Sistemas de Sonido Hipersónico: Guía Definitiva de Tecnología HSS de Vanguardia

¿Alguna vez te has preguntado cómo la luz se refleja de ida y vuelta entre el semirreflector y el reflector en los láseres? Bueno, ¿qué tal si te dijera que es fácil hacer algo similar usando sonido? ¡Es posible! Todo lo que necesitas es un sistema de sonido hipersónico.

Usando el principio de superposición, el sistema de sonido hipersónico es una de las mejores tecnologías de reproducción de sonido del siglo.

HSS ofrece una salida de altavoces convencionales a transmisiones directas. Pero, eso es solo la superficie.

Por eso, escribimos este artículo para contarte más sobre el sistema de sonido hipersónico, cómo funciona, sus aplicaciones y sus pros y contras.

¿Estás listo? ¡Empecemos!

¿Qué es la Tecnología de Sonido Hipersónico?

El sistema de sonido hipersónico es uno de los enfoques más impresionantes para la ingeniería de sonido. Desarrollado por la American Technology Corporation, esta tecnología innovadora tiene una gran ventaja. No usa circuitos complejos con cruces (crossovers), elementos tweeter, cajas y woofers.

Además, también ofrece características para casi todas las frecuencias de audio.

Pero, ¿qué es exactamente un HSS?

Bueno, el sistema de sonido hipersónico es un dispositivo que usa ultrasónicos inofensivos para crear un sonido audible en cualquier entorno.

Normalmente, no podemos escuchar estos tonos ultrasónicos, pero los tonos utilizan la propiedad del aire para crear diferentes tonos que sí podemos escuchar. Así, creando sonidos audibles.

Aquí está la mejor parte.

Los sonidos de este sistema de sonido solo se mueven en una dirección. El sonido no se propaga hacia la parte trasera o los lados de una unidad HSS. No solo te permite producir sonido donde quieras, sino que también ayuda a reducir la contaminación acústica.

Funcionamiento del Sistema HSS

La tecnología de sistema de sonido hipersónico usa la propiedad de no-linealidad para operar. La no-linealidad es la propiedad del aire que crea nuevas ondas dentro de otra onda a través de la contracción y expansión continua de ondas.

Aquí, el sistema usa ondas ultrasónicas como ondas moduladas dependiendo de la señal de audio de entrada. Así, cuando esta onda viaja a través del aire, crea nuevas frecuencias audibles que podemos escuchar (alrededor de 20Hz-20KHz). Además, no hay perturbaciones de sonidos ultrasónicos ya que no podemos escuchar tales ondas sonoras. Solo el sonido recién creado es audible para el oído humano.

Adicionalmente, la estructura de un transductor ultrasónico tiene las siguientes secciones o componentes. Estos componentes incluyen:

Fuente de Alimentación Conmutada (SMPS)

Como otros sistemas electrónicos, el sistema HSS obtiene su energía de SMPS altamente filtrados. Lo más probable es que encuentres SMPS como fuentes de alimentación multi-voltaje en la mayoría de sistemas. Además, el voltaje de alimentación varía según la potencia de salida (de 12V a 60V).

Unidad de Procesamiento de Señal de Audio

La unidad de procesamiento de señal de audio usa un circuito de audio avanzado que puede decodificar y detectar toda entrada de audio.

Además, puedes filtrarlos según tus requisitos y enviarlos a la unidad de pre-amplificación digital.

También, puedes usar múltiples tipos de entrada para esta unidad de procesamiento hasta 11.2 canales más DOLBY y DTS. Esta unidad también controla la ecualización y otros controles dinámicos.

Unidad de Microcontrolador

Esta unidad es la que hace todos los ajustes de audio necesarios. Encontrarás microcontroladores de 16 a 32 bits siendo usados en estos sistemas.

Pre-amplificador de Audio Digital

Aquí, el pre-amplificador de audio digital maneja la pre-amplificación del audio decodificado transferido desde el procesador de señal de audio.

Una vez completado esto, el audio pre-amplificado se transfiere al modulador ultrasónico.

Oscilador de Frecuencia Portadora Variable (VCFO)

El VCFO es el circuito oscilador ultrasónico que genera ondas de portadora ultrasónica para modulación. Encontrarás que los osciladores de cristal ultrasónicos son comúnmente usados para hacer estas oscilaciones con una frecuencia superior a 40 kHz.

Modulador DSB Dinámico

Esta unidad realiza la modulación de ultrasonido con la señal de audio. Aquí, las ondas ultrasónicas de alta frecuencia modulan con la entrada de audio digital para crear una onda modulada HF. También filtra otras perturbaciones HF. Para sistemas DSB, puedes reducir el índice de modulación para suprimir todas las distorsiones.

Amplificador de Potencia Ultrasónico

El amplificador de potencia ultrasónico es el amplificador de potencia HF que maneja la potencia de salida del sistema. Aumenta la potencia que el sistema puede entregar en la etapa de salida. Además, esta es la última etapa de la unidad amplificadora del sistema de sonido hipersónico.

Una vez completada la amplificación, alimenta la señal a los transductores de película monolítica para transmisión.

