Estatísticas de Difusores de Resíduo Quadrático (2026): Mais de 45 Dados sobre Profundidade dos Poços, Coeficientes de Difusão e Desempenho em Salas

Difusor de resíduo quadrático 2026: um QRD para 250 Hz exige poços de 56 cm, mas um metadifusor de 3 cm cobre de 250 Hz a 2 kHz. Mais dados da ISO 17497 e de salas.

Um difusor de resíduo quadrático (QRD) projetado para 250 Hz precisa de poços com cerca de 56 cm de profundidade, enquanto um metadifusor acústico otimizado com apenas 3 cm de espessura cobre de 250 Hz a 2 kHz (Jiménez, Cox, Romero-García e Groby, Scientific Reports 2017). Em um painel medido, um QRD de compensado atingiu coeficiente de difusão de 0,63 a 1 kHz e 2 kHz, contra cerca de 0,10 do refletor plano isolado (Tronchin et al., Applied Sciences 2021). O ensaio em campo livre por trás desses números, a ISO 17497-2, posiciona a fonte a 10 m da amostra e os receptores em um arco de 5 m, uma configuração que tem mais em comum com uma câmara anecoica do que com uma sala de estar. Na Ópera de Lviv, uma casa de 998 lugares e 5.500 m³, um difusor de Schroeder instalado em 2012 difundiu principalmente acima de cerca de 1 kHz (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012). Reunimos dados dos artigos originais de Schroeder no JASA, das listagens da ISO 17497 na BSI e na DIN Media, da Universidade de Parma, de estudos das revistas Acoustics e Applied Sciences da MDPI, da Scientific Reports, da Physical Review X, das fichas técnicas da RPG Acoustical Systems e da EBU Tech 3276.

TL;DR

  • A profundidade dos poços de um QRD segue d_n = s_n x λ0 / 2N, com N um primo ímpar (Stanford CCRMA, artigo sobre malha de guia de ondas com QRD)
  • Um QRD de 500 Hz com poços de 9,4 cm é utilizável apenas de 375 Hz a 1.824,8 Hz (Khrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019)
  • Um QRD com N = 7 para 500 Hz a 5 kHz exige um poço mais profundo de 0,2 m (Pardo-Quiles et al., Acoustics 2024)
  • A ISO 17497-2, publicada em maio de 2012, tem 15 páginas e mede o coeficiente de difusão direcional em campo livre (DIN Media, listagem da ISO 17497-2)
  • Um painel plano de MDF registrou coeficiente de espalhamento de 0,117, mas coeficiente de difusão de 0,35 a 1 kHz (Farina, Universidade de Parma 2000)
  • Coeficiente de difusão do QRD de compensado: 0,63 a 1 kHz e 2 kHz contra cerca de 0,10 de um painel plano (Tronchin et al., Applied Sciences 2021)
  • Um painel acrílico baseado em QRD sobe de d = 0,10 a 400 Hz para 0,62 a 2 kHz (ficha técnica do RPG Diviewsor 79)
  • Um QRD de 250 Hz precisa de cerca de 56 cm de profundidade; um metadifusor de 3 cm cobre de 250 Hz a 2 kHz (Jiménez et al., Scientific Reports 2017)
  • Os difusores de Schroeder convencionais têm cerca de um comprimento de onda de espessura; as versões com metassuperfície são cerca de uma ordem de grandeza mais finas (Zhu et al., Physical Review X 2017)
  • O difusor da Ópera de Lviv elevou o GL a 4 kHz em cerca de 0,7 dB em toda a plateia (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012)
  • De um a três difusores em uma sala de 25,2 m³ elevaram o C80 em 3,3 a 12,4 dB a 1 e 2 kHz (Azad et al., Acoustics 2019)

1. Frequência de Projeto, Profundidade e Largura dos Poços

Schroeder propôs pela primeira vez superfícies baseadas em teoria dos números em 1975, usando sequências de comprimento máximo (Schroeder, JASA 57, 149-150, 1975), e uma extensão de 1979 passou às sequências de resíduo quadrático para ampliar a largura de banda. O atrativo é que a largura de banda é definida por duas dimensões que se leem direto no desenho: a profundidade dos poços fixa o limite inferior da faixa útil, e a largura dos poços fixa o superior. O poço mais profundo é o que custa espaço, porque a profundidade é uma fração do comprimento de onda de projeto.

