Demostración de Cancelación de Sonido con Inversión de Fase de Altavoces

Experimento de Cancelación de Sonido

Componentes y Materiales

• Fuente de alimentación CA de bajo voltaje
• Dos altavoces tipo woofer idénticos
• Dos resistencias de 220 Ω (para limitar potencia a cada altavoz)

Para mejores resultados, usa altavoces coincidentes encerrados en cajas de altavoz estándar. Las resistencias evitan sobre-excitar los drivers cuando la fuente CA está conectada.

Referencias Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Cap. 1: Teoría Básica de CA

Objetivos de Aprendizaje

• Ilustrar cómo el desfase de fase puede causar interferencia constructiva o destructiva entre ondas
• Destacar el papel del faseo de altavoces en sistemas de audio estéreo

Diagrama Esquemático

Ilustración

Instrucciones

1. Conecta cada altavoz a la fuente CA a través de una resistencia de 220 Ω. Esta resistencia controla la potencia entregada al driver.
2. Genera un tono de baja frecuencia a 60 Hz y verifica que ambos altavoces emitan el sonido.
3. Coloca los altavoces a uno o dos pies de distancia, enfrentados, y escucha el tono de 60 Hz.
4. Invierte la polaridad (intercambia los cables positivo y negativo) en solo un altavoz. Compara el volumen percibido.
5. Repite el intercambio de polaridad de un lado a otro, notando cómo cambia el nivel de sonido.

Invertir las conexiones de un altavoz invierte su fase. Cuando las dos ondas están en fase, se refuerzan y el tono es más fuerte. Cuando están 180° fuera de fase, se cancelan, produciendo una caída notable en el volumen. Este principio se aplica a todos los fenómenos ondulatorios —acústicos, eléctricos, acuáticos, ópticos— y es la base de la tecnología de cancelación activa de ruido.

En un sistema estéreo multi-altavoz, el faseo adecuado asegura que las ondas sonoras se sumen constructivamente en lugar de cancelarse parcialmente, maximizando el volumen total. Aunque los sistemas CA carecen de una "polaridad" fija, la secuencia relativa de cableado aún afecta el rendimiento.

Los sistemas de cancelación de ruido capturan ruido ambiente, generan una copia invertida y superponen las dos señales. Para ruido de frecuencia estable, la cancelación es directa. Para ruido aleatorio de banda ancha, se requiere procesamiento de señal avanzado para producir la forma de onda opuesta precisa en tiempo real.