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 a la audiencia objetivo, o mediante la disposición de 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 estar más enfocado que los altavoces de matriz lineal, lo que permite enviar el sonido a objetivos de audiencia aislados. [1] El altavoz parabólico se ha utilizado para propósitos tan diversos como dirigir el sonido a objetivos lejanos en centros de artes escénicas y estadios , para pruebas industriales, para escuchar en privado en exhibiciones de museos y como arma sónica .
Un altavoz parabólico puede enviar el sonido a una distancia mayor que los altavoces tradicionales. Las ondas enfocadas de un altavoz parabólico tienden a disiparse en el aire a unos 3 dB de presión sonora por cada duplicación de la distancia, en lugar de los 6 dB habituales de los altavoces convencionales. [2]
En un altavoz reflector parabólico, uno o más controladores de altavoz están montados en el punto focal de una parábola , apuntando lejos de la audiencia, hacia la superficie parabólica. [1] El sonido rebota en el plato parabólico y sale del plato enfocado en ondas planas. La frecuencia más baja que se puede dirigir a un haz estrecho depende del tamaño del plato parabólico. [2] [ verificación fallida ] Un tipo de altavoz reflector parabólico debe tener un diámetro dos veces mayor que la longitud de onda de la frecuencia más baja deseada, [ cita requerida ] por lo que para obtener control direccional de frecuencias de hasta 20 Hz , el plato tendría que tener más de 113 pies (34 m) de ancho.
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 reducir el patrón de cobertura sin cambiar la curvatura de la antena. Su ancho de haz es mayor para frecuencias bajas que para 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 una corrección de procesamiento de la señal de audio antes de que la señal llegue al amplificador. [1] La presencia y la ubicación del controlador del altavoz evita que el centro de la antena parabólica refleje el sonido hacia afuera, ya que ese sonido se reflejaría de regreso al controlador del altavoz. En algunos diseños de altavoces, se corta un orificio en el centro de la antena parabólica o se coloca material de amortiguación , de modo que ningún sonido se refleje directamente en el controlador del altavoz.
Un altavoz puede construirse con múltiples controladores de altavoz dispuestos sobre la superficie de una antena parabólica. Este tipo de altavoz no refleja el sonido, sino que lo dirige directamente a la audiencia. [4] Al igual que en las matrices de controladores no parabólicos, 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 orientación o el patrón de cobertura de la matriz parabólica sin cambiar físicamente su posición o curvatura. [1]
El gasto de un altavoz con múltiples controladores suele ser mayor que el de un altavoz parabólico tipo reflector debido al mayor número de componentes del controlador del altavoz y canales amplificadores. [1]
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 concentrado de energía sónica dirigido desde el suelo hacia los aviones que se encontraban en lo alto y derribarlos del cielo. El sistema para crear una onda de choque de energía sónica dependía de 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] Fracasó como arma, principalmente porque su alcance no era suficiente.
Las armas sónicas modernas, como el dispositivo acústico de largo alcance (LRAD, por sus siglas en inglés), dependen de múltiples controladores de altavoces para aumentar la potencia del sonido y pueden disponerlos en un plano en lugar de en una superficie parabólica. Estas armas no utilizan reflectores parabólicos, lo que necesariamente limita el número de controladores: una gran área de controladores dirigida al reflector ocluiría la antena parabólica.
Desde 1986, se han diseñado altavoces parabólicos para dar a las exposiciones de los museos un campo sonoro muy enfocado, de modo que cada exposición 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 una antena parabólica que cuelga sobre el área donde estarían las personas de pie; el sonido se dirige directamente hacia abajo. Algunos diseños utilizan una antena de doble enfoque para expandir el campo sonoro ligeramente 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 para el oyente. [6] Otros usos para este tipo de altavoz incluyen videojuegos y quioscos de computadoras en ferias comerciales y salas de juegos de video . [7]
En 1997, Meyer Sound Laboratories produjo el SB-1, un altavoz reflector parabólico de 54 pulgadas (1370 mm) destinado a la megafonía y como complemento a los sistemas de refuerzo de sonido con bocina convencionales , para aplicaciones de largo alcance con "foco". [8] Su respuesta de frecuencia era de 500 a 15 000 Hz; la región por debajo de los 500 Hz debía cubrirse con otros tipos de altavoces. La salida de onda sonora no era perfectamente plana: se extendía en un ángulo estrecho de 10°, de modo que a 300 pies (91 m), el área de cobertura era un círculo de 53 pies (16 m) de diámetro, con un SPL de 110 dB informado a esa distancia por un crítico independiente. [1] El SB-1 fue diseñado para dirigir 100 dB SPL a 500 pies (152 m), o 116 dB SPL a 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 una antena parabólica como cara frontal de la caja . Un poco 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 bobina móvil de 4 pulgadas (102 mm) . Similar al SB-1, el SB-2 conserva el control del patrón desde 500 Hz hasta 16 kHz, con un ángulo de dispersión de 20°, complementado por un sonido de baja frecuencia más ampliamente disperso hasta 130 Hz. El altavoz fue diseñado para instalación permanente en edificios de techos altos, como centros de exposiciones y aeropuertos . [4]
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 en 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 sonido captado para determinar las cualidades de amortiguación del sonido del material. La estrecha direccionalidad del altavoz parabólico y el micrófono ayuda a reducir la cantidad de sonido disperso que podría distorsionar los resultados de la prueba. [10]
ElEl sistema de altavoces Holophones fue diseñado en 1999 por el compositor Michelangelo Lupone y realizado en el CRM – Centro Ricerche Musicali enRoma, con el fin de realizar unaespacializacióndefinida como "escultura de frente de onda".[11]El reflector parabólico del sistema Holophones emite ondas planas.[12][13]Cada unidad del sistema Holophones consta de 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 gestionados por una computadora.[14]