BR112016009662B1

BR112016009662B1 - sistema de som

Info

Publication number: BR112016009662B1
Application number: BR112016009662-2A
Authority: BR
Inventors: Christophe COMBET; Christian Heil
Original assignee: L-Acoustics
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2021-01-12
Also published as: RU2016121015A; RU2638081C2; US20160277830A1; WO2015063377A1; DK3063950T3; EP3063950B1; US9762996B2; CA2928995C; PT3063950T; EP3063950A1; JP2016535966A; CN105765996A; JP6416922B2; CN105765996B; ES2642898T3; CA2928995A1

Abstract

SISTEMA DE SOM. A invenção se refere a um sistema de som que compreende pelo menos um módulo de controle de Processador de Sinal Digital, que atua em um sinal para o transdutor de alta frequência (1) e em um sinal para um transdutor de frequência média (4) de forma a aplicar, em uma faixa de frequência comum, pelo menos um parâmetro de magnitude, bem como pelo menos um parâmetro de fase de modo a produzir uma diretividade ao longo do mesmo setor angular da diretividade produzida pelos obturadores orientáveis (6).

Description

[001] A invenção se refere ao controle da diretividade de fontes sonoras eletroacústicas, quer sejam utilizadas em sistemas de som profissionais, institucionais ou domésticos.

[002] As fontes de som eletroacústico são comumente denominadas «alto-falante acústico», «sistema de alto-falante», «linha fonte» ou «alto-falante ou sistema sonoro».

[003] Entre as características essenciais que qualificam uma fonte sonora, a diretividade, e mais particularmente a forma de controle da fonte sonora sobre uma parte definida do espectro sonoro, desempenha um papel crucial nas aplicações profissionais. A diretividade geralmente designa um ângulo que corresponde ao setor angular para o qual o Nível de Pressão Sonora ou SPL é constante sobre uma faixa de frequência especificada pelo fabricante. Portanto, será dito que tal fonte sonora apresenta, por exemplo, uma diretividade horizontal de 90°, cotrolada de 1 kHz a 10 kHz. De acordo com as conveniências internacionais, o termo «controlado» implica que o SPL é constante dentro +/3 dB sobre um setor de 90° entre 1 kHz e 10 kHz, ao passo que a atenuação do SPL fora deste setor angular precisa ser a mais elevada possível, normalmente superior a 6 dB.

[004] Em um sistema de som profissional, a diretividade de uma fonte sonora distingue dois planos, o plano horizontal e o plano vertical, para os quais esta característica geralmente apresenta diferentes valores. A técnica de controlar a diretividade de fontes sonoras retorna às origens dos alto-falantes.

[005] Atualmente, há dois métodos independentes capazes de controlar a diretividade de fontes sonoras. O primeiro é convencionalmente mecânico: é baseado muito amplamente no uso de cornetas sonoras e/ou na disposição em formato de estrutura de diversos transdutores. «Fontes sonoras» produtos que pertencem a esta classe, quer no setor profissional ou não, apresentam, para um determinado plano horizontal ou vertical, uma única diretividade, estabelecida uma vez e para todos pela configuração de material dos componentes do alto-falante acústico. Portanto, a escolha dos transdutores, sua frequência de conexão, o tipo de corneta ou guia de onda montado em frente ao orifício dos motores de câmara de compressão ou alto-falantes eletrodinâmicos determinam assim as características de diretividade da fonte sonora sobre uma banda espectral mais ou menos estendida.

[006] Deve-se lembrar que apenas frequências médias e agudas podem ser controladas, sabendo-se que todas as frequências, cujo comprimento de onda excede muito as dimensões físicas do objeto de fonte sonora, são desconhecidas por ser controláveis devido às leis físicas inevitáveis. Portanto, é ilusório controlar as frequências abaixo de 100 Hz, ou seja, um comprimento de onda maior que 3,4 metros, caso o alto-falante acústico seja um cubo de margem de 30 cm. Nas frequências médias, ou seja, para alto- falantes médios cujas frequências estão normalmente compreendidas entre aproximadamente 200 Hz e aproximadamente 1 kHz, é possível obter um controle satisfatório por meio de uma disposição dos transdutores para esta finalidade, ao atuar sobre as interferências entre diversos alto-falantes. Em frequências altas, ou seja, para alto-falantes agudos cujas frequências estão normalmente compreendidas entre aproximadamente 1 kHz e aproximadamente 10 kHz, é necessário montar guia de ondas e/ou cornetas em frente ao orifício ou bocal dos alto-falantes agudos, geralmente denominados «tweeters», ou motores de câmara de compressão a fim de se obter a diretividade desejada pelo formato do guia e/ou corneta.

