Acustica

e-xacta, Belo Horizonte, v. 4, n. 3, p. 51-66. (2011). Editora UniBH. Disponvel em: www.unibh.br/revistas/exacta/

ISSN: 1984-3151

MEDIES ELETROACSTICAS DE UM ESTDIO DE LOCUO: O CASO DA RDIO ITATIAIA

ELETROACOUSTICS MEASUREMENTS OF A VOICEOVER STUDIO: THE ITATIAIA RADIO CASE

Matheus Perillo1; Fabrcio Aleksandro da Silva2; Igor Amariz Pires3

Recebido em: 30/10/2011 - Aprovado em: 14/12/2011 - Disponibilizado em: 30/12/2011

RESUMO: Este trabalho apresenta medies eletroacsticas do estdio principal de locuo da Rdio Itatiaia. Inicialmente foram apresentados conceitos bsicos na rea de udio. Em seguida, a metodologia e os resultados coletados foram discutidos. O estudo da acstica no estdio tem por objetivo a obteno de excelente qualidade de som dentro um estdio de locuo. PALAVRAS-CHAVE: udio, Estdio de locuo, Medidas Eletroacsticas. ABSTRACT: This paper presents electroacoustic measurements in the principal voiceover studio of Itatiaia Radio. Initially, basic concepts about audio have been presented. Then, the methodology and the experimental results were discussed. The actual acoustic study aims the achievement of an excellent audio quality inside the voiceover studio. KEYWORDS: Audio, Voiceover Studio, Eletroacoustic Measurements.

____________________________________________________________________________

1 INTRODUO

A primeira transmisso de rdio ocorreu por volta do

ano de 1906, nos Estados Unidos da Amrica

enquanto a transmisso pela televiso se deu por

volta do ano de 1928 (FERRARETTO, 2001). Durante

esses processos, houve necessidade de se fechar

uma sala para que se pudessem fazer as

transmisses e tambm gravaes de programas de

rdio e TV sem nenhuma interferncia externa.

Entretanto, aps o fechamento das salas, comearam

problemas de reverberao e at mesmo eco dentro

dos grandes ambientes.

A partir da criao das salas fechadas para

transmisso, denominadas estdios, iniciaram-se os

estudos da acstica com a finalidade de minimizar e

proporcionar resultados significativos para se ter uma

excelente qualidade de som dentro destes ambientes.

Com base no exposto questionam-se como minimizar

os rudos e reverberao durantes as transmisses

1 Engenheiro Eletricista. Centro Universitrio de Belo Horizonte UniBH, 2011. Rdio Itatiaia. Belo Horizonte, MG. [email protected];

2 Engenheiro Eletricista. Centro Universitrio de Belo Horizonte UniBH, 2011. CEMIG. Belo Horizonte, MG. [email protected]

3 Doutor em Engenharia Eltrica. PPGEE/UFMG, 2011. Professor do Centro Universitrio de Belo Horizonte - UniBH. Belo Horizonte, MG. [email protected] .

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visando obter uma qualidade sonora dentro das salas

de locuo e gravao.

O trabalho tem por objetivo principal desenvolver um

projeto para minimizao dos rudos e reverberao

ocorrentes durantes as transmisses, visando obter

uma qualidade sonora dentro das salas de som de um

estdio de locuo e gravao. Como objetivos

especficos, foram realizadas medies

eletroacsticas do estdio (resposta de freqncia,

tempo de reverberao e estrutura de ganho) para

identificar as falhas do processo de transmisso e

propor um plano corretivo para minimizar os rudos e

reverberao do estdio de transmisso da Rdio

Itatiaia.

2 REFERENCIAL TERICO

Esta seo trata dos conceitos bsicos na rea de

udio. Sero abordados os seguintes conceitos: som,

rudo, medidor de nvel de presso sonora e

microfone.

2.1 SOM

Segundo (BISTAFA, 2006), o som pode ser

pesquisado pelo lado fsico, ou pelo psicolgico. Pelo

lado fsico pode-se questionar, por exemplo: que h

som quando tomba uma rvore num parque onde no

h ningum para ouvir o barulho da queda. Neste

aspecto o entendimento fsico, ou seja, h produo

de som sempre que um objeto posto a vibrar, ou

quando ocorre o estmulo fsico.

Do lado psicolgico, a explicao que quando essas

vibraes so transmitidas at os ouvidos,

experimenta-se a sensao da audio. Tal postulado

pressupe a existncia de um meio atravs do qual o

som possa se propagar. Para que isso seja possvel,

basta que o meio possua elasticidade e inrcia, como

no caso do ar (CYSNE, 2006).

Para que esse som seja detectado pelo sistema

auditivo humano, necessrio uma variao da presso

ambiente.

O som pode ser definido como uma variao da

presso ambiente detectvel pelo sistema auditivo. Ao

nvel do mar, a presso ambiente de 101.350 Pa1. A

menor variao de presso ambiente detectvel pelo

sistema auditivo da ordem de 2 x 10-5 Pa2 . Essa

presso chama-se limiar da audibilidade. E a variao

de presso ambiente capaz de provocar dor o limiar

da dor, sendo da ordem de 60 Pa (BISTAFA, 2006).

