Sistema de som hipersônico:o guia completo para HSS

HSS

Você já se perguntou como a luz reflete para frente e para trás entre o semirrefletor e o refletor em lasers? Bem, e se lhe dissesse que é fácil fazer algo semelhante usando som? É possível! Tudo que você precisa é de um sistema de som hipersônico.

Usando o princípio da superposição, o sistema de som hipersônico é uma das melhores tecnologias de reprodução de som do século.

Princípio da sobreposição

O HSS oferece uma mudança de alto-falantes convencionais para transmissões diretas. Mas, isso é apenas a superfície de tudo.

Por isso, escrevemos este artigo para falar mais sobre o sistema de som hipersônico, como ele funciona, suas aplicações e seus prós e contras.

Você está pronto? Vamos começar!

O que é tecnologia de som hipersônico?

O sistema de som hipersônico é uma das abordagens mais impressionantes da engenharia de som. Desenvolvida pela American Technology Corporation, esta tecnologia inovadora tem uma grande vantagem. Ele não usa circuitos complexos com crossovers, elementos de tweeter, gabinetes e woofers.

Closeup da placa de circuito complexa

Além disso, também oferece as características para quase todas as frequências de áudio.

Mas, o que exatamente é um HSS?

Pois bem, o sistema de som hipersônico é um aparelho que usa ultrassônicos inofensivos para fazer um som audível em qualquer ambiente.

Tecnologia de ultra-som

Normalmente, não podemos ouvir esses tons ultrassônicos, mas os tons utilizam a propriedade do ar para produzir tons diferentes que podemos ouvir. Assim, criando sons audíveis.

Aqui está a melhor parte.

Os sons deste sistema de som só se movem em uma direção. O som não se espalha para a parte traseira ou lateral de uma unidade HSS. Ele não apenas permite que você produza som onde quiser, mas também ajuda a reduzir a poluição sonora.

Funcionamento do sistema HSS

Uma tecnologia de sistema de som hipersônico usa a propriedade de não linearidade para operar. A não linearidade é a propriedade do ar que faz novas ondas dentro de outra onda através da contração e expansão contínuas das ondas.

Aqui, o sistema usa ondas ultrassônicas como ondas moduladas, dependendo do sinal de áudio de entrada. Assim, quando esta onda viaja pelo ar, faz novas frequências audíveis que podemos ouvir (em torno de 20Hz-20KHz). Além disso, não há distúrbios de sons ultrassônicos, pois não podemos ouvir essas ondas sonoras. Apenas o som recém-criado é audível ao ouvido humano.

Além disso, a estrutura de um transdutor ultrassônico possui as seguintes seções ou componentes. Esses componentes incluem:

SMPS

Como outros sistemas eletrônicos, o sistema HSS obtém sua energia de SMPS altamente filtrado. Você provavelmente encontrará SMPS como fontes de alimentação multivoltagem na maioria dos sistemas. Além disso, a tensão de alimentação varia de acordo com a potência da saída (de 12v a 60v).

Unidade de processamento de sinal de áudio

A unidade de processamento de sinal de áudio usa um circuito de áudio avançado que pode decodificar e detectar todas as entradas de áudio.

Placa de circuito de áudio Panasonic

Além disso, você pode filtrá-los de acordo com suas necessidades e enviá-los para a unidade de pré-amplificador digital.

Além disso, você pode usar vários tipos de entrada para esta unidade de processamento de até 11,2 canais mais DOLBY e DTS. Esta unidade também controla a equalização e outros controles dinâmicos.

Unidade de microcontrolador

Unidade microcontroladora Arduino

Esta unidade é o que faz todos os ajustes de áudio necessários. Você encontrará microcontroladores de 16 a 32 bits sendo usados ​​nesses sistemas.

Pré-amplificador de áudio digital

Aqui, o pré-amplificador de áudio digital lida com a pré-amplificação do áudio decodificado transferido do processador de sinal de áudio.

Placa de circuito para pré-amplificador de áudio digital

Uma vez concluído, o áudio pré-amplificado é transferido para o modulador ultrassônico.

Oscilador de frequência de portadora variável (VCFO)

O VCFO é o circuito oscilador ultrassônico que gera ondas de ondas portadoras ultrassônicas para modulação. Você descobrirá que os osciladores de cristal ultrassônico são comumente usados ​​para fazer essas oscilações com uma frequência acima de 40 kHz.

Modulador DSB Dinâmico

Esta unidade realiza a modulação de ultra-som com o sinal de áudio. Aqui, as ondas ultrassônicas de alta frequência modulam com o áudio digital de entrada para criar uma onda modulada em HF. Ele também filtra outros distúrbios de HF. Para sistemas DSB, você pode reduzir o índice de modulação para suprimir todas as distorções.

Amplificador de potência ultrassônico

O amplificador de potência ultrassônico é o amplificador de potência HF que lida com a potência de saída do sistema. Aumenta a potência que o sistema pode fornecer no estágio de saída. Além disso, este é o último estágio da unidade amplificadora do sistema de som hipersônico.

Placa de circuito do amplificador de potência ultrassônico

Uma vez que a amplificação está completa, ele alimenta o sinal para os transdutores de filme monolítico para transmissão.