O estudo de projeto da VILNIUS TECH mostra como essa janela pode ser estreita. Um QRD de 500 Hz com poços de 9,4 cm é útil apenas de 375 Hz a 1.824,8 Hz, uma razão de 4,87, ou cerca de 2,3 oitavas (1.824,8 / 375 = 4,87; log2 de 4,87 = 2,28). Manter o painel com 1 m de largura e aumentar o primo N estreita os poços, o que empurra o limite superior para cima, mas também arrasta consigo a frequência de projeto (Khrystoslavenko e Grubliauskas 2019). A própria fórmula de profundidade está apresentada no artigo do Stanford CCRMA sobre QRD.

MétricaValorFonte
Regra de profundidade dos poçosd_n = s_n x λ0 / 2N, N um primo ímparStanford CCRMA, artigo sobre QRD em malha de guia de ondas 2-D (ICMC 2004)
Sequência de resíduo quadrático para N = 70, 1, 4, 2, 2, 4, 1Pardo-Quiles, Rodríguez e Rodríguez-Rodríguez, Acoustics 2024
QRD com N = 7 para 500 Hz a 5 kHzλ0 = 0,682 m, poço mais profundo de 0,2 mPardo-Quiles et al., Acoustics 2024
Projeto de 500 Hz, poços de 9,4 cmUtilizável de 375 Hz a 1.824,8 HzKhrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Painel de 1 m de largura, N = 7 contra N = 23Projeto de 330 Hz (limite superior de 1.204,4 Hz) contra 1.100 Hz (limite superior de 4.014,6 Hz, poços de 4,3 cm)Khrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Regra da largura dos poçosw = λmin / 2Suyatno e Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021
Início do redirecionamento do somCerca de 0,5 x f0Kamisiński, Archives of Acoustics 2012

Nota de contexto: as regras práticas publicadas para o limite inferior divergem. As tabelas da VILNIUS TECH situam o limite inferior em 0,75 x f0 (375 / 500 = 0,75 e 247,5 / 330 = 0,75), enquanto Kamisiński afirma que o difusor começa a redirecionar o som em 0,5 x f0. Trate qualquer valor de “útil a partir de” como específico do método de projeto.

2. Medindo a Difusão: ISO 17497 e o Coeficiente da AES

Existem dois números padronizados para uma superfície difusora, e eles respondem a perguntas diferentes. A ISO 17497-1 mede um coeficiente de espalhamento de incidência aleatória em uma câmara reverberante: quanta energia deixa a direção especular. A ISO 17497-2 mede um coeficiente de difusão direcional em campo livre: com que uniformidade a energia refletida se distribui por uma resposta polar. A BSI afirma claramente que a Parte 1 não se destina a caracterizar a uniformidade espacial do espalhamento (BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014).

A diferença entre os dois não é acadêmica. Um painel plano de MDF medido a 1 kHz teve coeficiente de espalhamento de 0,117, mas coeficiente de difusão de 0,35, e o autor concluiu que o coeficiente de espalhamento “é, em geral, uma grandeza muito diferente do coeficiente de difusão” (Farina, Universidade de Parma 2000). Do lado do campo livre, Hargreaves, Cox, Lam e D’Antonio compararam definições de campo livre e propuseram um coeficiente baseado em autocorrelação como o melhor deles (JASA 108, 1710-1720, 2000). A listagem da Parte 2 da ISO está na DIN Media.

MétricaValorFonte
Publicação e emenda da ISO 17497-1Publicada em 22 de julho de 2004, emendada em 2014; situação vigente, em revisãoBSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Publicação da ISO 17497-2Maio de 2012, 15 páginas, listada como vigenteDIN Media, listagem da ISO 17497-2:2012
Geometria em campo livre da ISO 17497-2Fonte a 10 m da amostra, receptores em raio de 5 m, espaçamento máximo de 5°, pelo menos 80% dos receptores fora da zona especularTronchin, Farina, Bevilacqua, Merli e Fiumana, Applied Sciences 2021
Medida de difusão em campo livre recomendadaCoeficiente baseado em autocorrelaçãoHargreaves, Cox, Lam e D’Antonio, JASA 2000
Painel plano de MDF, 1 kHzEspalhamento 0,117, difusão 0,35Farina, Universidade de Parma 2000
Painel hemicilíndrico girado 90°, 1 kHzEspalhamento 0,20, difusão 0,52Farina, Universidade de Parma 2000
Arranjo de microfones no modelo de simulação de Farina37 microfones com espaçamento de 5°, fonte a 10 m, receptores a 5 mFarina, Universidade de Parma 2000

