Guia de compras: Crossovers e Gerenciadores

Também conhecidos como divisores de frequência, são equipamentos que fazem sentido ser dominados pelo técnico de áudio ao vivo. Mas, em estúdio, não? Ele até está presente nos monitores de referência, mas o usuário nada pode fazer para ajustá-lo. Crossovers analógicos passivos ou analógicos ativos, até mesmo os modernos gerenciadores de sistemas digitais, têm por função coordenar o trabalho dos transdutores para o seu maior rendimento e segurança.

Costumamos dizer que este é o equipamento mais técnico de toda a linha do áudio, do microfone à caixa acústica, sem importar o tamanho do sistema. Ele praticamente rejeita o gosto pessoal. Ele é sisudo, às vezes, até chato.

O bom uso de um crossover, quando temos acessos aos seus parâmetros, depende menos do que se sabe sobre o próprio crossover e muito mais do conhecimento sobre sistemas de caixas acústicas. Então, nossa tarefa no Mundo da Música é tentar adoçar o amargor desse equipamento tão importante para a qualidade sonora sentida pelo público, bem como, talvez até mais significativo, para a segurança e estabilidade do sistema.

Chegou a hora de arregaçarmos as mangas para compreender o seu uso e o que deve buscar no mercado para gerenciar seu sistema de caixas acústicas.

O que é um crossover?

Bom, se existisse alguma espécie de transdutor (alto-falante, driver de compressão ou tweeters) que reproduzisse as frequências de 20 Hz a 20000 Hz – faixa completa de nossa audição – com linearidade e grande pressão sonora, o crossover não existiria. Mas, como ainda não conseguimos reproduzir de forma eficiente o trabalho em um único tipo de transdutor, precisamos dividi-lo em partes.

Sua existência é necessária porque o transdutor não tem o poder de escolher a frequência que irá reproduzir. Ele tentará reproduzir tudo o que a ele é enviado, não importando se seu próprio futuro é o distorção, o dano, a queima.

Logo, o crossover é um circuito que filtra as regiões de frequências destinadas a cada tipo de transdutor e/ou a cada tipo de caixa acústica.

Então, presumimos que, sempre que vemos uma caixa acústica com dois diferentes tipos de transdutores, lá estará um crossover trabalhando, seja internamente, seja externamente no sistema.

Tipos de Crossover

Eletronicamente, o crossover poderá estar em duas posições distintas no sistema: antes ou depois do amplificador. A consequência disso é que, quando ele trabalha antes do amplificador, o sinal de áudio é muito menor do que quando trabalha após o amplificador, o que já era esperado. E isso talvez seja é a maior distinção entre crossovers passivos e ativos.

Sua nomenclatura está mais ligada à necessidade ou não de alimentação, mas isso veremos nos detalhes abaixo.

Crossover Passivo

O crossover passivo se trata de um circuito RLC (Resistor, Indutor e Capacitor) que não precisa de alimentação para operar. E, por ser preparado para trabalhar com o sinal de áudio pós-amplificador, ele é preparado para maiores correntes, o que visivelmente o transformará em um equipamento com componentes maiores fisicamente.

Ele é montado com filtros HPF (High Pass Filter) e LPF (Low Pass Filter) – que são, respectivamente, um filtro que corta os graves e um filtro que corta agudos. Ou seja, cortamos os graves de um tweeter para evitar a sua queima e cortamos os agudos do alto-falante para evitar problemas acústicos com os tweeters.

Quase sempre invisíveis, do lado de dentro da caixa, só nos damos conta da sua existência quando paramos para pensar nessa divisão, ou estamos fazendo a nossa própria caixa acústica.

Crossover Ativo

Estes, mesmos trabalhando com o mesmo princípio do crossover passivo com base, eles possuem necessidade de alimentação. Esta energia servirá para alimentar uma série de outro circuitos paralelos aos cortes para mais ajustes como ganho de sinal, fase, limitadores, entre outros. Ao olhá-lo internamente, vemos circuitos pequenos, por se tratar da baixa corrente de um sinal de linha.

Costuma ser o preferido dos técnicos que querem acessar todas as possibilidades de ajustes para o seu sistema. Além disso, com o seu uso, as perdas energéticas são menores, uma vez que dispensam o uso de resistores para a função de equilíbrio de intensidade entre transdutores. Entretanto, costumam ter preço mais alto e maior número de canais de amplificação disponível, por dividir o áudio em duas ou mais fatias antes do processo de amplificação.