Transductores de Película Monolítica

El transductor de película monolítica es la última unidad que maneja la salida de ondas HSS al aire. Los transductores de polivinilideno piezoeléctrico son uno de los mejores transductores para usar en esta unidad. El transductor emite la señal transferida desde el amplificador de potencia ultrasónico al aire. Además, las ondas ultrasónicas se enfocan en una dirección – como linternas. Así, los humanos solo pueden escuchar el audio dentro del rango del haz de sonido HSS.

¿Cómo Funciona Realmente el Sistema HSS?

Aquí está cómo funciona:

Un sistema HyperSonic Sound consiste en una fuente de programa de audio como un reproductor de CD, un procesador de señal HSS y un emisor ultrasónico o transductor que obtiene energía de un amplificador ultrasónico. El procesador de señal convierte la voz o música en una señal ultrasónica altamente compleja antes de que el transductor amplifique y transmita las señales de audio al aire.

Dado que la energía ultrasónica es altamente direccional, forma una columna virtual de sonido directamente frente al emisor, similar al haz de una linterna. Así, el aire crea nuevos sonidos a lo largo de esa columna de sonidos ultrasónicos (el sonido que hicimos antes de convertir a onda ultrasónica). Como solo podemos escuchar el sonido creado en la columna de energía ultrasónica, no se propaga en todas direcciones como el sonido de un altavoz convencional. Más bien, se queda dentro de la columna de energía ultrasónica.

Así, para escuchar el sonido, tus oídos deben estar en línea con la columna de ultrasonido, o puedes escuchar el sonido después de que se refleje en una superficie dura. Por ejemplo, cuando apuntas el emisor ultrasónico hacia una superficie, solo escucharás los sonidos después de que la pared los refleje, haciéndolo aún más similar a apuntar una linterna a una superficie en un entorno mal iluminado. No verás la luz de la linterna, solo el punto de luz en la pared. HSS funciona de la misma manera, pero en lugar de ver, estás escuchando el haz de sonido que la pared refleja. Para estéreo, se requiere un emisor ultrasónico separado para cada canal de audio, uno para el canal izquierdo y uno para el derecho.

Aplicaciones de los Sistemas de Sonido Hipersónico

La tecnología HSS tiene una amplia gama de aplicaciones. La primera, y más importante, es el sistema de sonido direccional que dirige o enfoca el sonido en un haz estrecho. En otras palabras, los transeúntes no escucharán tu audio.

Esta tecnología de reproducción de sonido tiene oportunidades masivas en las industrias del entretenimiento, arte y hostelería. Imagina ir a un museo en San Diego y disfrutar de las explicaciones de audio de pinturas sin molestar a otros. O ver una película en tu computadora en un lugar concurrido sin molestar a otros. Esto también incluye restaurantes, aeropuertos, comercios e incluso videoconferencias. El sistema HSS te ayuda a crear tu zona en un entorno concurrido. Otras aplicaciones incluyen:

• Automóviles: HSS en automóviles puede enviar señales de alerta directamente al conductor
• Videoconferencia de audio/video: Proyecta el audio de una conferencia en cuatro idiomas diferentes desde un solo dispositivo. Además, no necesitas auriculares
• Sistemas de localización (Paging): Dirige las señales al área que elijas

• Ventas minoristas: Ofrece publicidad dirigida directamente en el punto de compra
• Pedidos en auto-servicio (Drive-through): Puedes comunicarte directamente con un conductor de automóvil sin molestar a los vecinos
• Oficiales de seguridad: Proporciona un tipo de dispositivo portátil para comunicarse con una persona específica en una multitud
• Aplicaciones militares: Para comunicaciones barco-a-barco y comunicaciones a bordo. O un misil hipersónico o balístico que se mueve a la velocidad del sonido

Beneficios

Aquí están algunas de las ventajas de la tecnología HSS:

• Puedes enfocar el sonido en los lugares que quieres y en ningún otro lado
• Cuando enfocas el sonido, viaja largas distancias en línea recta comparado con altavoces estándar
• Elimina la retroalimentación (feedback) de audio en vivo
• El dispositivo emisor ultrasónico es plano y delgado. Además, no requiere montaje
• Puedes controlar la dispersión del sonido con facilidad
• Los diseños del sistema HSS le permiten funcionar de formas que el altavoz estándar no puede
• Proporciona audio real HD para experiencias de realidad virtual
• Soporta audio multi-canal

Desventajas

Tan bueno como puede ser el sistema HSS, tiene sus inconvenientes. Aquí están algunas de las desventajas de usar un sistema de sonido hipersónico:

• Requiere un voltaje de operación más alto comparado con un amplificador de audio estándar
• Es bastante costoso de fabricar
• Los sistemas HSS no permiten amplificación analógica directa ni mezcla de sonido
• Requiere una entrada de sonido de calidad estéreo mínima para funcionar correctamente

Palabras Finales

El sistema HSS es una innovación poderosa en muchos sentidos. Su diseño pequeño y ligero lo hace más portátil que los altavoces convencionales y proporciona audio de alta calidad de manera segura y personal.

Además de la electrónica, el sistema HSS sería perfecto en la industria del entretenimiento. Además, HSS elimina el desafío de que los audífonos no puedan reproducir todo el espectro de audio. Aunque bastante costoso, realmente es un salto cuántico en tecnología de audio. Bueno, esto resume todo lo que necesitas saber sobre el sistema de sonido hipersónico. Si tienes preguntas, siéntete libre de contactarnos. Estaremos felices de asistir.