De acordo com (FERNANDES, 2005) a propagao

do som no ar se d a partir da fonte geradora, em

todas as direes. Por ser uma vibrao longitudinal

das molculas do ar, esse movimento oscilatrio

transmitido de molcula para molcula, at chegar aos

ouvidos humanos, gerando a audio. Tal situao

conhecida como Princpio Huygens-Fresnel3 e se

aplica a essa propagao: cada molcula de ar, ao

vibrar, transmite para a vizinha a sua oscilao, se

comportando como uma nova fonte sonora.

Segundo o autor, ao ar livre, a propagao do som se

d a partir da fonte geradora, com a formao de

ondas esfricas. Essas ondas tero um comprimento

e uma velocidade de propagao.

O autor tambm afirma que a velocidade de

propagao do som depende da densidade e da

presso do ar, onde obtm a velocidade V=344,44

m/s. O fator que mais influencia na velocidade do som

a temperatura.

1 BISTAFA (2006, p. 6) entende que Pa o smbolo de pascal, unidade de presso no Sistema Internacional de Unidades de Medida. Corresponde a 1 newton por metro quadrado (1 N/m2). 2 BISTAFA (2006,6 p.) afirma que por ser incmodo trabalhar com nmeros com muitos zeros, comum nestes casos utiliza-se a chamada notao cientfica, em que 0,00002 escreve-se 2 x 10-5, assim como 200.000 escreve-se 2 x 105. 3 Christiaan Huygens (Haia, 14 de abril de 1629 Haia, 8

de julho de 1695) foi um matemtico, astrnomo e fsico neerlands.

53


O autor diz tambm que outro fator importante na

propagao do som a atenuao. O som ao se

propagar sofre uma diminuio na sua intensidade,

causada por dois fatores:

Disperso das ondas: O som ao se propagar

no ar livre (ondas esfricas) tem a sua rea de

propagao aumentada, em funo do

aumento da rea da esfera. Como a energia

sonora (energia de vibrao das molculas de

ar) a mesma, ocorre uma diluio dessa

energia, causando uma atenuao na

intensidade. A cada vez que se dobra a

distncia da fonte, a rea da esfera aumenta

quatro vezes, diminuindo a intensidade sonora

em quatro vezes, ou 6 dB.

Perdas entrpicas: Em uma onda sonora,

onde acontecem sucessivas compresses e

rarefaes, ocorrem pequenos aumentos e

diminuies na temperatura do ar. Pela 2 Lei

da Termodinmica, sempre que se realiza

uma transformao energtica, acontece uma

perda, ou seja, parte da energia se perde em

forma de calor. a chamada perda entrpica.

Sem a existncia desta perda, seria possvel o

moto-contnuo. Assim, na propagao do som,

parte da energia se transforma em calor,

atenuao esta que depende da freqncia do

som, temperatura e umidade relativa do ar.

Na propagao, o ar oferecendo maior resistncia

transmisso de altas freqncias causa uma distoro

no espectro de freqncias. Por isso que nos sons

produzidos a grandes distncias, ouve-se com maior

nvel os sons graves, ou seja, os sons agudos so

atenuados na propagao segundo o autor.

Quando se tem um obstculo, ou interpe uma

superfcie no avano de uma onda sonora, esta se

divide em vrias partes: uma quantidade refletida,

outra absorvida e outra atravessa a superfcie.

O autor diz que se uma onda sonora que se propaga

no ar encontra uma superfcie slida como um

obstculo a sua propagao, esta refletida, segundo

as leis da Reflexo tica. A reflexo em uma

superfcie diretamente proporcional dureza do

material. Paredes de concreto, mrmore, vidro, etc.

refletem quase que 100% do som incidente. Um

ambiente que contenha paredes com muita reflexo

sonora, sem um projeto acstico aprimorado, ter uma

pssima inteligibilidade da linguagem.

O autor tambm cita que a absoro a propriedade

de alguns materiais em no permitir que o som seja

refletido por uma superfcie. Os materiais absorventes

acsticos so de grande importncia no tratamento de

ambientes. A Norma Brasileira NB 101 especifica os

procedimentos para o tratamento acstico de

ambientes fechados. A dissipao da energia sonora

por materiais absorventes depende fundamentalmente

da freqncia do som: normalmente grande para

altas freqncias, diminuindo para valores muito

pequenos para baixas freqncias.

A transmisso a propriedade sonora que permite

que o som passe de um lado para outro de uma

superfcie, continuando a sua propagao.

Fisicamente, a onda sonora ao atingir uma superfcie

faz com que ela vibre, transformando-a em uma fonte

sonora. Assim a superfcie vibrante passa a gerar som

em sua outra face. Portanto, quanto mais rgida e

densa for a superfcie, menor ser a energia

transmitida (FERNANDES, 2005).

O que tambm ocorre com o som segundo o autor, a

difrao. Pelo princpio de Huygens-Fresnel, pode-se

entender que o som capaz de rodear obstculos ou

propagar-se por todo um ambiente, atravs de uma

abertura. A essa propriedade dado o nome de

difrao. Os sons graves (baixa freqncia) atendem

melhor a esse princpio.

A difrao de um som em um obstculo depende do

valor relativo entre o tamanho do obstculo e o

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comprimento de onda do som. O mesmo ocorre com o

avano do som atravs de um orifcio, quando o

comprimento de onda do som muito menor que o

comprimento do obstculo ou furo, existir uma

sombra acstica, de acordo com o autor.

