Un altavoz parabólico es un altavoz que busca enfocar su sonido en ondas planas coherentes , ya sea reflejando la salida de sonido de un controlador de altavoz a un reflector parabólico dirigido al público objetivo, o colocando controladores en una superficie parabólica. El haz de sonido resultante viaja más lejos, con menos disipación en el aire, que los altavoces de bocina , y puede enviarse a destinatarios aislados de la audiencia, a diferencia de los altavoces de arreglo en línea . [1] El altavoz parabólico se ha utilizado para fines tan diversos como dirigir el sonido a objetivos lejanos en centros de artes escénicas y estadios., para pruebas industriales, para escuchar íntimamente en exhibiciones de museos y como arma sónica .
Tecnología
Un altavoz parabólico puede enviar el sonido más lejos que los diseños de altavoces tradicionales. Las ondas enfocadas de un altavoz parabólico tienden a disiparse en el aire a unos 3 dB SPL por duplicación de distancia, en lugar de los 6 dB habituales de los altavoces convencionales. [2]
Reflector parabólico
En un altavoz reflectante parabólico, uno o más controladores de altavoz están montados en el punto focal de una parábola , apuntando en dirección opuesta a la audiencia, hacia la superficie parabólica. [1] El sonido rebota en el plato parabólico y deja el plato enfocado en ondas planas. La frecuencia más baja que se puede dirigir a un haz estrecho depende del tamaño del plato parabólico. [2] Un tipo de altavoz con reflector parabólico debe tener un diámetro dos veces mayor que la longitud de onda de la frecuencia más baja deseada, por lo que para obtener el control direccional de las frecuencias hasta 20 Hz , el plato debe tener más de 50 pies (15 m) de ancho. . [error matemático presente] (cita requerida)
Las limitaciones de los altavoces con reflector parabólico incluyen el hecho de que son comparativamente grandes y voluminosos, y que tienen un ancho de haz fijo sin capacidad para ampliar o estrechar el patrón de cobertura sin cambiar la curvatura del plato. Su ancho de haz es más amplio para las frecuencias bajas que para las frecuencias altas, por lo que en la periferia del patrón de cobertura hay una región de cobertura de sonido que no recibe toda la fuerza de las frecuencias altas. [3] Además, algunas frecuencias se reflejan de manera más eficiente que otras, por lo que la respuesta de frecuencia es desigual a menos que se aplique la corrección del procesamiento de la señal de audio antes de que la señal llegue al amplificador. [1] La presencia y ubicación del controlador del altavoz evita que el centro del plato parabólico refleje el sonido hacia afuera, ya que ese sonido se reflejaría en el controlador del altavoz. En algunos diseños de altavoces, se corta un orificio en el centro del plato parabólico, o se coloca material de amortiguación , de modo que ningún sonido se refleje directamente en el controlador del altavoz.
Fuente parabólica
Se puede construir un altavoz con varios controladores de altavoz dispuestos en la superficie de un plato parabólico. Este tipo de altavoz no refleja el sonido, apunta el sonido directamente a la audiencia. [4] Al igual que en las matrices no parabólicas de controladores, la señal que va a cada uno de los múltiples controladores se puede retrasar digitalmente en relación con sus vecinos para lograr la dirección del haz y, por lo tanto, ajustar el punto de mira o patrón de cobertura de la matriz parabólica sin cambiando su posición o curvatura. [1]
El costo de un altavoz de controlador múltiple es típicamente más alto que un plato parabólico de tipo reflector debido al mayor número de componentes de controlador de altavoz y canales de amplificador. [1]
Arma sónica
El primer uso de un reflector parabólico para dirigir la energía del sonido como arma fue el Luftkanone diseñado por el ejército alemán durante la Segunda Guerra Mundial . Su propósito era emitir un pulso enfocado de energía sónica dirigida desde el suelo a la aeronave en lo alto y derribar la aeronave del cielo. El sistema para crear una onda de choque de energía sónica se basaba en la combustión de metano y oxígeno , con un rango de frecuencia de 800 a 1500 pulsos por segundo. El reflector parabólico tenía 3,2 metros (10,5 pies) de diámetro. [5] Falló como arma, principalmente porque su alcance no era suficiente.
Las armas sónicas modernas, como el dispositivo acústico de largo alcance (LRAD), se basan en múltiples controladores de altavoz para aumentar la potencia del sonido y pueden colocarlos en un plano plano en lugar de en una superficie parabólica. Tales armas no usan reflectores parabólicos que necesariamente limitan el número de controladores; una gran área de controladores dirigidos al reflector ocluiría el plato parabólico.
