ALTAVOZ POLIÉDRICO CON PATRÓN DE RADIACIÓN ACÚSTICA CONFIGURABLE Y AUTOAJUSTABLE.
Altavoz poliédrico con patrón de radiación acústica configurable y autoajustable,
comprendiendo un recinto acústico poliédrico (1) que dispone en sus caras (10) de una abertura con un amplificador (102) y una unidad de altavoz (103) formando un canal de audio (101); bus de audio digital (108); micrófono (104) interno con conversor analógico-digital (105); conversores digital-analógico (106) conectados a los canales de audio (101); entrada-salida de audio digital multicanal (111); pasarela (109), configurada para recibir señales de audio digitales provenientes de la entrada-salida de audio digital multicanal (111) y dirigirlas a los canales de audio (101) correspondientes a través del bus de audio digital (108); y recibir la señal digital proveniente del conversor analógico-digital (105) conectado al micrófono (104) y enviar dicha señal a un sistema de procesado de señal digital externo. El altavoz poliédrico permite obtener un patrón de radiación acústica autoajustable de manera independiente en cada unidad de altavoz.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030626.
Solicitante: UNIVERSIDAD EUROPEA DE MADRID SLU.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GARCÍA MORALES,Lino Pedro, GONZÁLEZ ÁLVAREZ,Rubén.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04R1/40 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04R ALTAVOCES, MICROFONOS, CABEZAS DE LECTURA PARA GRAMOFONOS O TRANSDUCTORES ACUSTICOS ELECTROMECANICOS ANALOGOS; APARATOS PARA SORDOS; SISTEMAS PARA ANUNCIOS EN PUBLICO (producción de sonidos cuya frecuencia no está determinada por la frecuencia de alimentación G10K). › H04R 1/00 Detalles de los transductores (membranas H04R 7/00; caracterizado por la naturaleza del transductor, ver el grupo correspondiente de los grupos principales H04R 9/00 - H04R 23/00; montajes adaptados especialmente para equipos telefónicos H04M 1/02). › por combinación de varios transductores idénticos.
Fragmento de la descripción:
Altavoz poliédrico con patrón de radiación acústica configurable y autoajustable
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con la industria de electroacústica, y más en
5 concreto, con un altavoz poliédrico.
Antecedentes de la invención
Las mediciones de aislamiento acústico a ruido aéreo entre locales (norma
UNE-EN ISO 140-3 y 140-4) y tiempo de reverberación (ISO 3382) requieren la
1 O generación omnidireccional de señales acústicas de test tales como ruido rosa o ruido
blanco y para ello se utilizan altavoces omnidireccionales normalmente dodecaédricos.
Sin embargo, la medición de aislamiento acústico a ruido aéreo de fachadas (norma
UNE-EN ISO 140-5) requiere una fuente direccional que proporcione una cobertura
uniforme en fachada, vale decir ya no es omnidireccional. Actualmente no existe
15 ninguna fuente en el mercado que cumpla con ambos requisitos de direccionalidad, lo
que obliga a las empresas que realizan ensayos de aislamiento a comprar dos fuentes
diferentes, y a trasportarlas para realizar las medidas in-situ del edificio bajo estudio.
Por otra parte, una fuente de directividad controlable puede tener aplicación en
laboratorios de medidas acústicas, donde sea de interés por ejemplo minimizar el
20 efecto de las reflexiones indeseadas captadas por un micrófono a caracterizar.
En la actualidad, los altavoces poliédricos (tetraédricos, hexaédricos,
octaédricos, icosaédricos, dodecaédricos, etc.) usualmente requieren de un sistema de
amplificación externo (son pasivos) , no permiten ajuste, ni calibración, son caros y
25 generan patrones de radiación acústica fijos, normalmente omnidireccionales.
En el estado del arte, existen algunas alternativas de altavoces poliédricos
como por ejemplo, el altavoz divulgado en el documento de patente US 2005/0025319
que consiste en un sistema de altavoz dodecaédrico formado por doce unidades de
30 altavoces, un circuito ecualizador y un amplificador común para las doce unidades. Si
bien, permite corregir bandas de frecuencias específicas según la voz emitida por el
propio altavoz, dicho altavoz tiene el inconveniente de recibir una única señal
amplificada de igual manera para todos los altavoces del sistema, por lo que no es
multicanal, lo que limita el patrón de radiación acústica a uno aproximadamente
35 omnidireccional, y no permite implementar funciones más o menos complejas para
cada altavoz, como por ejemplo un ecualizador independiente en cada altavoz como La presente invención se refiere a un altavoz poliédrico con un patrón de
también un compresor, filtros de ancho de banda específicos, etc.