Os sons graves (sons de baixa freqncia e de grande

comprimento de onda) tm maior facilidade em

propagar-se no ar, como tambm uma maior

capacidade de contornar obstculos.

Segundo (FERNANDES, 2005), Quando um som

gerado dentro de um ambiente, escuta-se

primeiramente o som direto, e em seguida, o som

refletido. No caso em que essas sensaes se

sobrepem, confundindo o som direto e o refletido,

tem-se a impresso de uma audio mais prolongada.

A esse fenmeno se d o nome de reverberao.

O autor define-se como tempo de reverberao o

tempo necessrio para que depois de cessada a fonte,

a intensidade do som se reduza de 60 dB. Se as

paredes do local forem muito absorventes (pouco

reflexivas), o tempo de reverberao ser muito

pequeno, caso contrrio ocorrero muitas reflexes e

o tempo de reverberao ser grande. Mais sobre

reverberao ser citado adiante.

Segundo (FERNANDES, 2005), o eco uma

conseqncia imediata da reflexo sonora. Define-se

eco como a repetio de um som que chega ao ouvido

por reflexo 1/15 de segundo ou mais, depois do som

direto. Considerando-se a velocidade do som em 345

m/s, o objeto que causa essa reflexo no som deve

estar a uma distncia de 23 m ou mais.

Refrao o nome dado a mudana de direo que

sofre uma onda sonora quando passa de um meio de

propagao para outro. Essa alterao de direo

causada pela variao da velocidade de propagao

que sofre a onda. O principal fator que causa a

refrao do som a mudana de temperatura do ar

(FERNANDES, 2005).

Ressonncia, de acordo com (FERNANDES, 2005)

a coincidncia de freqncias entre estados de

vibrao de dois ou mais corpos. Sabe-se que todo

corpo capaz de vibrar, sempre o faz em sua

freqncia natural. Quando se tem um corpo vibrando

na freqncia natural de um segundo corpo, o primeiro

induz o segundo a vibrar; eles esto em ressonncia.

Na audio simultnea de dois sons de freqncias

distintas, pode ocorrer que o som de maior

intensidade supere o de menor, tornando-o inaudvel

ou no inteligvel. Diz-se que houve um

mascaramento do som de maior intensidade sobre o

de menor intensidade. O efeito de mascaramento se

torna maior quando os sons tm freqncias prximas

(FERNANDES, 2005).

Outro fenmeno so as ondas estacionrias. De

acordo com (FERNANDES, 2005), um fenmeno

que ocorre em recintos fechados. Consiste na

superposio de duas ondas de igual freqncia que

se propagam em sentido oposto. Ao se sobreporem, a

coincidncia dos comprimentos de onda faz com que

os ns e os ventres ocupem alternadamente as

mesmas posies, produzindo a impresso de uma

onda estacionria. Em locais fechados, o som refletido

em uma parede plana e o som direto podem criar esse

efeito, causando graves problemas acsticos para o

ambiente.

Muito importante tambm o eco pulsatrio. Ocorre

quando existe a sobreposio de ondas refletidas

cujos caminhos percorridos se diferenciam de um

nmero inteiro de comprimentos de onda.

O Efeito Doppler-Fizeau um outro fenmeno muito

importante. Ele ocorre quando a fonte ou o observador

se movem (com velocidade menor que a do som)

observada uma diferena entre a freqncia do som

emitido e recebido. Essa caracterstica conhecida

como Efeito Doppler-Fizeau, torna o som mais agudo

quando as fontes se aproximam e mais grave no caso

de se afastarem.

55


2.3 RUDO

O rudo de acordo com (FERNANDES, 2005), todo

fenmeno acstico no peridico, sem componentes

harmnicos definidos; ou seja, rudo toda sensao

auditiva desagradvel ou insalubre.

O autor tambm afirma que fisicamente o rudo um

som de grande complexidade, resultante da

superposio desarmnica de sons provenientes de

vrias fontes. Seu espectro sempre ser uma confusa

composio de harmnicos sem qualquer

classificao ou ordem de composio. Normalmente

seu espectro de banda larga (de freqncias),

compacto e uniforme, sendo comum aparecer uma

maior predominncia de uma faixa de freqncias

(graves, mdias ou agudas).

Por conter um grande nmero de freqncias, alguns

rudos foram padronizados, sendo usados em testes e

calibrao de equipamentos eletroacsticos. Os

principais so (FERNANDES, 2005):

Rudo aleatrio: o rudo cuja densidade

espectral de energia prxima da distribuio

de Gauss.

Rudo branco: o rudo cuja densidade

espectral de energia constante para todas

as freqncias audveis. O som de um rudo

branco semelhante ao de um televisor fora

do ar.

Rudo rosa: o rudo cuja densidade espectral de

energia constante para todas as freqncias.

2.3.1 Medidor de Nvel de Presso Sonora

(Decibelmetro)

Segundo (FERNANDES, 2005), a instrumentao

para medio de rudo a nica que tem

regulamentao internacional e a que apresenta a

maior versatilidade de opes de modelos com

diferentes graus de exatido. Os medidores de

preciso constam normalmente de microfone,

atenuador, circuitos de equalizao, circuitos

integradores, mostrador (digital ou analgico)

graduado em dB conforme FIG. 1.