[007] O interesse da abordagem mecânica reside na simplicidade de desenho e custo moderado, provendo assim resultados interessantes nas frequências médias e altas. A desvantagem devido à estabilidade mecânica é que não é possível prover ao usuário diversas escolhas de diretividade no mesmo produto.

[008] Esta desvantagem levou à introdução de cornetas ou guias de ondas de geometria variável, ao inserir abas orientáveis na saída da guia de ondas, ajustadas pelo usuário dependendo de sua escolha. Também é conhecido um dispositivo que possui o nome de Outline MINI COM.P.A.S.S. - marca registrada - que pertence à primeira classe de fontes sonoras de atuação mecânica, com elementos orientáveis, nos quais os transdutores médios são montados. Infelizmente, uma vez que estas configurações atuam apenas sobre os mesmos parâmetros físicos da configuração media/aguda, elas apresentam apenas, porém, um nível limitado de desempenho por toda a faixa de frequência desejada.

[009] A segunda forma de controlar a diretividade surgiu durante os últimos dez anos, ela baseia- se no recurso eletrônico provido pelos componentes tipo DSP, DSP permanente para o Processador de Sinal Digital. Os transdutores, que são frequentemente idênticos, são associados de acordo com uma disposição física predefinida. Os transdutores operam sobre uma faixa de frequência comum escolhida pelo fabricante. Graças ao componente DSP, são aplicados pelo menos um dos transdutores, parâmetros de magnitude e de fase, em outras palavras, os parâmetros que filtram, obtém, trocam a fase, retardam, possibilitam modificar e controlar a diretividade da montagem do alto- falante, considerados como uma fonte sonora complexa. O interesse desta abordagem reside em sua capacidade de prover diferentes diretividades para a mesma configuração física. Isto sempre implica um número significativo de transdutores a fim de se obter uma qualidade de controle elevada. Sua desvantagem consiste em seu custo elevado, porque normalmente implementa um componente de DSP de amplificação de transdutor e implica uma quase impossibilidade de abordar a questão do controle de frequências muito elevadas, assim que o comprimento de onda se torna menor que o tamanho de cada transdutor, normalmente acima de 4 kHz.

[0010] Portanto, o dispositivo apresentado no documento EP 1 635 606 pertence à primeira classe de fontes sonoras de atuação mecânica, com abas ajustáveis que atuam mecânica e acusticamente nos transdutores médios e agudos. O método utiliza diferentes parâmetros de DSP para as configurações de diferentes abas, com o único objetivo de linearizar a resposta à frequência. Não há nenhuma faixa de frequência comum para os transdutores médios e agudos. A frequência de conexão entre os transdutores médios e agudos é fixa, portanto, independente da direção das abas..

[0011] O objetivo da invenção é superar as desvantagens dos sistemas alto-falantes conhecidos, ao prover um sistema que apresenta uma diretividade particularmente eficaz com uma preparação suficientemente simples.

[0012] Este objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, graças a um sistema de som, que compreendem pelo menos um transdutor de som agudo e pelo menos um transdutor de som médio, abas orientáveis que atuam sobre a emissão sonora do transdutor de som agudo de modo a produzir uma diretividade de emissão sonora do transdutor de som agudo sobre um setor angular escolhido, caracterizado por ser configurado de modo que o transdutor de som médio e o transdutor de som agudo emitam sobre uma faixa de frequência comum e compreenda pelos menos um módulo de controle tipo Processador de Sinal Digital, atuando sobre o sinal dirigido ao transdutor de som agudo e sobre o sinal dirigido ao transdutor de som médio, de modo a aplicar na faixa de frequência comum pelo menos um parâmetro de magnitude no transdutor de som agudo (1) e/ou no transdutor de som médio, bem como pelo menos um parâmetro de fase no transdutor de som agudo e/ou no transdutor de som médio, de modo a produzir uma diretividade de emissão sonora do par constituído pelo transdutor de som agudo e pelo transdutor de som médio sobre o mesmo setor angular escolhido da diretividade produzida pelas abas orientáveis.

[0013] De forma vantajosa, as abas orientáveis e o módulo de controle tipo DSP são configurados de modo que cada um gere uma presença das ondas sonoras, de acordo com um nível sonoro substancialmente constante dentro do dito setor angular escolhido, as abas orientáveis e o módulo de controle tipo DSP sendo configurados de modo que atenuem as ondas sonoras em cada ângulo externos ao dito setor angular escolhido, de acordo com uma atenuação superior a 6 dB em relação ao nível sonoro mais elevado dentro do dito setor angular escolhido.