Otra alternativa de altavoz poliédrico se divulga en la patente US 6.961.438,
5 que describe un sistema altavoz que tiene característica de direccionalidad amplia que
comprende un cuerpo de altavoz de forma poliédrica, de preferencia dodecaédrica y
una pluralidad de altavoces en las superficies externas tal que líneas axiales de dos
altavoces adyacentes se intersectan en un determinado ángulo. Un filtro correctivo es
operativamente conectado a los altavoces, y el filtro correctivo provee un valor
1 O correctivo para obtener una presión sonora plana desde baja hasta alta frecuencias
alrededor del cuerpo de altavoz. Adicionalmente, comprende un circuito de
compensación para una configuración de 3 canales, por lo que se tienen 3 conexiones
en paralelo de 4 altavoces en serie. Si bien, este altavoz poliédrico tiene varios
canales, está limitado a obtener un sonido aproximadamente omnidireccional, por lo
15 que no permite variar el patrón de radiación acústica libremente aplicando funciones
más o menos complejas para cada altavoz, como por ejemplo un ecualizador o
compresor independiente en cada altavoz.
Los altavoces poliédricos del arte previo presentan el inconveniente de generar
un patrón de radiación acústico fijo y no consideran las variaciones del entorno en
20 donde son utilizados. Es decir, según se ubique un altavoz poliédrico en el centro de
una sala circular o en una esquina de una sala cuadrada, el patrón de radiación
acústico será afectado diferentemente por las reflexiones generadas en el entorno y se
producirán interferencia con el resultado deseado. Por otra parte, la radiación acústica
de los altavoces poliédricos del arte previo están limitados a generar una radiación
25 omnidireccional y con una respuesta en frecuencia plana, lo que impide su uso en
aplicaciones que requieran patrones de radiación acústica variable, como por ejemplo
generar una radiación en fachada para una medición de aislamiento acústico.
En vista de las limitaciones señaladas, se propone un altavoz poliédrico con un
patrón de radiación acústica configurable y autoajustable de manera independiente en
30 cada unidad de altavoz.
Descripción de la invenciónradiación acústica totalmente variable y configurable de manera independiente en cada unidad de altavoz.
El altavoz poliédrico comprende un recinto acústico poliédrico que dispone en una pluralidad de sus caras de una abertura y comprende adicionalmente: -en cada abertura, un amplificador y una unidad de altavoz fijados a dicho recinto acústico poliédrico y formando un canal de audio;
-un bus de audio digital;
-un micrófono ubicado en el interior de dicho recinto acústico poliédrico;
-un conversor analógico-digital conectado a dicho micrófono y al bus de audio digital;
-por cada canal de audio, un conversor digital-analógico conectado al correspondiente canal de audio y al bus de audio digital;
-una entrada-salida de audio digital multicanal;
-una pasarela, configurada para:
• recibir señales de audio digitales provenientes de la entrada-salida de audio digital multicanal y dirigirlas a los canales de audio correspondientes a través del bus de audio digital;
• recibir la señal digital proveniente del conversor analógico-digital conectado al micrófono y enviar dicha señal a un sistema de procesado de señal digital externo.
El altavoz poliédrico puede comprender un separador situado entre cada unidad de altavoz y su correspondiente amplificador, con funciones de aislante eléctrico y acústico.
El recinto acústico poliédrico puede ser cualquier poliedro. En una realización preferida el altavoz es dodecaédrico y dispone de tantas aberturas y canales de audio como caras tiene dicho recinto acústico poliédrico.
El altavoz poliédrico puede comprender una entrada de audio analógico, preferentemente monotónica, y un conversor analógico-digital conectado a dicha entrada de audio analógico y al bus de audio digital.
El altavoz puede comprender también una entrada de audio analógica multicanal y un módulo conversor analógico-digital conectado a dicha entrada de audio analógica multicanal y al bus de audio digital.Es también objeto de la presente invención un sistema de reproducción de
audio con patrón de radiación acústica configurable y autoajustable, que comprende
cualquiera de las realizaciones del altavoz poliédrico descritas anteriormente y el
sistema de procesado de señal digital externo a dicho altavoz poliédrico, encargado de
5 enviar señales de audio digitales a la entrada-salida de audio digital multicanal del
altavoz poliédrico, según un patrón de direccionalidad, potencia y respuesta en
frecuencia determinado.
