualidades das válvulas, fornecendo uma melhor interface para fones de ouvido modernos.

Diferenças sonoras entre um amplificador Solid State e Valvulado

Dentro do grupo do hobby de fones, existem os entusiastas de áudio e músicos que realmente se importam com o seu som, tem pessoas que pensam que os valvulados soam melhor e aqueles que pensam que os amps de estado sólido são tão bons quanto ou melhores. Os entusiastas que gostam dos Solid State podem fornecer dados altamente técnicos que suportam os seus argumentos, assim como aqueles que gostam de Valvulados.

Existem realmente dois subgrupos quando se trata de amplificadores. Aqueles amplificadores que são projetados para criar música e aqueles que são projetados para reproduzir música. Os músicos querem amplificadores que possam fornecer um som amplo, de limpo a distorcido e harmônico. Já os entusiastas de áudio querem amplificadores que reproduzam da forma mais original possível a música, eles não querem criar distorções, eles querem reproduzir a distorção feita por outros na música.

A distorção é um dos principais pontos de venda para os amantes de amplificadores valvulados. Os amplificadores de estado sólido não parecem distorcer tão musicalmente quanto os desenhos dos tubos de vácuo. A principal razão é que, quando você leva as válvulas ao seu máximo, exigindo muito delas, a distorção surge gradualmente e se apresenta como uma compressão gradual que se transforma em distorção.

Os amplificadores Solid State usam trilhos de alimentação de baixa tensão para operar e assim fazer com que a saída possa exceder a tensão de alimentação. Quando isso acontece, eles não começam a comprimir e a cortar gradualmente. Eles simplesmente cortam o sinal de saída nesse nível. As ondas senoidais tornam-se ondas quadradas imediatamente e o som não é agradável. Distorção de amps de estado sólido em sua forma pura soa algo como abelhas em um saco. Mas isso não quer dizer que todos os amplificadores irão sofrer obrigatoriamente desse mal, existem projetos e projetos onde se minimiza ao máximo esse inconveniente.

Mas existe uma coisa que tanto os músicos quanto os audiófilos amam no som dos valvulados, é a sua distorção harmônica uniforme. A distorção harmônica das válvulas é o que preenche o som e acrescenta calor.

Devemos considerar também a facilidade com que um usuário pode alterar o som de seu amplificador. Quando se trata de modificação, não há nada melhor que um amplificador valvulado. Como os tubos são encaixados, eles podem ser facilmente removidos e substituídos pelos usuários. Aí você começa a entrar em um novo mundo, o mundo dos tubos e suas diversidades de sons e preços. A busca infinita por um tubo que soa diferente ou melhor do que o que você usou antes.

Agora, caso você queira modificar o som de um amplificador de estado sólido, você precisa abri-lo. Os circuitos dos amps Solid State são mais complexos e consequentemente a tendência de fazer "merda" é maior do que em um amp valvulado. A eletricidade estática por exemplo pode queimar componentes do amp, assim como o calor de um ferro de solda usado indevidamente. Se você quiser ajustar um amp de estado sólido, precisará de uma tecnologia qualificada para isso. Os tubos se encaixam em um soquete apenas de uma forma, enquanto os componentes de estado sólido são fáceis de instalar de maneira inadequada se você não souber o que está fazendo. Claro que não é uma coisa de outro mundo, mas para fazer qualquer procedimento o ideal é pesquisar muito ou conhecer alguém que já tenha feito tal modificação em determinado modelo específico de amplificador.

Amplificador para fones eletrostáticos

São amplificadores que necessitam de uma voltagem para funcionar e foram feitos somente/exclusivamente para fones eletrostáticos (será escrito em breve um artigo dedicado às tecnologias dos fones). Teremos um capítulo dedicado aos fones de ouvido e amplificadores eletrostáticos, então aguardem.

Conclusão

Enfim, o amplificador é um componente que faz uma boa diferença na sonoridade de um fone, caso realmente necessite de amplificação. Ele pode também proporcionar um bom complemento no som no caso do fone ter resistência mediana ou boa sensibilidade por exemplo.

Analisando o sistema de fones como um todo (fonte, amplificador e transdutor), o amplificador traz mais diferença na qualidade final do som se comparado com a fonte. Porém, a parte que fará maior diferença, em toda a cadeia, continua sendo o fone de ouvido. Entretanto, caso você já possua um bom fone, acho que está na hora de comprar o seu amp e se deliciar mais ainda com a música!