O ouvido humano é capaz de distinguir diversos sons, desde que possuam intensidade suficiente para excitar nosso mecanismo auditivo.

Fontes de sinal (DVD, CD player, vídeo cassete, toca-discos analógicos, etc), reproduzem o som em nível muito baixo, em geral na casa dos milivolts (mV), o que é demasiadamente fraco para que sonofletores o transforme em algo inteligível para nós. É necessário que a amplitude do sinal seja incrementada, de maneira a atingir potência em níveis audíveis.

Essa é a função do amplificador, um conjunto de etapas responsável pelo aumento da intensidade do sinal de entrada, com o máximo rendimento possível e sem alterar a forma da onda original.

O mercado está repleto de opções em amplificadores. Do ?power? ou amplificador puro, ao integrado e receiver A/V, do mono ao multicanal, do valvulado ao transistorizado... todos possuem suas vantagens e peculiaridades.

Os amplificadores de áudio surgiram nas primeiras décadas do século 20, quando nomes como Fleming e Van Lieben passaram a trabalhar a ?válvula de catodo quente?, a qual era baseada na lâmpada incandescente de Thomas Edson. Daí nasceu o primeiro conceito em amplificação a válvula: o ?single ended? (SE). No mesmo período, o conceito de amplificador em configuração ?push-pull? foi introduzido.

Amplificadores single-ended utilizam uma única válvula, ou ainda várias ligadas em paralelo, todas desempenhando a função de amplificar tanto a porção positiva quanto negativa do sinal de entrada. Em geral, fazem uso de triodos, que são válvulas com três eletrodos em um tubo de vidro a vácuo, possuindo conexão elétrica com o meio externo. Um dos eletrodos é aquecido (catodo), e libera elétrons. Quando uma tensão positiva é aplicada no outro eletrodo (anodo), os elétrons começam a migrar do catodo para o anodo, estabelecendo corrente e acendendo a válvula. O triodo conta ainda com uma grelha metálica entre catodo e anodo (ao contrário do diodo), cuja função é controlar a resistência interna da válvula e, conseqüentemente a corrente. Definição simples para single-ended: é a forma mais simples possível de se ligar um estágio de saída de amplificação (no caso, a válvula), existindo poucos componentes no curtíssimo caminho percorrido pelo do sinal de áudio. Por esse motivo, todo amplificador single-ended só pode funcionar em amplificação ?Classe A? (ver Box 1). Essa simplicidade do circuito é a principal razão da ?musicalidade? atribuída ao single-ended. A operação em push-pull trabalha conceitualmente diferente, onde as porções positivas e negativas do sinal são amplificadas separadamente pelos dispositivos de saída, trabalhando em contra-fase. Esse conceito proporcionou grande ganho de potência, além de distorção harmônica substancialmente menor. A operação em push-pull é amplamente utilizada até hoje em amplificadores de áudio (valvulados ou transistorizados Valvulados reinaram absolutos até que, em 1948, através da Bell Telephone Laboratories e de Willian Bradford Shockley (vencedor do prêmio Nobel pela descoberta), o mundo conheceu um dos maiores avanços da eletrônica moderna: o transistor. À velha válvula restou então o status de mera relíquia tecnológica.

A década de oitenta viu a inesperada retomada da fabricação de amplificadores valvulados. Entretanto, ainda que os projetos fossem novos, a maneira de atuação dos circuitos permanecia a mesma, já que quando foi substituída pelo transistor, a válvula encontrava-se em seu limite de desenvolvimento. Muitos ainda dedicam apaixonada atenção ao projeto de valvulados single-ended, em que pese estes apresentarem características técnicas desfavoráveis: baixa potência (em torno de 10 W), alto consumo, grande distorção harmônica e ruído de fundo, além de alta impedância de saída, o que diminui perigosamente o ?damping factor? (ver Box 2), características que comprometem o desempenho sob a óptica do áudio Hi-Fi. São adequados apenas à audição musical, pois o conceito de home theater exige elevados níveis de potência.