El sistema de procesado de señal digital externo está preferentemente
configurado para recibir la señal digital proveniente del conversor analógico-digital
1 O conectado al micrófono del altavoz poliédrico y, en función de dicha señal, adaptar las
señales de audio digitales enviadas al altavoz poliédrico.
El sistema de procesado de señal digital externo puede estar configurado para
obtener la respuesta al impulso de cada canal medida con el micrófono para
caracterizar cada canal.
15 El sistema de procesado de señal digital externo puede estar así mismo
configurado para, utilizando la caracterización de cada canal, realizar la calibración del
sistema mediante un proceso de deconvolución y el ajuste del sistema mediante un
proceso de convolución de la señal de cada canal con su respuesta al impulso
correspondiente.
20
La presente invención tiene las siguientes ventajas sobre el arte previo:
Ofrece un canal por cada conjunto amplificador-altavoz.
El número máximo de canales depende del número de caras del recinto.
Genera cualquier patrón de radiación acústico; incluido...
Reivindicaciones:
1. Altavoz poliédrico con patrón de radiación acústica configurable y autoajustable, comprendiendo un recinto acústico poliédrico (1) que dispone en una pluralidad de sus caras (1 O) de una abertura,
caracterizado por que dicho altavoz comprende adicionalmente:
en cada abertura, un amplificador (1 02) y una unidad de altavoz (1 03) fijados a dicho recinto acústico poliédrico (1) y formando un canal de audio (1 01 ) ;
un bus de audio digital (1 08) ;
un micrófono (1 04) ubicado en el interior de dicho recinto acústico poliédrico (1 ) ;
un conversor analógico-digital (1 05) conectado a dicho micrófono (1 04) y al bus de audio digital (1 08) ;
por cada canal de audio (1 01 ) , un conversor digital-analógico (1 06) conectado al correspondiente canal de audio (1 01) y al bus de audio digital (1 08) ;
una entrada-salida de audio digital multicanal (111 ) ;
una pasarela (1 09) , configurada para:
• recibir señales de audio digitales provenientes de la entrada-salida de audio digital multicanal (111) y dirigirlas a los canales de audio (1 01) correspondientes a través del bus de audio digital (1 08) ;
• recibir la señal digital proveniente del conversor analógico-digital (1 05) conectado al micrófono (1 04) y enviar dicha señal a un sistema de procesado de señal digital externo.
2. Un altavoz poliédrico de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un separador (202) situado entre cada unidad de altavoz (1 03) y su correspondiente amplificador (1 02) , con funciones de aislante eléctrico y acústico.
3. Un altavoz poliédrico de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recinto acústico poliédrico (1) dispone de tantas aberturas y canales de audio (1 01) como caras (1 O) tiene dicho recinto acústico poliédrico (1 ) .
4. Un altavoz poliédrico de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una entrada de audio analógico (11 O) y un conversor analógico-digital (1 07) conectado a dicha entrada de audio analógico (11 O) y al bus de audio digital (1 08) .
5. Un altavoz poliédrico de acuerdo a la reivindicación anterior, caracterizado 5 por que la entrada de audio analógico (11 O) es monotónica.
6. Un altavoz poliédrico de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una entrada de audio analógica multicanal y un módulo conversor analógico-digital conectado a dicha entrada de audio 1 O analógica multicanal y al bus de audio digital (1 08) .
7. Sistema de reproducción de audio con patrón de radiación acústica configurable y autoajustable, que comprende: -el altavoz poliédrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y
- un sistema de procesado de señal digital externo a dicho altavoz poliédrico, encargado de enviar señales de audio digitales a la entrada-salida de audio digital multicanal (111) del altavoz poliédrico, según un patrón de direccionalidad, potencia y respuesta en frecuencia determinado.
2.
8. Sistema de reproducción de audio según la reivindicación anterior, donde el sistema de procesado de señal digital externo está configurado para recibir la señal digital proveniente del conversor analógico-digital (1 05) conectado al micrófono (1 04) del altavoz poliédrico y, en función de dicha señal, adaptar las señales de audio digitales enviadas al altavoz poliédrico.
2.
9. Sistema de reproducción de audio según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, donde el sistema de procesado de señal digital externo está configurado para obtener la respuesta al impulso de cada canal medida con el micrófono (1 04) para caracterizar cada canal.
3.
10. Sistema de reproducción de audio según la reivindicación anterior, donde el sistema de procesado de señal digital externo está configurado para, utilizando la caracterización de cada canal, realizar la calibración del sistema mediante un proceso de deconvolución y el ajuste del sistema mediante un proceso de convolución de la señal de cada canal con su respuesta al impulso correspondiente.
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