Figura 1 Decibelmetro Phonic PAA3 Fonte PHONIC, 2011

As curvas de ponderao (ou equalizao) dos

medidores so usadas para que o aparelho efetue as

medies do rudo de acordo com a sensibilidade do

ouvido humano. Essa equalizao dada pela curva

que atenua os sons graves, d maior ganho para a

banda de 2 a 5 kHz, e volta a atenuar levemente os

sons agudos.

O autor tambm destaca que os medidores de nvel

de presso sonora usam duas constantes de tempo,

aceitas internacionalmente. So os tempos

correspondentes s respostas lenta (slow), de um

segundo e, rpida (fast), de 0,125 segundos. O

medidor apresenta em seu mostrador a mdia

quadrtica (RMS = Root Mean Square) das variaes

da presso do som dentro do tempo especificado pela

constante do tempo. escolhido o valor RMS da

presso sonora porque ele relata fielmente a energia

contida na onda sonora.

A Norma Brasileira especfica para medio de rudo

a NBR 7731 (Guia para Execuo de Servios de

Medio de Rudo Areo e Avaliao de seus Efeitos

sobre o Homem), ela cita que a medio do rudo

depende fundamentalmente dos seguintes aspectos:

O tipo de problema do rudo: Qual a razo do

rudo ser um problema;

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A categoria do rudo: Se trata de rudo

contnuo, flutuante ou de impacto;

A categoria do campo acstico: A existncia

de superfcies refletoras de som;

Grau de preciso: A sofisticao das medidas.

Quantos aos mtodos de medio, a Norma cita trs:

Mtodo de levantamento acstico: um

simples levantamento do campo acstico

usando o medidor com a curva de ponderao

em A ou C. Caso haja necessidade de maior

preciso necessrio consultar as Normas

IEC 179.

Mtodo de Engenharia Acstica: A medio

feita por faixas de freqncia. Devem-se usar

equipamentos de grande preciso de acordo

com as Normas Internacionais.

Mtodo Acstico de Preciso: Deve ser feita a

anlise do rudo por faixas de freqncia,

utilizando-se at mesmo de laboratrios de

acstica.

2.4 MICROFONES

De acordo com (DO VALLE, 2002), denomina-se

transdutor qualquer dispositivo que transforma um tipo

de energia em outro. No udio tm-se alguns tipos de

transdutores como, por exemplo, o alto-falante que

transforma energia eltrica em energia acstica (som)

e o microfone que converte o som em sinal eltrico.

O autor tambm afirma que quando um fio condutor

de eletricidade se movimenta em relao ao campo

magntico de um m, ocorre uma variao de fluxo

magntico que atravessa o fio. Quando isso ocorre,

induzida no fio uma corrente eltrica.

Se, em vez de um fio reto, tiver espiras, o mesmo fio

atravessar n vezes o campo magntico. Se o fio se

move em relao ao campo magntico, induzida

uma tenso n vezes maior, porque a cada espira,

mais uma vez que o fio atravessa o campo.

Este conjunto de espiras denominado bobina e

aparece no somente nos microfones, mas em muitos

outros componentes eltricos, como os indutores,

transformadores, motores e alto-falantes.

O alto-falante comum tem uma construo

basicamente idntica do microfone dinmico, um

conjunto magntico e uma bobina acoplada a um

cone. A diferena no sentido da transduo, a

corrente eltrica aplicada bobina, faz deslocar-se em

relao ao m, fazendo vibrar o cone que produz o

som.

Uma superfcie razoavelmente extensa e leve tem a

propriedade de vibrar acompanhando o som que

incide sobre ela. Quando a massa dessa superfcie

pequena para a rea, tem-se uma membrana que

vibra intensamente de acordo com o som incidente.

Um microfone dinmico constitudo de uma

membrana acoplada a uma bobina mvel, a qual

trabalha submetida a um forte campo magntico. Este

produzido por um m redondo, cuja seo em E,

conforme visualizado na FIG. 2. Essa membrana junto

com a bobina mvel mantida em posio por uma

suspenso corrugada. Nessa suspenso, no conjunto

magntico, e na membrana muito leve e ao mesmo

tempo muito rgida, reside a tecnologia de fabricao

deste tipo de microfone.

Figura 2 - Estrutura de um microfone dinmico Fonte APRENDA TECNOLOGIA DIGITAL, 2011

57


Quando o som incide sobre a membrana, o conjunto

entra em movimento acompanhando as ondas

sonoras, o que faz variar o fluxo magntico atravs da

bobina, produzindo corrente eltrica diretamente

proporcional variao da presso no diafragma, ou

seja, ao som (DO VALLE, 2002)

O mesmo autor afirma que em virtude da massa do

conjunto diafragma mais a bobina e da elasticidade

limitada da suspenso, sons de pequena intensidade

tendem a ser ignorados pelo microfone. Diz-se que

neste caso o microfone duro. Um microfone duro

atua como um filtro de dinmica, eliminando os sons

mais fracos e reproduzindo normalmente os sons mais

fortes.

Quando um som de presso exageradamente alta

chega ao diafragma, a suspenso exigida alm de

sua capacidade elstica. Ento o diafragma no

consegue mais acompanhar proporcionalmente a

variao da presso sonora, e o sinal eltrico gerado

j no uma representao fiel do som, mas uma

representao deformada nas extremidades ocorre

distoro pela saturao mecnica do microfone (DO

VALLE, 2002).