Claro que existem atualmente amplificadores valvulados e transistorizados de excelente desempenho, a grande maioria trabalhando em Classe A/B, verdadeiras obras primas da indústria do áudio (poderia citar dezenas de exemplos), até porque são duas tecnologias perfeitamente testadas. Há de se contar ainda com a competência inerente aos grandes fabricantes e seus renomados projetistas. Mesmo assim, valvulados continuam a apresentar velhas deficiências: considerável ruído de fundo, amplificação não linear, e desperdício de energia. Vale a nota que, em circuito transistorizado, a fonte de energia efetua sucessivas reduções de tensão a partir do valor de entrada (110 ou 220 volts), fornecendo valores na ordem de 70, 40, 24, 12 volts, etc., adequando a alimentação energética ao exigido nos diversos estágios. Em valvulado ocorre literalmente o oposto, pois o circuito trabalha com tensões maiores (acima de 400 V). Como a rede elétrica não fornece isso, são necessários estágios de ganho logo no início. Resultado: elevado consumo de energia elétrica (um contra-senso nos dias de hoje). Acrescento que a fabricação de válvulas é mais custosa se comparada aos transistores, favorecendo a elevação do preço final ao consumidor. Além do mais, valvulados exigem transformadores de saída de áudio (para casamento de impedância e tensão). A ausência desses transformadores em projetos transistorizados simplifica a montagem, reduz o volume físico, peso, distorção, e a resposta linear estende-se a limites mais amplos. Fica a questão: válvulas valem a pena? Pessoalmente não consigo pensar em nada que uma válvula faça e que um bom transistor não consiga fazer igual, ou melhor.

Entretanto, não são poucos os entusiastas do som valvulado (independente da configuração do circuito), talvez movidos apenas por saudosismo, ou ainda pela busca do subjetivo ?som quente e aveludado?. Independente das opiniões, o mundo do áudio é rico em mentes prodigiosas e escolas seguidoras, o que é benéfico, pois a supressão de idéias divergentes nunca levou ao conhecimento. Mas em se tratando de áudio para home theater, as apostas recaem no transistor.

Denominamos power o amplificador feito para cumprir a função única de amplificar o sinal de entrada e remetê-lo às caixas acústicas. De visual sóbrio, costuma trazer apenas o básico: conectores de entrada e saída e botão on/off. Sendo equipamentos específicos, cumprem melhor a função, já que todos seus componentes e estágios foram para isso elaborados. Em geral são grandes e pesados; isso devido a generosos transformadores de tensão instalados em suas fontes de força, o que também os habilita a fornecer elevada potência em regime de alta corrente (ideal para a reprodução de graves). Suas desvantagens ficam por conta do elevado custo médio para aquisição, necessidade de maior espaço disponível para acomodação e, principalmente, a aquisição de um pré-amplificador/processador compatível com o power, tanto em termos técnicos quanto qualitativos.

Considerando que uma moderna configuração A/V faz uso de, no mínimo, 5 canais de áudio (DD e DTS), em sistemas de elevado padrão pode-se fazer uso de amplificadores multicanal. Trata-se de um power dotado internamente de vários amplificadores independentes (no mínimo 5), que serão responsáveis pela amplificação do som fornecido pelo pré/processador digital. Há ainda quem prefira amplificadores individuais para cada canal (amplificadores mono), ou combinações destes com versões de 2 canais (estéreo). O importante é haver amplificação competente para todos os canais de áudio.

Mais versátil, o amplificador integrado trás em um mesmo gabinete estágios de pré e amplificação. Tais aparelhos apresentam numerosos conectores de entrada e saída, possibilitando conexão de praticamente todo tipo de fontes de sinais, o que é clara vantagem do ponto de vista monetário e também de espaço útil. O receiver A/V também é um amplificador integrado, só que carregado de circuitos e funções adicionais. É o verdadeiro ?polivalente? do áudio e vídeo moderno. Nele, além das funções básicas de pré e amplificação, encontramos sintonizador AM/FM, seleção de sinais de vídeo, processador digital de sinais (DSP, DD, DTS, DPL), conversores digitais/analógicos (DAC) de última geração e, principalmente, a presença de no mínimo 5 canais de amplificação.

Puristas tecem algumas críticas a amplificadores integrados e receiveres, por conta do dimensionamento da fonte de força, já que esta terá que alimentar circuitos adicionais, destinando menor quantidade de energia à função de amplificação. Parece haver exagerado ceticismo quanto ao desempenho da amplificação multicanal, sejam powers, integrados ou receiveres A/V.

