A importância dos cabos nos sistemas de áudio

 

Caro leitor,

Hoje vamos falar um pouco sobre cabos em sistemas de áudio. Neste artigo, vou me concentrar nos cabos de sinal de áudio, deixando de fora os cabos elétricos e de transmissão de dados. O objetivo deste artigo é auxiliar o profissional na escolha dos cabos ao montar um sistema. Uma escolha sensata deve se basear em critérios técnicos, e não na simples recomendação de uma marca. A escolha dos cabos é crucial para aproveitar ao máximo o sistema. Uma escolha errada, motivada apenas pelo custo, pode impactar negativamente o resultado, mesmo com bons equipamentos no rack. Portanto, selecionei alguns critérios que considero mais importantes.

 

 

O primeiro critério é a qualidade da das matérias primas. Os cabos basicamente são compostos por um feixe fios cobre recoberto com um material isolante. Mas não é tão simples assim. Vamos começar pelo revestimento que é conhecido como a capa do cabo. Normalmente é construída em PVC flexível (Poly Vinyl Chloride). A capa é o acabamento do cabo que tem como  principal função  proteger a malha e os condutores.

 

 

Uma capa de PVC de baixa qualidade é frágil e porosa. Em pouco tempo vai expor o cobre á humidade do ambiente levando à oxidação prematura. Outro grande problema é a baixa resistência à tração. Em aplicações como cabo para microfone ou guitarra  as coisas são mais críticas. Dependendo da qualidade do PVC, cada vez que alguém pisa no cabo, diminui a vida útil dele.

 

 

Os condutores também são protegidos por uma cobertura de PVC que segue os memos critérios da capa. Perceba que, em cabos de baixa qualidade, a isolação do condutor (via) derrete facilmente quando aquecida por ferro de solda no momento da montagem do conector (plug).  Por outro lado, as capas dos cabos de alta qualidade são feitas com PVC de densidade mais alta (não porosa ) e superior resistência à tração, sem perder a maleabilidade.

 

 

Qualidade do Cobre:

A qualidade do cobre é premissa fundamental para a construção de um cabo de alta qualidade. O cobre como matéria prima passa por um processo até atingir o grau de pureza conhecido como cobre puro. Mesmo assim, ainda resta um pequeno resíduo de impurezas em torno de 0,4%. Com o uso de técnicas de refino mais elaboradas, se consegue atingir o grau máximo (comercialmente), conhecido como  fio livre de oxigênio ( Oxygen Free), chegando a 0,05% em total de impurezas e menos de 0,003% em oxigênio. Com isso pode se produzir um cabo com condutividade superior (menor resistência elétrica).

 

 

Fios e cabos:

Por definição, o cabo é uma porção de fios de cobre num mesmo condutor que pode ser composto por uma ou mais vias, e coberto por uma malha de blindagem.

 

 

Efeito Skin:

Não por acaso um cabo de alta qualidade é formado por um número bem maior de fios por mm2. Isso melhora muito a maleabilidade do cabo. Mas o principal motivo é mitigar as perdas pelo efeito skin. Vou explicar de forma bem simples, rápida  e prática.: o efeito skin, ou efeito pelicular, concentra a maior densidade de corrente elétrica (em AC) circulando pela periferia do fio. Ou seja, pela “pele” do fio e não pelo centro. Daí o nome. É importante lembrar que o efeito não acontece em correte contínua (DC), pois a corrente contínua circula por toda seção transversal efetiva. Não havendo interação entre campo magnético e correntes parasitas.  A profundidade “dessa pele” (A) é variável

 

 

 

 

Por exemplo, um sinal em 60Hz poderá perder mais de 25% num cabo com comprimento de 1Km. Considerando que o cabo tenha uma bitola suficiente para a corrente requerida, a área da seção transversal efetiva varia de acordo com a frequência. Os  sinais de áudio são em corrente alternada (AC). Teoricamente com a largura de banda entre 20Hz a 20KHz. Quanto maior a frequência, menor a área efetiva. Usando a formula da resistência elétrica  (R = p.I / A)  observamos que ao reduzir a área efetiva do condutor, a resistência aumenta, gerando perdas no nível dos sinais em frequências mais altas.

 

 

 

 

Construção do cabo:

Já sabemos da importância da qualidade da matéria prima. Agora vamos entender a importância  da qualidade na fabricação. Nas últimas décadas os fabricantes têm investido massivamente em novas tecnologias do processo fabricação de cabos de áudio para atender as normas internacionais e diminuir o efeito colateral gerado pelo aumento expressivo das redes de dados e redes de comunicação por Radio Frequência (RF) e outros distúrbios eletromagnéticos. Os sistemas de áudio são vulneráveis a todo tipo de ruido eletromagnético por operar em impedâncias altas - como entradas de instrumentos - e com níveis elevados de ganho. Estas interferências influenciam dentro e fora da faixa teórica (20hz-20Khz) causando ruídos audíveis e distorções harmônicas. Imagine quantas vezes é amplificado o sinal de um instrumento ou microfone até chegar no monitor.

 

 

 

 

 

A fabricação de cabos de áudio é um trabalho muito minucioso, repleto de detalhes. A maioria desses são segredos industriais.

 

Temos dois bons exemplos de cabos com construção superior. Podemos observar os fios de PVC flexível dispostos ao longo, para aumentar a resistência à tração. Outro importante detalhe de construção é a torção dos condutores. Quanto mais torcido os cabos centrais, maior o número de cruzamentos por metro. Isso melhora o cancelamento do ruido eletromagnético adquirido ao longo do cabo. Também deve ser considerada a capacitância entre os condutores e a malha do cabo. Os valores devem ficar preferencialmente abaixo de 85pF/m entre a malha e o condutor. Se o valor capacitivo for maior, mudará o timbre da fonte de sinal. Principalmente instrumentos ou microfones. Para finalizar, temos a malha ou blindagem, cuja sua  eficiência se dá pela área total de cobertura do cabo. Cabos bem fabricados tem ao menos a malha com  98% de abrangência.

 

 

Hoje em dia existe uma gigantesca gama de opções no mercado. Dentre elas algumas devem ser evitadas...  

 

Em minha opinião, não se deve economizar em cabos. Eles são a  base para um perfeito funcionamento do sistema de áudio.

 

 

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