O microfone dinmico extrai energia apenas do som e

do m, ou seja, auto-suficiente, mais fcil de usar,

no requerendo fonte de alimentao externa e nem

pilhas.

Quando a fonte de som est bem em frente ao

microfone, a captao sempre ideal. Quando a fonte

de som no est em frente ao microfone, a captao

pode sofrer vrios tipos de comportamentos, como por

exemplo, pode ser normal, ligeiramente rejeitada, ou

bastante rejeitada, em funo da variao do ganho

eletroacstico em funo da direo, ou seja, da

diretividade do microfone. Essa diretividade em

princpio independe do tipo de transdutor usado,

embora certos tipos de transdutores facilitem a

construo de microfones com determinado padro

direcional.

(DO VALLE, 2002) afirma que um microfone com

qualquer tipo de transdutor, cujo nico acesso ao

diafragma seja pela frente do microfone, sofre uma

variao positiva de presso que empurrar a

membrana para dentro, produzindo uma sada eltrica

positiva. Se a fonte de som estiver em qualquer outra

posio, uma variao positiva de presso envolver a

carcaa do microfone, pressionando ainda a

membrana para dentro e produzindo uma sada

eltrica positiva. Como o corpo do microfone

geralmente pequeno em relao ao comprimento de

onda, exceto microfones grandes em freqncias

muito agudas, a presso positiva sempre empurra o

diafragma para dentro. Neste caso, a captao do

microfone no depende da direo, e diz-se que o

microfone no direcional, e sim que ele

omnidirecional. o que capta em todas as direes

(DO VALLE, 2002).

3 METODOLOGIA

O trabalho foi caracterizado por GIL (1992) como uma

pesquisa experimental, do tipo estudo de caso, pois

envolve o estudo profundo de um objeto de maneira

que se permita o seu amplo e detalhado

conhecimento.

Os procedimentos metodolgicos foram iniciados pela

reviso bibliogrfica, que teve por finalidade nivelar o

conhecimento dos pesquisadores sobre o tema e

obter dados que pudessem ajudar na discusso dos

resultados.

Aps esta etapa, foi iniciada a coleta de dados atravs

do levantamento das medidas utilizando um software

de medio acstica Easera, uma interface de udio

Roland modelo Edirol U25, um notebook Apple

MacBook Pro, um microfone de referncia AcoPacific

modelo 7012 junto com o Kit PS9200 que uma

interface para o microfone 7012, uma caixa acstica

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ativa Yamaha HS50M e os prprios microfones

modelo RE20 usados no estdio.

O Easera um software alemo para anlise de

sistemas eletrnicos e acsticos e anlise de

resposta. uma poderosa ferramenta para anlises

acsticas e eltricas que pode ser ligado a qualquer

placa de udio usando um microfone de referncia

para anlise de ambientes e o microfone local para

resposta de freqncia.

A estrutura de coleta dos dados foi montada a partir

da ligao da placa de udio Edirol UA25 no

notebook. A partir desse momento calibrou-se a

interface de udio com o software, atravs da

calibrao de sua entrada com sua sada, deixando a

relao das duas grandezas em zero db.

Feito isso foi conectado o microfone de referncia com

seu respectivo pr-amplificador na entrada da placa

de udio Edirol UA25 e uma caixa acstica Yamaha

modelo HS50M na sada da placa de udio. Depois de

terminado a instalao dos equipamentos, colocou-se

o microfone de referncia no lugar exato que funciona

o microfone do estdio e posicionou-se a caixa

acstica sua frente com uma distncia de 15 cm.

Este procedimento foi realizado para as 05 posies,

FIG. 3 e 4 dos microfones localizados no estdio

central da rdio Itatiaia.

Figura 3 - Vista da posio dos 05 microfones localizados no estdio central da Rdio Itatiaia,

fotografada a partir do acesso sala Fonte OS AUTORES, 2011

No incio das medidas coletadas foi gerado o tom,

denominado rudo rosa, na caixa acstica ativa

Yamaha HS50M, que foi captado pelo microfone de

referncia e seu registro foram desenhados atravs do

espectro de freqncia de cada posio de microfone.

O Rudo Rosa ou Rudo de 1/f um sinal ou um

processo onde o espectro de freqncias como a

densidade espectral de potncia inversamente

proporcional freqncia do sinal. O termo originou-

se pelas caractersticas desse rudo serem

intermedirias entre o rudo branco (1/f0) e o rudo

vermelho (1/f2), mais conhecido como rudo

Browniano. O rudo rosa caracteriza-se por manter a

potncia (energia) igual entre todas as oitavas sonoras

(e tambm em qualquer outra escala logartmica).

Figura 4 - Vista da posio dos 05 microfones localizados no estdio central da Rdio Itatiaia,

fotografada a partir do estdio para a rea de acesso sala

Fonte OS AUTORES, 2011

Como o microfone de referncia tem uma curva quase

ideal, ou seja, mais prximo da plana, FIG. 5. Assim

desenhou-se a resposta da caixa acstica para cada

posio de microfone para que pudesse ser

comparada com o espectro de freqncia medido com

cada microfone original do local.