[0014] De forma vantajosa, o sistema de som é configurado de modo que a faixa de frequência comum seja variável com base na direção das abas orientáveis.

[0015] De forma vantajosa, o sistema de som compreende pelo menos dois transdutores de som médio e pelo menos um transdutor de som agudo, os transdutores de som médio sendo dispostos em ambos os lados do transdutor de som agudo.

[0016] De forma vantajosa, o sistema de som inclui um estojo que circunda, pelo menos parcialmente, uma das abas, as ditas pelo menos uma das abas apresentando uma superfície direcionada em frente a um fluxo sonoro emitido pelo dito transdutor de som agudo e uma superfície direcionada para longe do fluxo sonoro emitido pelo dito transdutor de som agudo, o estojo formando obstáculo em frente à superfície da aba (6) direcionada para longe do fluxo sonoro emitido pelo transdutor de som agudo, de modo a proteger esta superfície de um impacto causado por um objeto estranho.

[0017] De forma vantajosa, o dito pelo menos um transdutor de som médio inclui um diafragma móvel de formato substancialmente cônico e o estojo da dita pelo menos uma aba é moldado de modo a estar em conformidade com uma parte do formato substancialmente cônico do diafragma.

[0018] De forma vantajosa, o sistema de som constitui um sistema de som portátil.

[0019] De forma vantajosa, o sistema de som inclui pelo menos dois transdutores de som grave e o dito pelo menos dois transdutores de som grave são dispostos sobre ambos os lados de uma montagem constituída pelo dito pelo menos um transdutor de som agudo e pelo dito pelo menos dois transdutores de som médio.

[0020] De forma vantajosa, o sistema de som inclui pelo menos um guia de onda, que transmite as ondas sonoras emitidas pelo transdutor de som agudo.

[0021] De forma vantajosa, o sistema de som inclui uma fenda, através da qual são emitidas as ondas sonoras produzidas pelo transdutor de som agudo, o dito pelo menos dois transdutores de som médio sendo dispostos em ambos os lados da fenda.

[0022] As demais características, objetivos e vantagens da invenção surgirão mediante a leitura da descrição detalhada que segue, em referência às figuras anexas, nas quais: - A Figura 1 representa uma seção de um sistema alto-falante, de acordo com uma realização da invenção. - A Figura 2 representa uma seção de uma parte de abas orientáveis deste mesmo sistema alto-falante.

[0023] O sistema alto-falante representado na Figura 1 inclui uma disposição em formato K dos transdutores médios e agudos. Quando visualizado de frente, este sistema alto-falante é simétrico em relação ao plano vertical que atravessa o sistema em seu centro. Iniciando do centro da face frontal, há motores de câmara de compressão 1 montados em linha e acoplados ao guia de ondas sobreposto 2 que apresenta, na face frontal, uma saída na forma de uma fenda longitudinal vertical 3. Em ambos os lados desta fenda 3 são montados, na face frontal, transdutores médios 4, localizados mais próximo à fenda 3. Em ambos os lados destes transdutores médios 4 são montados transdutores graves 5, localizados próximo à seção média.

[0024] Os transdutores agudos 1 emite frequências agudas que consistem de frequências compreendidas entre aproximadamente 1 kHz e aproximadamente 10 kHz. Os transdutores médios emitem frequências medias que consistem de frequências compreendidas entre 200 Hz e aproximadamente 1 kHz. Os transdutores graves emitem frequências graves que consistem de frequências inferiores a aproximadamente 200 Hz.

[0025] Em ambos os lados da fenda 3 foram adicionadas paredes 6, que ocultam parcialmente os transdutores médios 4 e cuja direção permite direcionar as altas frequências radiadas pelo transdutor agudo 1 sobre um setor angular que corresponde à diretividade do agudo.

[0026] Aqui, estas paredes 6 formam abas orientáveis. Portanto, uma configuração mecânica destas abas orientáveis 6 é implementada na saída do guia de onda 2, o qual, por sua vez, é conectado ao orifício do transdutor de alta frequência 1, o qual aqui é constituído por um motor de câmara de compressão. A montagem é posicionada entre dois ou diversos transdutores médios 4 montados na direção de radiação em um plano fixo, de modo que o dispositivo completo apresente, na frente, uma simetria em relação a um plano vertical. Aqui, as abas 6, localizadas na saída do guia de ondas 2, são móveis com uma pré-seleção das diversas direções.