Exhibiciones del museo
Desde 1986, los altavoces parabólicos han sido diseñados para dar a las exhibiciones de los museos un campo de sonido muy enfocado para que cada exhibición pueda enviar sonido a uno o dos visitantes del museo [1] sin tener demasiada interferencia y un aumento del ruido de fondo. Una instalación típica implica un plato parabólico que cuelga sobre el área donde la gente estaría parada; el sonido se dirige hacia abajo. Algunos diseños utilizan un plato de doble enfoque para expandir el campo de sonido un poco más allá de una onda plana ideal, mientras que otros incorporan controladores y amplificadores duales en una cúpula hemisférica para lograr un grado de sonido estereofónico en el oyente. [6] Otros usos para este tipo de altavoz incluyen videojuegos y quioscos de computadoras en ferias comerciales y salas de videojuegos . [7]
Direccion publica
En 1997, Meyer Sound Laboratories produjo el SB-1, un altavoz reflector parabólico de 54 pulgadas (1370 mm) diseñado para megafonía y como complemento de los sistemas convencionales de refuerzo de sonido con bocina , para aplicaciones de "foco" de largo alcance. [8] Su respuesta de frecuencia fue de 500 a 15 000 Hz; la región por debajo de 500 Hz debía ser cubierta por otros tipos de altavoces. La salida de la onda de sonido no era perfectamente plana, se extendía en un ángulo estrecho de 10 °, de modo que a 91 m (300 pies), el área de cobertura era un círculo de 16 m (53 pies) de diámetro, con 110 dB SPL reportado en esa distancia por un crítico independiente. [1] El SB-1 fue diseñado para dirigir 100 dB SPL 500 pies (152 m), o 116 dB SPL 420 pies (128 m), dependiendo de las condiciones atmosféricas, y así eliminar la necesidad de altavoces de retardo. [2] [9]
En 2002, Meyer Sound produjo el SB-2, un altavoz biamplificado que utiliza un plato parabólico como cara frontal del gabinete . Ligeramente más pequeño que el SB-1, el SB-2 utiliza 28 controladores de 4 pulgadas (102 mm) dispuestos en la superficie de la parábola combinados con una bocina coaxial con una garganta de 2 pulgadas (51 mm) y una de 4 pulgadas ( 102 mm) bobina móvil . Similar al SB-1, el SB-2 conserva el control de patrón desde 500 Hz hasta 16 kHz, con un ángulo de dispersión de 20 °, complementado con un sonido de baja frecuencia más ampliamente disperso hasta 130 Hz. El altavoz fue diseñado para su instalación permanente en edificios de techos altos como centros de exposiciones y aeropuertos . [4]
Ensayos industriales
Se puede utilizar un altavoz parabólico para probar las características de amortiguación del sonido de los materiales utilizados para la insonorización . Se apunta un altavoz parabólico al material bajo prueba y se utiliza un micrófono parabólico para captar el sonido detectado en el otro lado del material. Se analiza la diferencia entre el sonido emitido y el captado para determinar las cualidades de amortiguación del sonido del material. La estrecha direccionalidad del altavoz parabólico y el micrófono ayudan a reducir la cantidad de sonido perdido que podría sesgar los resultados de la prueba. [10]
Escultura sonora
La El sistema de altavoces holófonos fue diseñado en 1999 por el compositor Michelangelo Lupone y realizado en CRM - Centro Ricerche Musicali enRoma, con el fin de realizar unaespacializaciónsonora específicadefinida como "escultura de frente de onda". [11] El reflector parabólico del sistema Holophones emite ondas planas. [12] [13] Cada unidad del sistema Holophones consiste en un plato parabólico con un altavoz de banda limitada en su punto focal, con un ángulo de radiación controlable. Los controles dinámicos para esculpir el frente de onda son administrados por una computadora. [14]
Patentes
- Patente estadounidense 3997023 , Stanley F. White, "Altavoz con sonido envolvente mejorado", expedida el 14 de diciembre de 1976
- Patente de EE. UU . 5821470 , Stanley F. White, "Altavoz con sonido envolvente mejorado", expedida el 14 de diciembre de 1976
- Solicitud de EE. UU. 20,070,201,711. John D. Meyer , Perrin Meyer, Roger Schwenke, Alejandro Antonio García Rubio: sistema de altavoces y método para producir un campo sonoro sintetizado controlable
Referencias
- ^ a b c d e f g Borgerson, Bruce. "Escaparate de tecnología: sistemas de altavoces enfocados". AVInstall, 1 de noviembre de 2005. Recuperado el 25 de agosto de 2009.
- ^ a b c Meyer Sound. Preguntas y respuestas sobre SB-1. Consultado el 18 de agosto de 2009.
- ^ Meyer, John; Meyer, Perrin; Schwenke, Roger; Rubio, Alejandro Antonio García. Sistema de altavoces y método para producir un campo sonoro sintetizado controlado. 26 de junio de 2008. Recuperado el 25 de agosto de 2009.
- ^ a b Meyer Sound. SB-2: Haz de sonido parabólico de amplio rango. (Ficha técnica). Recuperado el 18 de agosto de 2009.
- ^ Altmann, Jürgen. "Armas acústicas: una evaluación prospectiva: fuentes, propagación y efectos de un sonido fuerte" Experimentelle Physik III. Universität Dortmund, Dortmund, Alemania
- ^ Innovaciones de Brown. La cúpula hemisférica del Localizer. Cómo funciona. Archivado el 25 de mayo de 2009en la Wayback Machine. Recuperado el 18 de agosto de 2009.
- ^ Herramientas del museo: Sonido secreto. Archivado el 11 de mayo de 2006en Wayback Machine. Recuperado el 18 de agosto de 2009.
- ^ Contratista de sonido y video , noviembre de 1998. Rod Sintow y Stan Hutto, "Empujando el sobre del audio del estadio" . Alojado en Meyer Sound Laboratories. Consultado el 18 de agosto de 2009.
- ^ Meyer Sound. Haz de sonido parabólico SB-1. (Ficha técnica). Recuperado el 18 de agosto de 2009.
- ^ McElroy, DL; Joseph F. Kimpflen. Materiales de aislamiento, pruebas y aplicaciones, Edición 1030 , p. 324. ASTM International, 1990. ISBN 0-8031-1278-5
- ^ Revista Semestral HiArt de Información de la Alta Formación Artística y Musical - Música y Mutación - Lupone, Michelangelo - Gangemi Editore - Abril-Octubre 2008 - ISBN 978-88-492-1422-2
- ^ Acustica Musicale e Architettonica - Spazializzazione del Suono - Lupone, Michelangelo - UTET - ISBN 88-7750-941-4
- ^ Studio di un Radiatore Acustico ad Elevata Direttività - Mariorenzi, Luca - Università degli Studi Roma3, Facoltà di Ingegneria Elettronica
- ^ CRM - Centro Ricerche Musicali