Os ativos costumam proteger melhor o sistema por trabalhar com filtros de ordens mais altas – o slope, como veremos abaixo.

O que significa a ordem do filtro (slope)?

Se seu objetivo é somente a compra, é simples: quanto maior a ordem do filtro, mais protegido seu sistema estará. Se pudesse escolher esses valores de acordo com sua necessidade, então (o que é raro), melhor ainda. Mas, agora, se você tem dúvidas sobre o que é esse tal de slope, tentaremos ajudar.

O Slope é a inclinação do filtro, como sua própria tradução literal diz. Essa inclinação é dada pela quantidade e pelo posicionamento dos componentes eletrônicos do crossover. O resultado efetivo dessa inclinação se traduz em ordens. Um filtro de primeira ordem, por exemplo, tem uma inclinação que atenua 6 decibéis a cada oitava para cima para baixo – em frequências – dependendo se ele é um HPF ou LPF, como definido mais acima.

Nem só de primeira ordem vivem os filtros. Cada ordem equivale a 6 dBs na verdade. Então, um filtro de segunda ordem terá 12 dBs/oitava, terceira ordem 18 dBs/oitava, e assim por diante. Os crossovers costumam ser projetados de acordo com vários critérios, mas, predominantemente no mercado, eles obedecem a alguns limites:

• Analógicos Passivos – até 12 dB / oitava.
• Analógicos Ativos – até 24 dB / oitava.
• Gerenciadores Digitais – até 48 dB / oitava.

Quando usar Crossover Ativo ou Crossover Passivo?

A compra de um crossover passivo tende a ser rara. O maior motivo é pelas caixas acústicas do mercado já conterem em seu interior. Então, sobram as pessoas que produziram as suas próprias caixas para usos específicos. Com isso, o crossover ativo ou gerenciador de sistemas digital é predominante no mercado para estar presente em praticamente todos sistemas de médio e grande porte.

Façamos um exercício mental. Vamos imaginar uma caixa de retorno que tenha um tweeter, um drive de compressão em uma corneta e um alto-falante. Serão três vias de um crossover e 3 canais de amplificação para somente uma única caixa. Agora, multiplique isso pela quantidade de caixas de retorno que você tem em cima do palco. Nesse caso, é muito maior a vantagem de um crossover passivo, pois ele faz a divisão depois do estágio de apenas um canal de amplificação.

Outro exercício para o lado oposto. Temos um grande sistema de P.A. do tipo line array com 16 elementos por lado. Sim, um sistema bem grande e que demanda muita potência. Um crossover passivo para grandes potências pode até ser um pouco mais barato do que um crossover ativo, mas, se multiplicar esse valor por 16, passa com folga o valor investido em um bom gerenciador de sistemas.

Portanto, sua decisão passará pela quantidade de trabalho separado (caso das diferentes vias de monitor) ou repetido (caso dos drivers e falantes que recebem o mesmo sinal) para você fazer a melhor escolha em qualidade e valor do investimento. Essa é a base da definição entre o uso de um ou outro.

O que o Gerenciador de Sistema Digital?

Tocamos no nome deste equipamento desde o início deste guia de compras. Ele é basicamente um crossover analógico ativo, só que no formato digital.

O fato de ser digital deu a ele outras capacidades que antes eram somente obtidas em produtos analógico top de linha, ou nem mesmo neles, pela dificuldade de se montar um circuito tão versátil. Fato que algumas linhas de programação em um software resolvem com muita competência.

Então, na prática, o gerenciador é um crossover analógico com recursos que nem poderiam ser imaginados. Principalmente a baixo custo.

Juntamente com o trabalho de crossover, ele acaba oferecendo ao técnico muitas ferramentas que melhorarão a leitura do som e as possibilidades de ajustes para que seu som esteja coerente com a qualidade que sempre esperamos dos nossos sistemas.

Quais tipos de filtros usar?

Em sistemas analógicos, muito raramente podemos manipular os tipos de filtros, chamados por muitos de topologia. Contudo, com os sistemas digitais, possibilitam a variação de tipos de filtros. Os mais recorrentes são: LR (Linkwitz-Riley), o mais usado em sistemas analógicos ; BW (Butterworth), uma das estruturas mais simples de filtros; BE (Bessel) uma variação a mais para o uso comparado com os outros.