Nota de contexto: o documento informativo da AES sobre a uniformidade do espalhamento de superfícies (designado AES-4id-2001) não pôde ser obtido em aes.org durante esta pesquisa, de modo que seu conteúdo é descrito aqui apenas por meio do artigo de Hargreaves et al. e de Tronchin et al., que observam que a AES “propôs uma técnica de medição do coeficiente de uniformidade da difusão” e que ambas as partes da ISO medem de 100 Hz a 5 kHz em bandas de terço de oitava.

3. Desempenho Medido: QRDs contra Painéis Planos

Mesmo um QRD bem construído não chega perto de um coeficiente de difusão de 1. O melhor QRD de compensado nos testes de Parma de 2021 atingiu d = 0,63 a 1 kHz e 2 kHz, cerca de seis vezes os aproximadamente 0,10 do refletor plano isolado (0,63 / 0,10 = 6,3). Fora de sua faixa de projeto, o mesmo painel caiu para 0,23 a 250 Hz, 37% desse pico (0,23 / 0,63), e a orientação importou tanto quanto a construção (Tronchin et al., Applied Sciences 2021).

Um painel comercial baseado em QRD mostra o mesmo formato: fraco abaixo de sua faixa de projeto e irregular dentro dela. O Diviewsor 79 acrílico da RPG vai de 0,10 a 400 Hz a 0,48 a 500 Hz, cai para 0,30 a 1,25 kHz e termina em 0,62 a 2 kHz (RPG Acoustical Systems, Diviewsor 79). Uma queda como a de 1,25 kHz é o motivo pelo qual uma única classificação média pode enganar nesta classe de produto.

MétricaValorFonte
QRD de compensado, vertical, sem fundo, 1 kHz e 2 kHzd = 0,63Tronchin et al., Applied Sciences 2021
Mesmo QRD a 250 Hz / 8 kHzd ≈ 0,23 / 0,22Tronchin et al., Applied Sciences 2021
Painel refletor plano isoladod ≈ 0,10 de 1 kHz para cimaTronchin et al., Applied Sciences 2021
Painel acrílico baseado em QRD, 400 Hz / 500 Hz / 2 kHzd = 0,10 / 0,48 / 0,62RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
Mesmo painel, queda a 1,25 kHzd = 0,30RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
Difusor de cavidades Galav2 contra MDF plano, 1 kHzd = 0,86 contra 0,35Farina, Universidade de Parma 2000
QRDs previstos, projetos de 500 HzPico de d normalizado de 0,61 a 800 Hz (N = 11); espalhamento de até 0,99 (N = 23)Khrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019

Nota sobre valores atípicos: a sala de medição muda a resposta. A equipe de Parma também testou em uma câmara semianecoica, onde reflexões parasitas das paredes produziram valores “consistentemente altos” e os resultados foram considerados inválidos. As medições válidas usaram um laboratório reverberante de 16 x 20 x 7 m com janelamento temporal, 25 microfones com espaçamento de 7,5° e um painel de 900 x 600 mm construído sobre os primos 17 e 13 para uma meta de 250 Hz a 2 kHz.

4. Compromissos entre Profundidade, Peso e Absorção

Cada oitava adicional de difusão em graves dobra a profundidade de que um QRD clássico precisa, já que a profundidade dos poços acompanha o comprimento de onda de projeto, e é por isso que os difusores de Schroeder para a faixa de graves consomem tanta profundidade da sala. Um QRD projetado para 250 Hz precisa de cerca de 56 cm de profundidade, e um QRD com N = 5 para 500 Hz já tem 27,4 cm de espessura; dobrar os poços só leva isso a cerca de metade (Jiménez, Cox, Romero-García e Groby, Scientific Reports 2017). Essa linha de pesquisa, fendas de som lento carregadas com ressonadores de Helmholtz, pertence ao campo mais amplo dos metamateriais acústicos.

