Reproduccion de sonido con características de rendimiento mejoradas.

Sistema (10, 92, 110) para reproducir sonido, que comprende:

una barrera de sonido (14,

94, 130) que define un paso de bocina (18, 96) que presenta un primer extremo y un segundo extremo abierto (16, 98);

por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74,114 ) en el primer extremo;

por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) que funciona en una gama de frecuencias inferior al controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114);

estando acoplados mutuamente dicho por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) y dicho por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) al paso de bocina (18, 96);

presentando dicho por lo menos un controlador inferior un extremo de frecuencia superior inferior a una frecuencia de una primera muesca de supresión para dicho por lo menos un controlador inferior, y un filtro paso bajo para dicho por lo menos un controlador inferior, para proporcionar un corte de alta frecuencia que empieza por debajo del punto en el que se produce la primera muesca de supresión para el controlador inferior.

Reproduccion de sonido con características de rendimiento mejoradas.

Campo de la invención La presente invención se refiere a los sistemas de reproducción de sonido que presentan varios controladores, acoplados a una barrera de sonido para simular una única fuente acústica en el tiempo con un único diagrama de radiación de fuente.

Descripción de la técnica relacionada En un principio, la técnica de carga de bocina de los controladores se llevaba a cabo para incrementar el rendimiento electroacústico de los controladores. En una fase más temprana se emplearon diversas técnicas para aprovechar al máximo la limitada potencia del amplificador y las relativamente bajas capacidades de administración de potencia de los controladores disponibles. Los primeros intentos se centraron en la obtención del mayor nivel de sonido posible. Los altavoces de carga de bocina, denominados a veces simplemente "bocinas" o "sistemas de alarma", de esa primera etapa estaban diseñados generalmente para ofrecer una tasa de expansión específica en todo momento, y habitualmente se fabricaban con una forma definida, por ejemplo, un cono simple, y también como abocinamientos de paredes curvas que adoptaban formas que se correspondían con curvas exponenciales o hiperbólicas. Normalmente, estos diseños tenían por objeto lograr el mejor rendimiento a bajas frecuencias.

Se crearon sistemas de bocinas/controladores complementarios para diferentes gamas de frecuencias. El diseño de bocinas de frecuencia relativamente baja se topó con problemas complejos, debido a la masa y el tamaño acústicos necesarios. Una vez que se ha elevado suficientemente la gama de frecuencias deseada, resulta más fácil crear una bocina para una gama particular que sea suficientemente grande para cumplir con los criterios de diseño. Sin embargo, en los intentos de fabricación de un controlador de bocina dotado de una respuesta de potencia acústica relativamente plana por encima de 2 o 3 kHz, surgieron algunas dificultades. En esta etapa inicial fue posible diseñar controladores con una respuesta "alineada" bastante plana para varias octavas por encima de una gama baja, debido en gran medida a que esas bocinas suelen presentar una estructura de "paredes curvas" que muestran una directividad que se reduce al incrementarse la frecuencia. Muchos diseños iniciales comunes presentaban características de respuesta favorables, debido a que el "foco" decreciente del diagrama de la bocina permitía muy buena compensación de la caída de potencia acústica de los controladores de la bocina con el incremento de la frecuencia. Sin embargo, en algunas situaciones los oyentes no pudieron "alinearse". En particular, se experimentó una fuerte atenuación progresiva de las altas frecuencias cuando un oyente se alejó del eje central del sistema de reproducción de sonido.

En un intento de ofrecer una calidad de sonido uniforme a un público más numeroso se diseñaron bocinas de directividad constante, a fin de superar el efecto de concentración de las bocinas con paredes curvas. Por desgracia, las bocinas de directividad constante factibles generaban una carga de baja frecuencia en los controladores considerablemente menor que las bocinas de paredes curvas de forma exponencial comunes que se deseaban perfeccionar. Afortunadamente, se fabricaron amplificadores de potencia de mayor rendimiento y controladores de bocina de capacidad de potencia más elevada.

Durante su investigación de la deficiente carga de las bocinas de directividad constante, el inventor de la presente invención se centró en las bocinas en forma de "pirámide". Se comprobó que estos tipos de bocina presentan una tasa de expansión efectiva que varía mucho en función de la distancia desde el vértice, y al mismo tiempo presentan una tasa de expansión muy rápida en el vértice. La tasa de expansión disminuye considerablemente al aproximarse a la boca de la bocina. Aunque los controladores de compresión del vértice no acoplaban frecuencias bajas con tanta eficacia, pudieron aplicarse gamas de frecuencias inferiores por delante del vértice, donde la tasa de expansión era más lenta y más adecuada para la carga de frecuencias más bajas. Puede obtenerse más información en la patente US nº 6.411.718 B1 concedida el 25 de junio de 2002 a Thomas J. Danley, inventor de la presente invención, y Bradford J. Skuran.

Aunque una simple bocina cónica puede presentar una directividad casi constante a través de una gama de frecuencias definida, cuando se trataba de cubrir una gama de frecuencias relativamente amplia, se planteó una paradoja. Los sistemas prácticos están limitados por la gama de frecuencias, puesto que solo los sistemas diseñados para gamas de frecuencias relativamente estrechas podrán ofrecer un mayor rendimiento y eficacia en los diseños reales. Una combinación de alto rendimiento y gamas de frecuencias amplias exige que el intervalo de frecuencias global se divida en subgamas o segmentos más pequeños. Esto requiere convencionalmente asociar cada gama de frecuencias y controladores a una bocina adecuada diseñada para la gama deseada. Cuando se combinan bocinas de varios subrangos, incluso cuando se sitúan bocinas lado con lado, se experimenta una interferencia inaceptable en la que las gamas se solapan, lo cual se traduce en patrones de dispersión con lóbulos o radiación de energía en direcciones no deseadas. Se han llevado a cabo intentos de mitigar este problema colocando la bocina de alta frecuencia en la boca de la bocina de menor frecuencia, aunque eso requiere un procesamiento de señal bastante complejo que compense los orígenes temporales diferentes de las dos fuentes.

