El 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). Existen varias técnicas para lograr esto, y cada una tiene sus ventajas y desventajas. 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 en cuenta estos factores dará 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 sistemas de "sonido direccional".
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 genera: cuanto mayor sea la fuente en comparación con la longitud de onda de las ondas sonoras, más direccional será el haz resultante [ cita requerida ] . 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 ultrasonidos de alta frecuencia. Las ondas sonoras de frecuencia más alta tienen una longitud de onda más corta y, por lo tanto, no se propagan tan rápidamente. Por este motivo, 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. Consulte el sonido de los ultrasonidos para obtener más información.
Si bien un altavoz grande es naturalmente más direccional debido a su gran tamaño, se puede crear una fuente con directividad equivalente utilizando una matriz de altavoces pequeños tradicionales , todos accionados juntos 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 estrecha en comparación con un solo altavoz pequeño. Se han utilizado matrices de altavoces grandes en cientos de sistemas de sonido de estadios para mitigar el ruido que normalmente se propagaría a los barrios adyacentes, junto con aplicaciones limitadas en otras aplicaciones donde es útil cierto grado de directividad, como museos o aplicaciones de exhibición similares que pueden tolerar grandes dimensiones de altavoces.
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 mayor sea el conjunto de altavoces, más direccional será, y cuanto menor sea el tamaño del conjunto de altavoces, menos direccional será. Esto es una cuestión de física fundamental y no se puede obviar, ni siquiera utilizando conjuntos 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 de la fuente. [1] Sin embargo, el diseño de conjuntos en fase es a veces útil para la dirección del haz o para la mitigación de lóbulos laterales, pero hacer estos compromisos reduce necesariamente la directividad.
Acústicamente, los conjuntos de altavoces son básicamente iguales a los domos acústicos, que también están disponibles desde hace décadas; el tamaño de la abertura del domo imita las propiedades acústicas de un altavoz grande del mismo diámetro (o, equivalentemente, un conjunto de altavoces grande del mismo diámetro). Sin embargo, los domos tienden a pesar mucho menos que los conjuntos de altavoces comparables (15 libras frente a 37 libras, según los sitios web de los fabricantes) 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 que las mencionadas anteriormente; son algo más direccionales solo 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 sería no direccional.
La directividad para varios tamaños y formas de fuente se da en [2] . Se muestra que la directividad es una función solo del tamaño y la forma de la fuente, no del tipo específico de transductor utilizado.