Feito essas medidas com o microfone de referncia

em todas as posies, foram feitas as medidas

usando os microfones que se usa no estdio para

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locuo, o RE20. O microfone RE20 um microfone

cardiide dinmico fabricado pela Electro-Voice. A

FIG. 6 descreve a curva caracterstica e seu diagrama

polar.

Figura 5 - Detalhe da curva de resposta do microfone modelo 7012

Fonte - ACO PACIFIC, 2011, p. 1

Figura 6 - Detalhe da curva de resposta do microfone modelo RE20

Fonte - ELECTRO VOICE, 2011

Com os microfones RE20 nos lugares, foram gerados

tons rudo rosa com a caixa acstica ativa Yamaha

HS50M. Esses tons foram captados em todos os

estgios de ganho. Sada do microfone, cabo de

entrada no pr de microfone, sada do pr de

microfone e sada da console (mesa de udio).

Alm do espectro de freqncia foi medido tambm o

tempo de reverberao.

Reverberao um efeito fsico gerado pelo som, a

reflexo mltipla de uma frequncia.

Ao acionar uma fonte sonora em um recinto fechado,

as primeiras ondas geradas propagam-se at s

paredes, sendo refletidas. Percorrem um caminho em

zigue-zague por todas as direes. Nesse intervalo de

tempo, a fonte emitiu novas ondas que se combinam

com as anteriores. As vibraes sonoras aumentam

progressivamente de intensidade at alcanar um

valor estacionrio.

Dentro de um estdio de locuo como neste caso, as

reflexes no so bem vindas.

O tempo de reverberao muito discutido entre

especialistas de qual o tempo ideal para cada

ambiente. O tempo mais usado para estdios de

locuo/gravao de TR < 0,25 para frequncias

altas e mdias e TR < 0,5 para frequncias baixas.

Neste caso foi feito uma mdia de todas as

frequncias.

Para medir o tempo de reverberao usa-se o RT60.

Define-se tempo de reverberao (RT) de um recinto,

como o intervalo de tempo expresso em segundos

necessrio para que a energia acstica nesse recinto

decresa 1/1.000.00 = -60dB (da RT60) de seu valor

original a contar do momento em que a fonte que

produz a energia desligada (Engenheiro Luiz

Fernando Otero Cysne, no livro A Bblia Do Som,

captulo 3, pgina 60).

Para o tempo de reverberao, foram usados apenas

os microfones RE20 do local. Foi gerado um tom

sweep de 2,7 segundos em cada microfone e

captado o tempo de reverberao. O sweep (do ingls

sweep: varrer) uma varredura de todo o espectro de

frequncia do udio.

Ao fim de todo esse processo, obtiveram os grficos

que sero mostrados e explicados no item 4.

4 RESULTADOS E DISCUSSES

Este estudo de caso vem demonstrar as medidas

eletroacsticas do estdio principal da Rdio Itatiaia.

Depois que foi feita uma reforma no estdio principal

de locuo da Rdio Itatiaia, foi adicionado mais dois

microfones e hoje existem 5 microfones para locuo.

60


O tamanho fsico do estdio continuou o mesmo,

portanto, com a adio de mais dois microfones,

aparelhos de televiso, computadores, cadeiras,

comeou a ter problemas de realimentao de ondas

estacionrias e conseqentemente, problema

acstico. At mesmo quando um s microfone

utilizado, h problema de acstica, devido reforma

no ter sido feita com materiais e tcnicas adequadas

para o mesmo.

Desde que o estdio principal da Rdio Itatiaia foi

montado, nunca houve medies para que pudessem

descrever suas caractersticas acsticas.

H algum tempo, percebeu que existia uma variao

do udio entre alguns microfones do estdio.

Com essas medies, pde-se mostrar o espectro de

freqncia de cada microfone, se algum deles est

respondendo de forma inadequada, o tempo de

reverberao de cada um deles e com todos esses

grficos, pode atuar tanto no domnio da frequncia,

atuando em equipamentos como equalizadores

grficos e paramtricos compressores; como no

domnio do tempo, fazendo transformaes na parte

fsica do local com materiais acsticos para possveis

correes.

4.1 CURVA DE FREQUNCIA DA CAIXA ACSTICA

USANDO MICROFONE DE REFERNCIA COM

RUDO ROSA

Os grficos analisados abaixo descrevem a curva de

frequncia que o microfone de referncia AcoPacific

modelo 7012 junto com o Kit PS9200 captou com o

sinal rudo rosa gerado pela caixa acstica.

A FIG. 7 apresenta a curva de resposta na posio 01.

Figura 7 - Curva de resposta da posio 01

Fonte - EASERA, 2011

Pode-se observar que obtivemos um grfico bem

linear. Obtivemos um pico separado por volta de 60Hz

que pode ter sido causado por uma ressonncia do

estdio.

A FIG. 8, descreve o espectro captado pelo microfone

na posio 2. Observa uma variao nas baixas

freqncias entre 50Hz e 200Hz que tambm pode ser

fruto de uma acstica mal feita.

Figura 8 - Curva de resposta da posio 02 Fonte - EASERA, 2011

A posio 3 mostrada no grfico da figura 9 descreve

uma linearidade muito boa.