Conceitos técnicos vigentes consideram como excelente a proporção 3/1, ou seja, a fonte de força possuir capacidade de potência 3 vezes maior do que a efetivamente liberada pelo amplificador, fornecendo considerável reserva de energia para passagens musicais de pico e elevada dinâmica. Nessa proporção, para um power de 5 canais com potência de 100 WRMS/canal, o ideal é que a fonte forneça potencia mínima de 1500 W. É indiferente o número de canais do amplificador, desde que a fonte tenha condições de alimentar a todos adequadamente. Mesmo a alegada interferência entre os canais é pouco justificada, uma vez que inúmeros projetos multicanais fazem uso de amplificadores (em geral de Classe A/B ou H) totalmente independentes e isolados entre si, não raro dotados de fontes também individuais, ainda que tudo esteja confinado a um mesmo gabinete.

A despeito disso, temos que creditar certa razão aos puristas, pois em receiveres A/V, os numerosos circuitos e componentes no caminhão do sinal, assim como a falta de reserva de potência nas fontes de força, quase sempre acaba por comprometer a qualidade do áudio em estéreo, pelo menos em se tratando de modelos mais simples e de custo médio.

Mas, considerando todas as aplicações e recursos embarcados, é inegável que o receiver é hoje uma excelente alternativa.

O transistor elevou o desempenho de amplificadores a patamares até então inimagináveis, mesmo tendo enfrentado muitas dificuldades técnicas no início, principalmente o elevado custo do germânio (metal semicondutor utilizado em sua fabricação). Isso mudou em 1954, quando a Texas Instruments apresentou o primeiro transistor de silício. O grande salto de qualidade sonora e potência veio com o advento do ?Transistor de Efeito de Campo? (Field Effect Transistor ? FET), e suas variações (MOSFET, JFET, MESFET, MODFET, etc), um claro avanço em relação ao convencional transistor de canais P e N. O FET é constituído de duas camadas semicondutoras (em revestimento metálico ou epóxi), onde a superior é ativa (circula corrente), e a de baixo, semi-isolante. Possui três conexões: dreno, porta e fonte. O princípio do FET consiste em utilizar um campo elétrico proporcional à tensão de polarização na porta. Essa tensão permitirá o fluxo modulado de elétrons entre dreno e fonte, trabalhando assim como um amplificador.

Dentre os tipos de FET o mais utilizado é o MOSFET (Metal-Oxide-Silicon Field-Effect Transistor ou Transistor de Efeito de Campo Metal-Oxido-Silício), caracterizado pela constituição na forma de duas pastilhas de silício polarizadas, separadas por um eletrodo metálico. É o transistor ideal para utilização em amplificadores de alta impedância de entrada, baixo ruído de fundo e elevada potência de saída, algo indispensável em aplicações A/V e Hi-Fi.

Finalizando, um esclarecimento acerca de amplificadores: potência consumida (aquela que será debitada em sua conta de energia elétrica) e a de áudio, são em geral especificadas através de unidades diferentes.

Existem dois tipos de potência: a aparente (energia reativa), especificada em Volt X Ampére (V X A) e a real (energia ativa), cuja unidade é o Watt. Embora, pela definição clássica de potência (P= U X I), onde ?P? é a potência em Watts, ?U? é a tensão em Volts e ?I ? a corrente elétrica em Ampéres, o produto V X A representa a potência real e efetiva quando se tratar apenas de corrente conjugada a uma carga não indutiva. Equipamentos de áudio (como também estabilizadores de tensão, etc) possuem transformadores de tensão em suas fontes. Estes formam um campo magnético indutivo, de maneira que passa a existir uma diferença de fase de cerca de 90 º entre corrente e tensão (a corrente, devido ao campo magnético, sofre um "atraso no caminho"). Por essas razões, e sendo o Watt válido apenas para potência efetiva, os fabricantes declaram a potência de consumo em Volts X Ampéres. Já a potência de áudio é especificada em Watts, pois sobre o amplificador age uma carga resistiva (ôhmica) e não indutiva, as caixas acústicas.

(Mais detalhes sobre este assunto na edição de novembro da revista HOME THEATER)

(LEIA TAMBÉM O ARTIGO DE WALTER ULLMANN SOBRE O ASSUNTO) * Steven Vineberg escreve para a THE PERFECT VISION

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