Você liga o teclado musical, conecta a saída de áudio ao amplificador ou à mesa de som e percebe algo que não deveria estar ali:
hum, zumbido, chiado ou outro ruído de fundo.
A primeira reação pode ser imaginar que existe algum problema no teclado.
Mas antes de abrir o instrumento ou procurar um defeito no circuito de áudio, existe uma pergunta muito simples que vale a pena fazer:
qual fonte de alimentação você está utilizando?
No vídeo deste artigo mostro justamente como a fonte utilizada para alimentar um teclado musical pode estar relacionada ao aparecimento de ruídos.
A fonte faz parte do sistema de áudio
Às vezes pensamos na fonte apenas como um acessório responsável por “ligar o teclado”.
Mas internamente temos algo semelhante a:
rede elétrica → fonte → circuitos do teclado → geração/processamento do áudio → saída
Portanto, a qualidade da alimentação pode influenciar o funcionamento do equipamento.
Fabricantes de instrumentos eletrônicos são bastante claros quanto a isso. A Roland, por exemplo, recomenda utilizar o adaptador especificado para cada equipamento e alerta que outros adaptadores podem possuir tensão ou polaridade diferentes e provocar mau funcionamento ou danos.
Duas fontes com a mesma tensão não são necessariamente iguais
Imagine que o teclado indique:
12 V DC
Encontramos uma fonte qualquer também marcada:
12 V DC
Podemos utilizá-la?
Não necessariamente.
Precisamos verificar pelo menos:
tensão de saída
corrente disponível
polaridade
tipo e dimensões do conector
qualidade da tensão fornecida
e, preferencialmente, a compatibilidade indicada pelo fabricante.
Um adaptador Yamaha PA-130, por exemplo, possui saída especificada em 12 V DC e 0,7 A. O fato de outra fonte também possuir “12 V” escrito na etiqueta não significa automaticamente que ela seja equivalente.
A polaridade é fundamental
Conectores DC do tipo barril normalmente possuem dois contatos.
Podemos ter:
positivo no centro / negativo externo
ou o contrário.
Não devemos determinar isso olhando apenas para o formato do plugue.
Na etiqueta da fonte e junto à entrada do equipamento normalmente existe o símbolo indicando a polaridade.
Utilizar uma fonte com polaridade invertida pode impedir o funcionamento e, dependendo do circuito de proteção do equipamento, provocar danos.
É justamente uma das razões pelas quais fabricantes recomendam o adaptador especificado para o instrumento.
E a corrente?
Imagine que o teclado necessite de:
12 V — 1 A
Uma fonte de:
12 V — 500 mA
pode ser insuficiente.
Sob carga, ela pode apresentar:
queda de tensão
aquecimento
instabilidade
e comportamento inadequado.
Já uma fonte corretamente especificada para fornecer uma corrente maior não “empurra” automaticamente toda essa corrente para o teclado.
Se o equipamento necessita de 1 A e utilizamos uma fonte adequada de 12 V capaz de fornecer 2 A, é o circuito alimentado que determina a corrente efetivamente consumida, dentro das condições normais de funcionamento.
Portanto:
a tensão precisa ser a correta
e:
a fonte precisa suportar pelo menos a corrente exigida pelo equipamento.
Mas de onde pode vir o ruído?
Uma fonte de alimentação real nunca é absolutamente perfeita.
Na saída DC podem existir componentes indesejadas.
Em uma fonte linear tradicional, por exemplo, podemos encontrar ripple proveniente da retificação e filtragem.
Em fontes chaveadas, podem existir componentes de comutação e interferências de alta frequência.
Se essas perturbações chegarem aos estágios de áudio do teclado ou interagirem com o restante do sistema, podem tornar-se audíveis.
Podemos representar de maneira simplificada:
fonte
↓
DC + ruído
↓
circuitos do teclado
↓
saída de áudio
↓
amplificador
↓
alto-falante
Dependendo do problema, aquele pequeno sinal indesejado pode acabar amplificado junto com o áudio.
O famoso HUM
Um ruído grave e contínuo costuma ser chamado de:
hum.
