Sonido direccional
Sonido direccional se refiere a la noción de utilizar varios dispositivos para crear campos de sonido que se difunden menos que la mayoría de los altavoces tradicionales (pequeños). Hay varias técnicas disponibles para lograr esto y cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. En última instancia, la elección de un dispositivo de sonido direccional depende en gran medida del entorno en el que se implementa así como del contenido que se reproducirá. Tener estos factores en mente producirá los mejores resultados en cualquier evaluación de tecnologías de sonido direccional.
Los sistemas que guían a los evacuados durante una emergencia mediante la emisión de ruido rosa hacia las salidas a menudo también se denominan "sonido direccional" sistemas.
Teoría básica
En todas las fuentes productoras de ondas, la directividad de cualquier fuente, como máximo, corresponde al tamaño de la fuente en comparación con las longitudes de onda que está generando: cuanto más grande es la fuente en comparación con la longitud de onda de las ondas sonoras, más resultados del haz direccional. El método de transducción específico no tiene impacto en la directividad del campo sonoro resultante; el análisis se basa únicamente en la función de apertura de la fuente, según el principio de Huygens-Fresnel.
Los dispositivos ultrasónicos logran una alta directividad modulando el sonido audible en ultrasonido de alta frecuencia. Las ondas sonoras de mayor frecuencia tienen una longitud de onda más corta y, por lo tanto, no se propagan tan rápidamente. Por esta razón, la directividad resultante de estos dispositivos es mucho mayor que la físicamente posible con cualquier sistema de altavoces. Sin embargo, se informa que tienen capacidades limitadas de reproducción de baja frecuencia. Vea el sonido de la ecografía para obtener más información.
Arreglos de altavoces
Si bien un altavoz grande es naturalmente más direccional debido a su gran tamaño, se puede crear una fuente con directividad equivalente utilizando una serie de altavoces pequeños tradicionales, todos conectados en fase. Acústicamente igual a un altavoz grande, esto crea un tamaño de fuente más grande en comparación con la longitud de onda, y el campo de sonido resultante se reduce en comparación con un solo altavoz pequeño. Se han utilizado grandes conjuntos de altavoces en cientos de sistemas de sonido de estadios para mitigar el ruido que normalmente se propagaría a vecindarios contiguos, junto con aplicaciones limitadas en otras aplicaciones donde es útil cierto grado de directividad, como museos o aplicaciones de visualización similares que pueden tolerar altavoces de gran tamaño. dimensiones.
Los conjuntos de altavoces tradicionales se pueden fabricar en cualquier forma o tamaño, pero una dimensión física reducida (en relación con la longitud de onda) sacrificará inherentemente la directividad en esa dimensión. Cuanto más grande sea el conjunto de altavoces, más direccional y cuanto más pequeño sea el tamaño del conjunto de altavoces, menos direccional será. Esto es física fundamental y no se puede eludir, ni siquiera mediante el uso de sistemas en fase u otros métodos de procesamiento de señales. Esto se debe a que el patrón de directividad de cualquier fuente de onda es la Transformada de Fourier de la función fuente. Sin embargo, el diseño en fase es a veces útil para dirigir el haz o para mitigar los lóbulos laterales, pero hacer estos compromisos necesariamente reduce la directividad.
Acústicamente, los conjuntos de altavoces son esencialmente los mismos que los domos de sonido, que también han estado disponibles durante décadas; el tamaño de la abertura de la cúpula imita las propiedades acústicas de un altavoz grande del mismo diámetro (o, equivalentemente, un conjunto de altavoces grande del mismo diámetro). Los domos, sin embargo, tienden a pesar mucho menos que el peso de conjuntos de altavoces comparables (15 libras frente a 37 libras, según los sitios web del fabricante) y son mucho menos costosos.
Otros tipos de paneles de altavoces grandes, como los altavoces electrostáticos, tienden a ser más direccionales que los altavoces pequeños, por las mismas razones mencionadas anteriormente; son algo más direccionales sólo porque tienden a ser físicamente más grandes que la mayoría de los altavoces comunes. En consecuencia, un altavoz electrostático del tamaño de un altavoz tradicional pequeño no sería direccional.
La directividad para varios tamaños y formas de fuente se proporciona en. Se muestra que la directividad es una función únicamente del tamaño y la forma de la fuente, no del tipo específico de transductor utilizado.