Cancelación de sonido

PIEZAS Y MATERIALES

• Fuente de alimentación de CA de bajo voltaje
• Dos altavoces de audio
• Dos resistencias de 220 Ω

Los altavoces grandes de baja frecuencia ("woofer") son los más apropiados para este experimento. Para obtener resultados óptimos, los altavoces deben ser idénticos y montados en cajas.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 2, capítulo 1:“Teoría básica de CA”

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Para ilustrar cómo el cambio de fase puede hacer que las ondas se refuercen o interfieran entre sí
• Para mostrar la importancia de la "fase" de los altavoces en los sistemas estéreo

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Conecte cada altavoz a la fuente de alimentación de CA de bajo voltaje a través de una resistencia de 220 Ω. La resistencia limita la cantidad de energía entregada a cada altavoz por la fuente de alimentación. Se debe escuchar un tono bajo de 60 Hertz por los parlantes. Si el tono suena demasiado fuerte, use resistencias de mayor valor.

Con ambos altavoces conectados y produciendo sonido, colóquelos de modo que estén a solo uno o dos pies de distancia, uno frente al otro. Escuche el volumen del tono de 60 Hertz. Ahora, invierta las conexiones (la "polaridad") de solo una de los altavoces y vuelva a anotar el volumen. Intente cambiar la polaridad de un altavoz de un lado a otro del original al inverso, comparando los niveles de volumen en cada sentido. ¿Qué notas?

Al invertir las conexiones de cables a un altavoz, está invirtiendo la fase de la onda de sonido de ese hablante en referencia al otro hablante. En un modo, las ondas sonoras se reforzarán entre sí para lograr un volumen fuerte. En el otro modo, las ondas sonoras interferirán de forma destructiva, lo que provocará una disminución del volumen. Este fenómeno es común a todos Eventos de ondas:ondas sonoras, señales eléctricas (“ondas” de voltaje), ondas en el agua e incluso ondas de luz.

Varios altavoces en un sistema de sonido estéreo deben estar correctamente "sincronizados" para que sus respectivas ondas de sonido no se cancelen entre sí, dejando menos nivel de sonido total para que los oyentes escuchen. Por lo tanto, incluso en un sistema de CA donde realmente no existe la "polaridad" constante, la secuencia de conexiones de cables puede marcar una diferencia significativa en el rendimiento del sistema. Este principio de reducción de volumen por interferencia destructiva puede aprovecharse para la cancelación de ruido.

Dichos sistemas muestrean la forma de onda del ruido ambiental y luego producen una señal de sonido idéntica 180 ^o fuera de fase con el ruido. Cuando las dos señales de sonido se encuentran, se cancelan entre sí, eliminando idealmente todo el ruido. Como se podría suponer, esto es mucho más fácil de lograr con fuentes de ruido de frecuencia y amplitud constantes. La cancelación de ruido aleatorio de amplio espectro es muy difícil, ya que algún tipo de circuito de procesamiento de señales debe muestrear el ruido y generar con precisión la cantidad correcta de sonido de cancelación en el momento adecuado para que sea eficaz.