Lembra-se que esta etapa do processo apenas para

se adquirir o espectro de freqncia gerado pela caixa

acstica em cada posio com um microfone de

referncia aferido para que possamos detectar

possveis erros na acstica fazendo medies usando

os microfones originais.

61


Figura 9 - Curva de resposta da posio 03


A FIG. 10 que se refere posio 4, obteve o mesmo

pico por volta de 60Hz e um pico por volta de 28Hz, e

nas altas freqncias uma pequena atenuao por

volta de 3.7KHz.


Obteve-se uma atenuao por volta de 32Hz na FIG.

11 que corresponde posio 5 de microfone e o

resto do espectro se manteve normal.


Uma vista mais ampla de todos os espectros de

frequncia pode-se avaliar na FIG. 12 que traz todos

os grficos sobrepostos.

Figura 12 - Curva de resposta de todas as posies Fonte - EASERA, 2011

4.2 CURVA DE RESPOSTA DE FREQUNCIA DA

CAIXA ACSTICA USANDO MICROFONE

ELECTRO-VOICE RE20 COM RUDO ROSA EM

TODAS AS POSIES

Os grficos seguintes foram gerados atravs da

captao do rudo rosa gerado pela caixa acstica

pelos microfones originais RE 20 que se usa no

estdio da Rdio Itatiaia em suas respectivas

posies. Os mesmos foram ligados diretamente na

placa de udio.

Observa-se na FIG. 13 que de acordo com suas

caractersticas de fabricao, o mesmo apresenta uma

excelente resposta. Pode observar que por volta de

50Hz, 400Hz e 3.5KHz obteve algumas diferenas que

podem ser corrigidas eletronicamente.

Figura 13 - Curva de resposta da caixa acstica com

microfone RE20, posio 01 Fonte - EASERA, 2011

62




A FIG. 14 acima demonstra o grfico do microfone 02

e que tambm obteve uma excelente resposta do

mesmo.

A FIG. 15 apresenta o grfico do microfone RE20 03 e

obteve uma boa linearidade nas baixas freqncias e

nas altas, por volta de 12KHz houve uma variao,

porm, no se pode levar em considerao.

Como mostra na FIG. 16 abaixo, entre 3KHz e 4.5KHz

houve uma atenuao, mas que se necessrio pode

atuar com um equalizador paramtrico e aliviar, e

acima de 12KHz obteve variaes imperceptveis.



Figura 16 - Curva de resposta da caixa acstica com microfone RE20, posio 04


No grfico abaixo, mostrado abaixo na FIG. 17, tem o

espectro de freqncia captado pelo microfone 05. Um

excelente grfico sem nenhuma anomalia. Obteve

uma atenuao por volta de 50Hz e um pico por volta

de 60Hz.



O grfico da FIG. 18 descreve o grfico de todos os

microfones RE20 sobrepostos para que se possa ter

uma visualizao melhor.

Observa-se que houve uma coerncia entre todos os

grficos, o que um excelente resultado.


microfone RE20, todas as posies Fonte - EASERA, 2011

4.3 CURVA DE RESPOSTA DE FREQUNCIA DA

CAIXA ACSTICA USANDO MICROFONE

ELECTRO-VOICE RE20 COM RUDO ROSA

SADA DO MICROFONE VERSUS A SADA DA

MESA DE UDIO

Esta parte do estudo muito importante, pois se pode

ver a curva do microfone pura e a mesma depois que

se passou por toda a estrutura de ganho.

63


A estrutura de ganho o equilbrio da amplitude do

sinal em todos os seus estgios.

Ajustar a estrutura de ganhos fazer com que a

corrente eltrica do sinal de udio esteja sempre

compatvel entre os diversos aparelhos do caminho, e

ainda no melhor nvel de trabalho possvel. Um

excesso de corrente causar distoro e at mesmo

queima de componentes. Por outro lado, um sinal

eltrico muito baixo traz diversas conseqncias ruins,

como degradao da qualidade sonora causada pelo

rudo de fundo inerente aos prprios equipamentos.

O caminho percorrido pelo sinal eltrico gerado pela

bobina do microfone o seguinte: sai do microfone,

passa por um pr-amplificador de microfone que

amplifica esse sinal e entrega na entrada da mesa de

som. Retornou-se com esse sinal da sada da mesa

de som para a entrada da placa de udio e captou-se

o grfico.

O grfico da FIG. 19 est relacionado com o microfone

01. Pode-se observar que o grfico que est na cor

verde a sada da console (mesa de udio) e o

grfico na cor vermelha sada do microfone. As

diferenas visveis que esto nos grficos, so devido

equalizao feita digitalmente na mesa de udio.

So compensaes feitas para que se possa atingir

um udio adequado.

Neste microfone, observa que pouco se fez em

relao equalizao. A diferena visvel que se

percebeu e que dever ser percebida nos grficos

seguintes a amplitude do sinal que nada mais , do

que um ganho de sinal que se obteve nos estgios de

ganho.

Figura 19 Curva de resposta da caixa acstica com microfone RE20, sada do microfone versus sada da

mesa de udio posio 01 Fonte - EASERA, 2011

Figura 20 - Curva de resposta da caixa acstica com microfone RE20, sada do microfone versus sada da


O grfico da FIG. 20 acima, que se refere ao

microfone 02 e demonstra o mesmo que aconteceu

com o microfone anterior. Apenas teve notavelmente o

aumento do ganho.