Em sistemas ligados à rede elétrica, componentes de 50 Hz — frequência utilizada em Portugal e grande parte da Europa — e seus harmônicos podem aparecer por diferentes mecanismos.
Mas existe um cuidado importante:
nem todo hum vem da fonte.
Ele também pode surgir por:
aterramento
cabos
blindagem
interferência eletromagnética
loop de terra
equipamento externo
conectores defeituosos
e outros problemas.
Portanto, a fonte é uma excelente suspeita para investigar, mas não devemos condená-la antes de fazer alguns testes.
Um teste extremamente simples: experimente outra fonte adequada
Se o teclado apresenta ruído e você está utilizando uma fonte alternativa, existe uma experiência muito útil:
Fonte A → teclado → amplificador
Escute o ruído.
Depois:
Fonte B correta/indicada → teclado → mesmo amplificador
Compare novamente.
Para o teste ser útil, mantenha todo o restante igual:
mesmo teclado
mesmo cabo
mesmo amplificador
mesmo volume
mesma tomada, inicialmente
Se o ruído desaparecer ou diminuir drasticamente apenas com a troca da fonte, encontramos uma evidência bastante forte.
Se o teclado funciona com pilhas, temos outro teste excelente
Alguns teclados permitem funcionar tanto com fonte externa quanto com pilhas.
Isso nos dá uma experiência muito interessante.
Teste:
teclado com fonte → ruído
Depois:
teclado com pilhas → ruído?
Se o ruído desaparecer quando o teclado é alimentado pelas pilhas, temos uma pista importante de que o problema está relacionado à alimentação externa ou à interação com a rede elétrica.
Isso ainda não prova sozinho qual componente é responsável, mas reduz bastante o campo de investigação.
A fonte pode funcionar e ainda assim não ser adequada para áudio
Esse é um ponto importante.
Uma fonte inadequada não precisa necessariamente impedir o teclado de funcionar.
O teclado pode:
ligar normalmente
acender o display
responder às teclas
produzir som
e ainda apresentar um ruído indesejado.
Ou seja:
“funciona” não significa necessariamente “está sendo alimentado adequadamente”.
Para equipamentos de áudio, a qualidade da alimentação pode ser especialmente perceptível.
Fonte estabilizada e não estabilizada
No artigo anterior vimos como funciona uma fonte não estabilizada.
Sua tensão pode variar consideravelmente com a carga e ela também apresenta ripple.
Isso ajuda a entender por que não devemos escolher uma fonte apenas porque encontramos a mesma tensão nominal escrita na etiqueta.
Uma fonte não regulada marcada como 12 V pode, em determinadas condições, apresentar uma tensão sem carga significativamente superior ao valor nominal.
Um equipamento projetado para determinado adaptador pode não ter sido desenvolvido considerando esse comportamento.
Por isso, a especificação do fabricante deve prevalecer.
Fonte chaveada também pode gerar ruído?
Pode.
Isso não significa que:
fonte chaveada = fonte ruim.
Hoje excelentes equipamentos utilizam fontes chaveadas.
O problema é que uma fonte chaveada trabalha por meio de comutação em alta frequência. Se o projeto, filtragem ou compatibilidade eletromagnética forem inadequados, componentes dessa comutação podem aparecer como interferência.
Uma boa fonte é projetada justamente para manter essas perturbações dentro de níveis aceitáveis.
Portanto, o problema não é simplesmente ser:
linear ou chaveada.
O que importa é se a fonte é adequada e corretamente projetada para aquela aplicação.
Cuidado com fontes universais
Fontes universais podem parecer uma solução conveniente.
Algumas permitem selecionar:
5 V
6 V
7,5 V
9 V
12 V
e até inverter a polaridade do conector.
Justamente por isso precisamos ter cuidado.
Um erro de seleção pode fazer:
teclado 9 V ← fonte ajustada para 12 V
ou:
polaridade correta ←→ polaridade invertida
Antes de conectar uma fonte universal, confira todas as especificações.
