O que são e quais os tipos de drivers de fone de ouvido?

Sempre que um novo fone de ouvido é anunciado, um dos aspectos destacados na ficha técnica é o tipo de driver utilizado pela fabricante. Diferente do software de computador, que funciona como uma espécie de "dicionário" para permitir a comunicação entre as peças do PC, os drivers de fones de ouvido são o mecanismo dentro das conchas ou cápsulas (no caso dos fones TWS) responsáveis por gerar o som que você ouve quando assiste a um vídeo ou ouve uma música.

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Para entender melhor seu funcionamento, é preciso lembrar de alguns conceitos de física, mais especificamente das ondas — as perturbações em um espaço que transportam energia, pela definição mais básica. Há dois tipos delas: as eletromagnéticas, como a luz, que não precisam de um meio físico para viajar; e as mecânicas, como o som, que precisam de um objeto para poder se espalhar. É por isso, por exemplo, que você consegue ouvir a sua própria voz ao falar com os ouvidos tampados, já que o som está viajando pela sua cabeça até eles.

Com isso fora do caminho, passamos então aos drivers. Essas estruturas funcionam como o inverso do ouvido, transformando um sinal elétrico enviado pelo seu celular, fone de ouvido ou outro dispositivo em uma onda de som ao começar a vibrar. As vibrações usam o ar como meio para se espalhar e chegar então aos seus ouvidos. Dito isso, há uma variedade de tipos de drivers, cada um com seus prós e contras.

Driver dinâmico

Modelo mais popular, o driver dinâmico é a escolha da maioria dos dispositivos de áudio do mercado por terem um custo de produção menor do que outros tipos. Essencialmente, esse modelo utiliza um ímã (normalmente de neodímio), uma bobina de cobre e uma membrana ou diafragma — conforme recebe as informações da música, o ímã muda sua polaridade, forçando a bobina de cobre a se afastar ou se aproximar. Fixada no diafragma, a bobina o faz vibrar conforme se mexe, gerando assim o som.

Além do baixo custo, o driver dinâmico tem como pontos fortes exigir menos energia para funcionar, eliminando a necessidade do uso de um amplificador e possibilitando que mesmo dispositivos mais simples (como os smartphones) consigam operá-los, além de ter mais área para atuar, gerando mais pressão no ar e facilitando a produção de frequências graves (o que não necessariamente significa melhor qualidade).

Já entre os pontos fracos, temos maior chance de haver distorções no áudio, especialmente em volumes mais altos, e maior chance de entregar uma resposta de frequência (basicamente a faixa de frequências em que o driver consegue vibrar, gerando os sons graves, médios e agudos) menos ampla. O driver dinâmico é considerado o menos preciso de todos os tipos devido a essas limitações, mas pode ser ajustado para entregar áudio de qualidade, como prova a existência de alguns fones com certificação Hi-Fi de alta fidelidade que o utilizam.

Prós

• Baixo custo de produção
• Graves mais encorpados
• Menor exigência de energia para funcionar

Contras

• Mais suscetível a distorções
• Menor precisão
• Menor propensão a entregar uma resposta de frequência ampla

Driver planar magnético

Geralmente encontrado em fones destinados a entusiastas de áudio, o driver planar magnético já entra em uma categoria premium e é considerado um modelo de alta precisão pela maneira como funciona. O conceito é similar ao dos drivers dinâmicos, havendo a movimentação de um diafragma através de ímãs para gerar o som, mas sua organização e componentes são bem diferentes.

Em uma configuração similar a um "sanduíche", dois grandes ímãs abraçam o diafragma — extremamente fino por aqui —, que em seu interior abriga um condutor elétrico. Conforme as polaridades dos ímãs variam, o condutor elétrico se move e faz a membrana vibrar, gerando o áudio. Com essa estrutura, sua aparência é bastante peculiar, por parecer um grande retângulo plano (de onde vem seu nome).