Não existe um tipo de filtro correto a ser usado. Se você, um dia, pretende usar seu sistema no modo “expert”, será inevitável estudar sobre o assunto.

Quando processar tempo (delay) no gerenciador?

Uma das grandes vantagem de um gerenciador de sistemas digital está na possibilidade de trabalhar tempo, às vezes na ordem de microssegundos, para ajustes de fase. Logicamente, esta é mais uma tarefa do modo expert, que passa pelo ajuste entre posição física dos transdutores e da tentativa de fazê-los soar como se o som estivesse saído de um mesmo ponto.

Ajuste curtos de tempo, geralmente presentes nas saídas dos gerenciadores, são destinados a ajuste de transdutores dentro de uma mesma caixa ou ajustes entre caixas de altas e baixas frequências de forma separada.

Ajustes longos de tempo, costumam ser aplicados a ajustes entre sistemas principais de P.A. e torres de delay do sistema. Podemos fazer ajustes de muitos milissegundos, o que significa, às vezes, ajustes de mais de 30 metros.

Quando processar dinâmica (Compressor/Limiter) no meu gerenciador?

Muitas vezes, montamos sistemas para que terceiros operem os eventos. Na maioria deles, sem conhecer o profissional operador, temos certo receio de deixar o sistema livre à sua operação irrestrita.

Parte da segurança que podemos proporcionar ao nosso sistema passa diretamente pela compressão do sinal de áudio em um momento de exaltação do operador. Ou, até mesmo, na limitação total das saídas para cada tipo de transdutor ou caixa. Evita-se, assim, o uso do sistema fora de um regime pré-estabelecido.

Cuidado com a limitação, para não causar mais problemas do que soluções. Isso pode gerar um sinal de áudio com baixíssima dinâmica (extremamente comprimido/limitado), prejudicando bastante que vai fazer a mix. Como muitos costumam dizer: “o som não respira”.

Atributos extras para gerenciadores de sistemas?

Nem sempre encontramos em todos os modelos, mas, abaixo, veremos alguns recursos que podem estar presentes nos equipamentos digitais:

Gravação de cenas – Ao utilizá-los em diferentes sistemas, diferentes quantidades de caixas, diferentes lugares, podemos salvar as informações de ajustes feitos para o uso posterior em outro evento com a mesma configuração.

Patch livre – Diferentemente dos crossovers analógicos, os sistemas digitais podem proporcionar liberdade entre entradas e saídas – isto é, você decide o roteamento que faz cada uma delas.

Auto alinhamento de fase entre transdutores – Através de pulsos gerados pelo próprio equipamento, a fase dos transdutores é automaticamente corrigida.

RTA (Real Time Analizer) – um completo analisador de espectro inserido no equipamento, que deverá ter uma entrada de microfone com Phantom Power para receber um microfone calibrado. Nem sempre dispõe de boa visualização.

“Auto alinhamento de equalização” – Fazendo uso do analisador de espectro acima citado, alguns equipamentos dispõem de correções automáticas de equalização. Devemos nos atentar que o alinhamento feito por esse equipamento é meramente técnico – nem sempre é o melhor resultado auditivo.

Equalizador de fase linear – Este equalizador presente neste equipamento possibilita uma equalização sem os problemas de fase (sem coloração) gerados pelos equalizadores convencionais. 

Conclusão

Sim, sabemos que é um equipamento complicado e esperamos que você não esteja desanimado com isso. Deu para notar que, quanto mais parâmetros possamos manipular no gerenciador, mais protegido e com sonoridade linear estará o nosso sistema. Isso, obviamente, dependerá da habilidade de ler e interpretar o sistema.

Dependendo do seu uso, talvez ele seja ajustado uma única vez, e somente ligado e desligado após evento. Mas entenda que o seu ajuste inicial influenciará diretamente na qualidade da audição do público e na vida útil do seu sistema. Se o sistema está bem ajustado, não fará “força” para trabalhar. Logo, terá vida mais longa do que os que não estão devidamente ajustados.

Gerenciadores mais vendidos

Veja aqui.

Crossovers Analógicos Ativos mais vendidos

Veja aqui.

Crossovers Analógicos Passivos mais vendidos

Veja aqui.