Aun cuando el logro de los objetivos de diseño fuera posible, dichas compensaciones podrían realizarse solo para un único punto del área de escucha y, si alguien se desplazara por el área de escucha, la ventaja de la compensación se perdería.

En consecuencia, todavía se requieren sistemas de reproducción de sonido que se asemejen realmente a los de un solo controlador en cuanto a las propiedades de tiempo y dispersión angular. Además, también se pretende reducir el desfase total de los sistemas de reproducción de sonido por bocinas/controladores de varios segmentos.

Sumario de la invención La presente invención da a conocer un nuevo sistema de reproducción de sonido perfeccionado en el que una barrera de sonido define un paso de bocina que presenta un primer extremo y un segundo extremo abierto. Se facilita por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias en el primer extremo y por lo menos un controlador inferior operativo en una gama de frecuencias más bajas que el controlador de gama de altas frecuencias. El controlador de altas frecuencias y el controlador inferior están acopados al conducto de la bocina.

En un primer ejemplo de un sistema de reproducción de sonido según los principios de la presente invención, el controlador inferior presenta un extremo de frecuencia superior inferior a la frecuencia de una primera muesca de supresión para el controlador inferior. Se facilita un filtro paso bajo para el por lo menos un controlador inferior, a fin de ofrecer un corte de alta frecuencia empezando por debajo del punto en el que aparece la primera muesca de supresión para el controlador inferior.

En un segundo ejemplo de sistema de reproducción de sonido según los principios de la presente invención, el controlador inferior presenta un extremo de frecuencia superior y está situado en una posición preseleccionada del conducto de la bocina, en la cual el conducto presenta un área de sección transversal preseleccionada que no es superior al área de sección transversal circular de circunferencia igual a una longitud de onda del extremo de frecuencia superior.

En un tercer ejemplo de sistema de reproducción de sonido según los principios de la presente invención, el controlador inferior presenta un extremo de frecuencia inferior y está situado en un punto del paso de bocina que presenta una tasa de expansión preseleccionada que es más lenta o igual al corte inferior o tasa de expansión definida por la frecuencia paso alto de la bocina.

Breve descripción de los dibujos En los dibujos:

la figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de una primera forma de realización de un sistema de reproducción de sonido que ilustra ciertos aspectos de la presente invención;

la figura 2 es una vista en sección transversal esquemática de una segunda forma de realización de un sistema de reproducción de sonido que ilustra ciertos aspectos de la presente invención;

la figura 3 es una representación gráfica que muestra supresiones de muesca para un controlador inferior montado en el conducto de una... [Seguir leyendo]

1. Sistema (10, 92, 110) para reproducir sonido, que comprende:

una barrera de sonido (14, 94, 130) que define un paso de bocina (18, 96) que presenta un primer extremo y un segundo extremo abierto (16, 98) ;

por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114 ) en el primer extremo;

por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) que funciona en una gama de frecuencias inferior al controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) ;

estando acoplados mutuamente dicho por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) y dicho por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) al paso de bocina (18, 96) ;

presentando dicho por lo menos un controlador inferior un extremo de frecuencia superior inferior a una frecuencia de una primera muesca de supresión para dicho por lo menos un controlador inferior, y

un filtro paso bajo para dicho por lo menos un controlador inferior, para proporcionar un corte de alta frecuencia que empieza por debajo del punto en el que se produce la primera muesca de supresión para el controlador inferior.

2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además un segundo controlador inferior que funciona en aproximadamente la misma gama de frecuencias que dicho por lo menos un controlador inferior.

3. Sistema según la reivindicación 1, que comprende dos pares de controladores inferiores que funcionan en gamas de frecuencias diferentes.

4. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicho por lo menos un controlador inferior está montado en la barrera de sonido en el exterior del paso de bocina y la comunicación de sonido con el paso de bocina es proporcionada mediante una abertura en la barrera de sonido.

5. Sistema (10, 92, 110) para reproducir sonido, que comprende:

una barrera de sonido (14, 94, 130) que define un paso de bocina (18, 96) que presenta un primer extremo y un segundo extremo abierto (16, 98) ;

por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114 ) en el primer extremo;

por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) que funciona en una gama de frecuencias inferior al controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) ;

estando acoplados mutuamente dicho por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) y dicho por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) al paso de bocina (18, 96) ;

presentando el controlador inferior un extremo de frecuencia superior y estando situado en una posición preseleccionada a lo largo del paso de bocina (18, 96) en la que el paso presenta una zona en sección transversal preseleccionada que no es superior a una zona de sección transversal circular que presenta una circunferencia igual a una longitud de onda de frecuencia superior.

6. Sistema (10, 92, 110) para reproducir sonido, que comprende:

una barrera de sonido (14, 94, 130) que define un paso de bocina (18, 96) que presenta un primer extremo y un segundo extremo abierto (16, 98) ;

por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114 ) en el primer extremo;

por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) que funciona en una gama de frecuencias inferior al controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) ;

estando acoplados mutuamente dicho por lo menos un controlador de gama de altas frecuencias (12, 32, 74, 114) y dicho por lo menos un controlador inferior (34; 20, 38, 82, 116, 118, 120) al paso de bocina (18, 96) ;

presentando el controlador inferior un extremo de frecuencia inferior y estando situado en un punto a lo largo del paso de bocina (18, 96) que presenta una tasa de expansión preseleccionada que es más lenta o igual al corte bajo o tasa de expansión definida por la frecuencia paso alto de la bocina.