Também conhecido como isodinâmico ou ortodinâmico, o driver planar magnético é reconhecido pela alta precisão que entrega, já que se move uniformemente em toda sua extensão, além da ampla resposta de frequência e da ausência de distorção, mesmo nos volumes mais altos, motivos pelos quais é comum encontrá-lo em fones de referência, destinados a profissionais do áudio e entusiastas. Ainda assim, ele não é perfeito: por utilizar ímãs maiores, esse tipo é bem mais pesado que o driver dinâmico, e sua construção o torna bem mais caro.

Além disso, ele exige muito mais energia para funcionar, fazendo com que um número significativo de dispositivos que o adotem exijam um amplificador — há alguns fones, inclusive destinados ao público gamer, que já reduzem essa limitação implementando baterias no corpo, ampliando levemente a lista de aparelhos que conseguem usá-los.

Prós

• Alta precisão
• Facilidade de obter ampla resposta de frequência
• Ausência de distorção mesmo em volumes mais altos

Contras

• Alto custo de fabricação
• Peso elevado pelo uso de ímãs maiores
• Exige mais energia e, com frequência, um amplificador

Driver eletrostático

Tido como o driver mais preciso e que entrega a melhor qualidade de áudio, o driver eletrostático funciona de uma maneira completamente diferente dos outros tipos ao tirar proveito da eletricidade estática. Não há ímãs por aqui — o diafragma é uma membrana ultrafina que flutua entre duas placas de metal, submetidas à eletricidade para gerar a estática necessária para mover o diafragma. Por não estar fixada em nenhum ponto, e se mover de maneira uniforme, a membrana não apresenta distorções e fornece uma resposta de frequência extrema.

Muitíssimo caro de se fabricar, o driver eletrostático é utilizado apenas nos modelos mais premium de fones — como o Sennheiser HE 1, o fone mais caro do mundo, vendido sob encomenda por US$ 65 mil (mais de R$ 300 mil). Esse modelo também requer enorme quantidade de energia para funcionar, portanto o uso de um amplificador é obrigatório, e é necessário ajustá-lo para cada fone, características que tornam inviável sua produção em grandes quantidades.

Prós

• Considerado o driver de maior precisão
• Membrana não está fixada, garantindo zero distorção
• Resposta de frequência extrema

Contras

• Custo altíssimo de fabricação
• Exige amplificador customizado para cada fone
• Fabricação em massa é inviável

Driver de armadura balanceada

Usado principalmente em fones in-ear (os de cápsulas pequenas, que se encaixam dentro da orelha) e aparelhos auditivos, o driver de armadura balanceada se destaca pelo tamanho compacto e baixa exigência de energia. Seu funcionamento é similar ao do driver dinâmico, mas há o uso de uma estrutura mais engenhosa: uma armadura de metal é posicionada de forma balanceada entre os polos positivo e negativo de um ímã (a razão por trás do nome), e enrolada em uma bobina de cobre, enquanto o diafragma é fixado em sua ponta.

Ao ser ativado, uma corrente elétrica passa pela bobina e, conforme isso acontece, a armadura começa a vibrar por estar tentando se reequilibrar entre os polos do ímã. Esse movimento é transferido para o diafragma, que vibra e assim gera o som. O foco do driver de armadura balanceada é na portabilidade, motivo pelo qual o vemos frequentemente nos fones menores, como os modelos TWS, ainda que drivers dinâmicos também sejam muito utilizados nesse segmento.

Pelas suas características, esse modelo tem algumas limitações bem próprias: os graves não são tão marcados, e a resposta de frequência é bastante limitada frente aos outros tipos, o que motiva as companhias a utilizarem mais de um driver de armadura balanceada, com cada um destinado a uma faixa da resposta de frequência. Também não é incomum vermos uma combinação deles com o driver dinâmico, que ficaria responsável pelos graves, seu ponto forte.