Transdutores de filme monolítico

O transdutor de filme monolítico é a última unidade que lida com a saída de ondas HSS no ar. Os transdutores piezoelétricos de polivinilideno são um dos melhores transdutores para usar nesta unidade. O transdutor emite o sinal transferido do amplificador de potência ultrassônico para o ar. Além disso, as ondas ultrassônicas focam em uma direção – como lanternas. Assim, os humanos só podem ouvir o áudio dentro do alcance do feixe de som HSS.

Como o sistema HSS realmente funciona?

Veja como funciona:

Um sistema de som HyperSonic consiste em uma fonte de programa de áudio como um CD player, um processador de sinal HSS e um emissor ou transdutor ultrassônico que recebe energia de um amplificador ultrassônico. O processador de sinal converte a voz ou música em um sinal ultrassônico altamente complexo antes que o transdutor amplifique e transmita os sinais de áudio para o ar.

Como a energia ultrassônica é altamente direcional, ela forma uma coluna virtual de som diretamente na frente do emissor, semelhante ao feixe de uma lanterna. Assim, o ar cria novos sons ao longo dessa coluna de sons ultrassônicos (o som que fizemos antes de converter em uma onda ultrassônica). Como só podemos ouvir o som criado na coluna de som ultrassônico, ele não se espalha em todas as direções como o som de um alto-falante convencional. Em vez disso, fica dentro da coluna de energia ultrassônica.

Então, para ouvir o som, seus ouvidos devem estar alinhados com a coluna de ultrassom, ou você pode ouvir o som depois que ele se reflete em uma superfície dura. Por exemplo, quando você aponta o emissor ultrassônico em direção a uma superfície, você só ouvirá os sons depois que a parede o refletir, tornando-o ainda mais semelhante a apontar uma lanterna para uma superfície em um ambiente mal iluminado. Você não verá a luz da lanterna, apenas o ponto de luz na parede. O HSS funciona da mesma maneira, mas em vez de ver, você ouve o feixe de som que a parede reflete. Para estéreo, é necessário um emissor ultrassônico separado para cada canal de áudio, um para o canal esquerdo e outro para o canal direito.

Aplicações de sistemas de som hipersônicos

A tecnologia HSS tem uma ampla gama de aplicações. O primeiro, e mais importante, é o sistema de som direcional que direciona ou focaliza o som em um feixe estreito. Em outras palavras, os transeuntes não ouvirão seu áudio.

Esta tecnologia de reprodução de som tem enormes oportunidades nas indústrias de entretenimento, arte e hospitalidade. Imagine ir a um museu em San Diego e apreciar as explicações em áudio das pinturas sem incomodar os outros. Ou assistir a um filme em seu computador em um lugar lotado sem incomodar os outros. Isso também inclui restaurantes, aeroportos, varejo e até videoconferência. O sistema HSS ajuda você a fazer sua zona em um ambiente lotado. Outras aplicações incluem:

• Automóveis:o HSS em automóveis pode enviar sinais de alerta diretamente ao motorista
• Áudio/vídeo conferência:projeta o áudio de uma conferência em quatro idiomas diferentes a partir de um único dispositivo. Além disso, você não precisa de fones de ouvido
• Sistemas de paging:direciona os sinais para a área que você escolher

Pager isolado

• Vendas no varejo:oferece publicidade direcionada diretamente no ponto de compra
• Dirigir através de pedidos:você pode se comunicar diretamente com um motorista de automóvel sem incomodar os vizinhos
• Funcionários de segurança:fornece um tipo de dispositivo portátil para comunicação com uma pessoa específica em uma multidão
• Aplicações militares:Para comunicações de navio a navio e comunicações de bordo. Ou um míssil hipersônico ou míssil balístico que se move na velocidade do som

Míssil balístico usando sistema de som hipersônico

Benefícios

Aqui estão algumas das vantagens da tecnologia HSS:

• Você pode focar o som nos lugares que deseja e em nenhum outro lugar
• Quando você focaliza o som, ele percorre longas distâncias em linha reta em comparação com os alto-falantes padrão
• Elimina o feedback do áudio ao vivo
• O dispositivo emissor ultrassônico é plano e fino. Além disso, não requer montagem
• Você pode controlar a dispersão do som com facilidade
• Os designs do sistema HSS permitem que ele funcione de maneiras que o alto-falante padrão não consegue.
• Ele fornece áudio real HD para experiências de realidade virtual
• Suporta áudio multicanal

Contras

Por melhor que o sistema HSS possa ser, ele tem suas desvantagens. Aqui estão algumas das desvantagens de usar um sistema de som hipersônico:

• Requer uma tensão operacional mais alta quando comparado a um amplificador de áudio padrão
• É muito caro fabricar
• Os sistemas HSS não permitem amplificação analógica direta ou mixagem de som
• Requer uma entrada de som de qualidade estéreo mínima para funcionar corretamente

Palavras de encerramento

O sistema HSS é uma inovação poderosa de muitas maneiras. Seu design pequeno e leve o torna mais portátil do que os alto-falantes convencionais e fornece áudio de alta qualidade de maneira segura e pessoal.

Além da eletrônica, o sistema HSS seria perfeito na indústria do entretenimento. Além disso, o HSS elimina o desafio dos aparelhos auditivos serem incapazes de reproduzir todo o espectro de áudio. Embora bastante caro, é realmente um salto quântico na tecnologia de áudio. Bem, isso resume tudo o que você precisa saber sobre o sistema de som hipersônico. Se você tiver alguma dúvida, não hesite em contactar-nos. Ficaremos felizes em ajudar.