Não comece colocando filtros aleatoriamente
Quando existe ruído, é tentador procurar imediatamente soluções como:
capacitor maior
filtro
ferrite
regulador
isolador
Mas o primeiro passo deveria ser muito mais simples:
descobrir de onde vem o ruído.
Se o fabricante especifica determinada fonte e estamos utilizando outra completamente diferente, faz sentido testar primeiro o adaptador correto.
Só depois partimos para modificações ou investigações mais profundas.
E se trocar a fonte não resolver?
Então precisamos ampliar o diagnóstico.
Um teste interessante é desconectar temporariamente tudo o que não seja necessário.
Comece com:
teclado → fones de ouvido
Se estiver limpo, avance:
teclado → amplificador
Depois:
teclado → interface de áudio → computador
Assim podemos descobrir em qual configuração o ruído aparece.
O computador pode introduzir outro problema
Quando conectamos simultaneamente:
teclado
interface de áudio
computador
amplificador
USB
e todos estão relacionados eletricamente, podemos criar caminhos de terra indesejados.
Isso pode resultar em um loop de terra.
A própria Casio explica que, ao conectar instrumentos a computadores, interfaces ou mixers, um loop elétrico pode gerar ruído e que isso não significa necessariamente defeito no instrumento.
Portanto:
ruído que aparece somente quando conectamos outro equipamento
merece uma investigação diferente de:
ruído presente no teclado sozinho.
Um método simples para encontrar o problema
Em vez de trocar tudo ao mesmo tempo, faça os testes por etapas:
1. Teclado sozinho com fones
↓
2. Teste com a fonte especificada
↓
3. Se possível, compare com pilhas
↓
4. Conecte o amplificador
↓
5. Acrescente interface ou mixer
↓
6. Conecte o computador/USB
↓
7. Observe em qual etapa o ruído aparece
Esse método é muito mais eficiente do que substituir componentes aleatoriamente.
Estamos fazendo algo extremamente importante em eletrônica:
isolando variáveis.
Não elimine o aterramento de proteção para tentar acabar com o hum
Existe uma “solução” que não deve ser utilizada:
remover o terra de proteção de um equipamento para tentar eliminar ruído.
Isso pode criar um risco elétrico sério.
Se existe um loop de terra no sistema de áudio, ele deve ser resolvido de maneira apropriada, por exemplo revendo conexões, utilizando interfaces adequadas ou isolamento de áudio quando aplicável.
Nunca devemos sacrificar a segurança elétrica para eliminar um ruído.
A própria rede elétrica pode contribuir
Também pode acontecer de o problema não estar exclusivamente no adaptador.
Equipamentos controlados por motores ou inversores podem introduzir interferência na alimentação. A Roland, por exemplo, recomenda evitar compartilhar a mesma tomada com determinados equipamentos desse tipo quando houver problemas de ruído e cita o uso de filtro de alimentação quando necessário.
Podemos então experimentar outra tomada ou desligar temporariamente possíveis fontes de interferência para realizar o diagnóstico.
Veja o teste no vídeo
No vídeo abaixo mostro justamente essa relação entre ruído no teclado musical e a fonte de alimentação utilizada.
Antes de concluir que existe um defeito no teclado, vale conferir aquela pequena caixa que muitas vezes recebe pouca atenção:
a fonte de alimentação.
Às vezes o problema não está no instrumento
Um teclado musical reúne circuitos digitais e analógicos trabalhando juntos.
Quando aparece ruído na saída, podemos ter várias causas possíveis.
Mas existe uma sequência lógica de diagnóstico:
fonte correta?
↓
tensão correta?
↓
polaridade correta?
↓
corrente suficiente?
↓
ruído existe com fones?
↓
existe com pilhas?
↓
aparece somente ao conectar outro equipamento?
↓
pode existir loop de terra?
Essa sequência pode evitar que desmontemos um instrumento perfeitamente funcional procurando um defeito que, na realidade, estava fora dele.
E também deixa uma lição que vale para muitos outros projetos de áudio:
a fonte de alimentação não é apenas aquilo que faz o circuito ligar. Ela faz parte do projeto.