Prós

• Leve e compacto
• Requer menos energia para funcionar
• Tem boa resposta de frequência na faixa dos agudos

Contras

• Frequências graves não têm tanta presença
• Atuam em faixas de frequência menores que outros tipos
• Mais caros de produzir que os drivers dinâmicos

Driver de magnetostrição

O último tipo mais popular de driver também é o mais curioso: o driver de magnetostrição. Apesar do nome complicado, esse modelo não é de outro mundo: trata-se do tipo utilizado nos fones de condução óssea, que transmitem o som através de vibrações no crânio do usuário. Seu nome também indica a maneira como funciona — o componente tira proveito do fenômeno de magnetostrição, que é basicamente a mudança de forma de um corpo ferromagnético ao sofrer a influência de um ímã, gerando as vibrações.

Essas vibrações viajam pelos ossos do usuário, chegando então aos ouvidos. O funcionamento tem outro efeito curioso: a possibilidade de usá-los debaixo d'água, já que não há envolvimento do ar na viagem do som. Como não bloqueiam o canal auditivo, fones com drivers de magnetostrição são recomendados para atividades ao ar livre. Em contrapartida, não há qualquer isolamento, a qualidade de som é inferior ao dos outros tipos de drivers e há mais vazamento de som, mesmo que não seja tão audível.

Prós

• Não bloqueiam o canal auditivo, permitindo que o usuário ouça sons ao seu redor
• Uso é possível mesmo em condições especiais, como debaixo d'água

Contras

• Baixa qualidade sonora
• Não há isolamento

Outros aspectos importantes dos fones

É importante ressaltar que a qualidade de áudio de um fone não depende apenas do tipo de driver — há uma série de aspectos que influenciam a qualidade de áudio, listados a seguir.

• Tamanho do driver: medido em milímetros (mm), representa o diâmetro do driver. A regra geral é que, quanto maior, melhor, já que um driver maior gera maior pressão e move mais ar, garantindo volume mais intenso e frequências mais potentes. Dito isso, também é preciso lembrar que o tamanho não é a regra definitiva, e há diversos outros aspectos que devem ser considerados na hora da compra.
• Quantidade de drivers: como comentamos, há fones que utilizam mais de um driver, seja para garantir uma resposta de frequência mais ampla ou compensar alguma limitação (como no caso dos drivers de armadura). A quantidade não garante melhor qualidade, mas é bom observar a configuração adotada pela fabricante.
• Resposta de frequência: medida em Hertz (Hz), a resposta de frequência representa a faixa de vibrações que o fone de ouvido consegue reproduzir. Para entender melhor, é preciso lembrar que a audição humana é capaz de ouvir sons entre 20 Hz e 20.000 Hz (ou 20 kHz), e quase todos os fones de ouvido modernos são capazes de entregar essa resposta de frequência. No entanto, ter uma resposta mais ampla (como algo entre 8 Hz e 40 kHz) garante um nível maior de detalhes sonoros. Fones que entregam faixas mais amplas como essa são considerados de alta definição, ou alta fidelidade (Hi-Fi).
• Impedância: medida em Ohms (Ω), representa basicamente a dificuldade que a energia enviada para o driver vai enfrentar para movê-lo. Quanto maior a impedância, mais energia é necessária, e portanto mais difícil é para o dispositivo conectado utilizar o fone em questão. Drivers dinâmicos e de armadura balanceada costumam atingir os 38 Ohms, enquanto os eletrostáticos, mais difíceis, podem chegar a incríveis 600 Ohms nos modelos mais avançados.
• Codecs: além dos aspectos técnicos de som, fones Bluetooth em específico também possuem especificações de conectividade que afetam a qualidade do áudio, estando entre eles os codecs. Basicamente, os codecs são algoritmos usados pelas fabricantes para comprimir e enviar as informações pela conexão sem fio sem haver grandes problemas pelas limitações de quantidade de dados por segundo que esse método de comunicação possui. Os mais comuns são o SBC e o AAC, mas há outros dedicados a quem procura melhor qualidade de áudio, como o aptX Lossless e o LDAC.