Os resultados dos metadifusores sugerem que a regra de profundidade é uma propriedade dos poços, não da difusão. O mesmo artigo relata painéis entre 1/46 e 1/20 do comprimento de onda de projeto, e outra equipe descreveu os difusores de Schroeder convencionais como tendo espessura “da ordem de um comprimento de onda” antes de construir uma versão com metassuperfície cerca de uma ordem de grandeza mais fina (Zhu, Fan, Liang, Cheng e Jing, Physical Review X 2017). Os poços também absorvem, o que importa quando um difusor substitui um acabamento refletivo.

MétricaValorFonte
QRD convencional para 250 HzCerca de 56 cm de profundidadeJiménez et al., Scientific Reports 2017
QRD com N = 5 para 500 Hz27,4 cm de espessuraJiménez et al., Scientific Reports 2017
Metadifusor de banda larga otimizado3 cm de espessura, 250 Hz a 2 kHz, d normalizado médio de cerca de 0,65, picos de 0,9Jiménez et al., Scientific Reports 2017
Difusor de Schroeder com metassuperfícieCerca de uma ordem de grandeza mais fino que o projeto convencional de cerca de um comprimento de ondaZhu et al., Physical Review X 2017
QRD com ressonadores de membranaCerca de 1 ordem de grandeza mais fino que os difusores baseados em poçosZhao et al., Applied Physics Express 2021
Tamanho e massa do painel comercial baseado em QRDQuadrado de 23-5/8 in, 9-1/8 in de profundidade, cerca de 10 lb/ft²RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
Mesmo painel, índices de absorçãoNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
QRD Skyline híbrido com ressonador, impresso em 3DCoeficiente de absorção de pico de 0,9 perto de 2.000 Hz (tubo de impedância)Suyatno e Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021

Nota de contexto: um acompanhamento de 2020 do grupo dos metadifusores descreve painéis de 3 cm como 20 vezes mais finos que os projetos tradicionais (Jiménez et al., Tecniacústica 2020). Sobre a absorção por grupos de QRDs, Yang, Shen e Wang constataram que ela varia de forma perceptível com o formato da instalação, especialmente abaixo da frequência de projeto, com dois picos de absorção (JASA 2006). O valor dos ressonadores de membrana vem apenas do resumo do artigo (Zhao et al. 2021).

5. QRDs em Salas de Concerto, Estúdios, Salas de Aula e Salas de Audição

O argumento a favor da difusão em salas de concerto veio primeiro. O artigo de Schroeder de 1979 sustentava que as salas modernas de teto baixo precisam de formatos especiais de teto e estruturas de superfície para manter o som inicial fora do plano mediano e enviá-lo lateralmente (Schroeder, JASA 65, 958-963, 1979). As adaptações vieram em seguida: em 1986, QRDs já haviam sido adicionados a um auditório de 750 lugares da Universidade de Idaho, projetado originalmente em 1935, com medições coincidindo de perto com as previsões computacionais (Graffy e Paoletti, JASA 1986). Para as métricas de salas que esses tratamentos visam, veja nossas estatísticas de reverberação e C80 em salas de concerto.

Em salas pequenas, o efeito pode ser desproporcional. Em uma sala de teste de 25,2 m³, de um a três difusores piramidais ou convexos elevaram o C80 em 3,3 a 12,4 dB a 1 e 2 kHz, principalmente ao redirecionar o som para o piso e o teto absorventes (Azad, Meyer, Lokki e Siebein, Acoustics 2019). Não eram QRDs, e os autores alertam que regras de salas não difusas não se transferem para outros casos. A recomendação da EBU para salas de audição pede difusão, mas não chega a especificar difusores (EBU Tech 3276, 1998); o lado de baixas frequências dessas mesmas salas é tratado em nossas estatísticas de absorção de absorvedores de graves.