Houve uma pequena diferena nas altas frequncias

2.5KHz e 10KHz mas nada que d uma grande

diferena no udio.

A FIG. 21 est relacionada ao microfone 03 e

igualmente as anteriores no se visualizam mudanas

drsticas a no ser a amplitude normal do udio na

sada da mesa de udio.

64






A FIG. 22 demonstra o grfico do microfone 04.

Observa-se pequenas variaes como entre 3KHz e

10KHz e mais uma vez observou a diferena de

amplitude do sinal.

Abaixo, demonstrado na FIG. 23, est o grfico do

microfone 05. Pode-se descrever que aconteceu o

mesmo do microfone 04. So variaes quase que

idnticas.



Nesta seo, observou que houve pequenas

variaes entre as sadas dos microfones comparadas

com as sadas da mesa de udio.

A variao mais percebida foi a da amplitude entre o

sinal medido na sada do microfone com o sinal

medido na sada da mesa de udio. Pequenas

variaes de frequncia entre os grficos podem

certamente ser ajustes feitos no equalizador digital da

mesa de udio, e tambm se pde perceber em todos

os grficos da sada da mesa de udio, um pico

positivo por volta de 17KHZ que pode ter sido gerado

por algum equipamento do circuito, mas que neste

caso no faz diferena por causa do espectro de

frequncia usado e tambm isso ser filtrado nos

processadores seguintes.

4.4 CURVA DE RESPOSTA DO TEMPO DE

REVERBERAO

Nesta seo, ir discutir os grficos que demonstram

o tempo de reverberao de todos os microfones

originais do estdio.

Abaixo na FIG. 24, est demonstrado o grfico do

tempo de reverberao do microfone 01. Observa-se

que foi gasto 0,0462 segundos para a energia cair

70dB e se manteve estvel, o que se torna aceitvel

dentro do que foi dito acima.

Figura 24 - Tempo de reverberao microfone 01 Fonte - EASERA, 2011

A FIG. 25 abaixo demonstra o tempo de reverberao

do microfone 02. Observa-se que o tempo gasto foi de

65


0,0697 segundos para a energia cair 70dB o que

tambm satisfaz bem as necessidades do estdio.



A figura 26 acima demonstra claramente uma acstica

inadequada da posio 03 que se refere ao microfone

03.

Observa-se que para a energia cair 60dB, demorou

0,154 segundos e em 0,477 segundos a onda ganhou

energia novamente e perdendo somente aps 1,3

segundos. Isso no adequado, pois se quer que

quando a onda caia no ganhe energia novamente e

com se diz na linguagem tcnica fantasma.

Abaixo se tem o tempo de reverberao da posio 04

mostrado na FIG. 27. Observa-se que se gastou 0,123

segundos para cair apenas 50dB e 1,3 segundos para

cair 60dB.


O grfico da FIG 28 abaixo tambm est fora do que

se deseja. Tem-se somente em 0,199 segundos uma

queda de 50,4dB e somente em 1,3 segundos caiu os

60,3dB desejado.

Figura 28 - Tempo de reverberao microfone 05


5 CONCLUSO

De acordo com os grficos obtidos com todas as

medies, conclui-se que em relao perda de

freqncias, quase no houve discrepncia em

relao ao udio original e o udio na sada da mesa

de udio. Isso quer dizer que passando por todos os

estgios de ganho, nenhum deles est filtrando ou

ampliando exageradamente algumas das freqncias

que esto sendo geradas pela caixa acstica. Porm

isso no quer dizer que a acstica est perfeita.

No que diz respeito reverberao, observou-se uma

reverberao muito alta nos microfones 03, 04 e 05 e

isso implica em realimentao dos microfones com

essas ondas estacionrias, o que no bom para o

propsito de um estdio de locuo.

66


Neste caso a interveno ter que ser feita

fisicamente no local, mudando materiais e

reposicionamento de microfones.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem Professora Arlete Vieira da

Silva do curso de Engenharia Eltrica do UniBH, pelo

apoio. Agradecem, especialmente, Rdio Itatiaia por

permitir que fosse feito esses estudos para uma

melhoria da qualidade de som dentro do estdio

principal de locuo.

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REFERNCIAS

BISTAFA, SYLVIO R.: Acstica Aplicada ao Controle do Rudo, 1 Edio. Ed. Edgard Blcher, So Paulo, 2006. DO VALLE, SLON. Microfones, 2 Edio. Ed. Msica e Tecnologia. Rio de janeiro, 2002. _____. Manual Prtico de Acstica, 3 Edio Revisada e Ampliada. Ed. Msica e Tecnologia, Rio de Janeiro, 2009. EASERA, Electronic and Acoustic System Evaluation and Response Analysis, Software Design Ahnert GmbH (SDA), AFMG (Ahnert Feistel Media Group). Berlim.

FERNANDES, JOO CANDIDO: Acstica e Rudos, So Paulo, 2005.

CYSNE, LUIZ FERNANDO OTERO: A Bblia do Som. So Paulo, 2006. ACO ELETRO: 7052PH Phanton Powered Measurement Microphone System, ACO Pacific, Inc. FERRARETTO, LUIZ ARTUR: Rdio, o veculo, a histria e a tcnica. Ed. Sagra Luzzatto. Porto Alegre, 2001.

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