MétricaValorFonte
Adaptação com QRD no auditório da Universidade de Idaho750 lugares, sala projetada originalmente em 1935Graffy e Paoletti, JASA 1986
Difusor de Schroeder sob o balcão traseiro da Ópera de Lviv (maio de 2012)Auditório de 5.500 m³, 998 lugares; GL a 4 kHz elevado em cerca de 0,7 dB em toda a plateiaKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Faixa efetiva do difusor de LvivDifusão acima de cerca de 1 kHz; mais absorção que a antiga tapeçaria abaixo de 1 kHzKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Sala de 25,2 m³, 1 a 3 difusores, 1 e 2 kHzC80 de +3,3 a +12,4 dB; T20 menor em 0,19 a 0,80 sAzad, Meyer, Lokki e Siebein, Acoustics 2019
Difusores de teto em sala de aula em cerca de 8% do tetoC50 +0,8 dB em média a 1 kHz; +1,5 a +3,2 dB em um receptor traseiro, de 1 a 4 kHzArvidsson, Nilsson, Bard Hagberg e Karlsson, Acoustics 2020
Sala de audição de referência da EBUCampo reverberante difuso o bastante para evitar ecos flutuantes; posições de audição a pelo menos 1,5 m das paredes laterais e do fundoEBU Tech 3276, 2ª edição 1998
Formatos de difusor de auditório simuladosEm Y o melhor, retângulos de QRD em segundo, formatos de borda os pioresPardo-Quiles et al., Acoustics 2024

Nota de contexto: o estudo da sala de aula (Arvidsson et al., Acoustics 2020) usou difusores curvos de chapa dura, que também atuaram como absorvedores ressonantes de 125 a 250 Hz, e sua diferença mal perceptível de 1 dB em C50 (conforme a ISO 3382-1) significa que o ganho médio do teto ficou abaixo do limiar audível, enquanto o ganho nos assentos traseiros não ficou. Os dados de Lviv vêm do artigo de Kamisiński em Archives of Acoustics. Dados mais recentes disponíveis para a orientação da EBU sobre salas de audição: EBU Tech 3276, 1998.

Resumo: Difusor de Resíduo Quadrático em Números

MétricaValorFonte
Primeiro artigo sobre difusor baseado em teoria dos números1975, JASA 57, 149-150Schroeder, JASA 1975
Regra de profundidade dos poços do QRDd_n = s_n x λ0 / 2N, N um primo ímparStanford CCRMA, artigo sobre malha de guia de ondas com QRD
QRD de 500 Hz com poços de 9,4 cm, faixa utilizável375 Hz a 1.824,8 HzKhrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Limite superior do QRD com N = 23 e 1 m de largura4.014,6 Hz com poços de 4,3 cmKhrystoslavenko e Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
QRD com N = 7 para 500 Hz a 5 kHz, poço mais profundo0,2 mPardo-Quiles et al., Acoustics 2024
Publicação da ISO 17497-2Maio de 2012, 15 páginasDIN Media, listagem da ISO 17497-2
Publicação da ISO 17497-1Julho de 2004, emendada em 2014BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Medida de difusão em campo livre recomendadaCoeficiente baseado em autocorrelaçãoHargreaves et al., JASA 2000
Painel plano de MDF, 1 kHzEspalhamento 0,117, difusão 0,35Farina, Universidade de Parma 2000
QRD de compensado (melhor configuração) contra refletor planod = 0,63 contra cerca de 0,10 a 1 kHz e 2 kHzTronchin et al., Applied Sciences 2021
Painel acrílico baseado em QRD, 2 kHzd = 0,62RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
Absorção do painel acrílico baseado em QRDNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, ficha técnica do Diviewsor 79
QRD projetado para 250 HzCerca de 56 cm de profundidadeJiménez et al., Scientific Reports 2017
Metadifusor de banda larga3 cm, 250 Hz a 2 kHz, d médio de cerca de 0,65Jiménez et al., Scientific Reports 2017
Difusor de Schroeder com metassuperfícieCerca de uma ordem de grandeza mais finoZhu et al., Physical Review X 2017
Adaptação com QRD em auditório, 1986750 lugaresGraffy e Paoletti, JASA 1986
Difusor da Ópera de Lviv, GL a 4 kHzElevado em cerca de 0,7 dBKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Ganho de C80 em sala pequena com 1 a 3 difusores3,3 a 12,4 dB a 1 e 2 kHzAzad et al., Acoustics 2019
Difusores de teto em sala de aula, receptor traseiroC50 +1,5 a +3,2 dBArvidsson et al., Acoustics 2020

Metodologia e Fontes

Cada número acima foi lido no artigo primário, na listagem da norma ou na ficha técnica do fabricante indicados abaixo. Resultados de laboratório e de simulação são identificados como tais; dados de fabricante são identificados como dados de fabricante.

Última atualização: 18 de outubro de 2026. Atualizamos este levantamento trimestralmente, e a próxima revisão é esperada quando a ISO concluir sua revisão atual da ISO 17497-1.

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