[0027] Aqui, as abas 6 estão presas em dois respectivos estojos 7. Cada um dos estojos 7 se estende em torno de um espaço delimitado pela face inferior da aba 6 afastada do fluxo sonoro agudo. Portanto, os estojos 7 protegem as abas 6 de modo que nenhum objeto externo possa entrar em contato com a abaixo a partir da parte inferior. Cada um dos estojos 7 acomoda e também protege um sistema de rotação e de pré-seleção de direção da aba correspondente 6. Na presente realização, cada um dos estojos 7 apresenta uma parte que sobrepõe um transdutor médio respectivo. Nesta parte de sobreposição, cada estojo 7 penetra no espaço cônico delimitado pelo diafragma móvel do considerado transdutor médio 4 e está em conformidade com o formato do diafragma. Portanto, esta parte de sobreposição atua como uma câmara de compressão média.

[0028] Aqui, as abas 6 podem ser direcionadas individualmente, de modo que seja possível adotar, com o presente sistema, uma configuração assimétrica da direção do fluxo sonoro, quer para a direita quer para a esquerda, dependendo se alguma das abas está disposta na posição mais elevada.

[0029] A rotação das abas 6 permite modificar a diretividade do agudo sobre a faixa de operação dos transdutores agudos, normalmente sobre as frequências de faixa acima de 800 Hz, no entanto, desde que o tamanho das abas 6, no modo aberto ou fechado, seja grande o suficiente para garantir controle eficaz. De fato, deve-se observar a perda de controle de diretividade conforme as abas são apertadas sobre um setor angular estreito devido às dimensões físicas, que são demasiado pequenas na saída das ambas.

[0030] Para cancelar este efeito, é introduzida uma configuração no presente sistema nos transdutores médios, que ativa progressivamente estes transdutores por meio do DSP, de modo a compensar acusticamente a perda de controle do agudo em parte inferior.

[0031] No presente dispositivo, os transdutores médios 4 e agudos 1 operam em uma faixa de frequência comum e um componente DSP estabelece os parâmetros de magnitude e de fase dos transdutores agudos 1 e médios 4 sobre a faixa de frequência comum, de modo que a diretividade atingida por tais parâmetros seja igual à diretividade produzida pela configuração das abas 6 nas frequências agudas. Para esta finalidade, são eletronicamente combinados pelo DSP pelo menos três pontos de origem, que consistem do transdutor agudo 1 posicionado no centro e dois transdutores médios idênticos 4 localizados em ambos os lados deste, de modo que, de uma forma conhecida por si só, a soma acústica resultante se traduz na diretividade desejada.

[0032] Em outros termos, o presente processo consiste de ajuste do filtro, obtenção, parâmetros de fase e atraso, um atraso equivalente a uma mudança de fase que depende da frequência e uma filtração equivalente a uma magnitude que depende da frequência, conforme o estojo encontra-se na presente realização. Esta técnica pode ser generalizada em diversos pontos adicionais de origem que, por exemplo, seriam posicionados em qualquer lado do dispositivo descrito anteriormente, e isto, passo a passo, de modo a obter controle sobre as frequências ainda mais baixas, e correlacioná-las com as demais seções. Portanto, é obtido um sistema alto-falante cuja diretividade é variável, não apenas pela variabilidade da direção das abas, mas também pela variabilidade coordenada do processamento aplicado pelo componente DSP.

[0033] Aqui, os transdutores agudos 1 são alimentados por um componente DSP incluído em um módulo de controle, o qual também implementa, além do processamento de sinal digital, uma amplificação. O filtro passa altas para a transição entre as frequências médias e as frequências altas é estabelecido para um valor Fc. O ganho e o atraso da seção aguda são ajustados em relação à seção média, de modo que a soma acústica seja a mais favorável sobre o maior setor angular, 110°, no presente exemplo. A atenuação de ganho é implementada sobre uma faixa de frequência [Fc, Frc] em relação ao ganho nominal sobre a faixa de frequências abaixo de Frc, por um valor inferior a 6 dB e que varia de acordo com a direção das abas, Frc variando entre Fc e Fc x 2,5, de acordo com a direção das abas 6. Um atraso adicional é aplicado à seção aguda que varia de acordo com a direção das abas. Os transdutores médios 4 também são alimentados por um módulo controle que produz o processamento de sinal digital e a amplificação, o número destes módulos sendo aqui um para cada tipo de transdutores, mas, como uma variante, pode ser substituído por uma pluralidade de módulos controle, por exemplo, cada um associado a um respectivo transdutor. Aqui, o módulo controle é disposto externamente ao sistema alto- falante representado nas figuras, porém, como uma variante, pode ser integrado em tal sistema alto-falante. .

[0034] Se os transdutores médios 4 estão associados paralelamente, o filtro passa baixas para transição entre as frequências médias e as frequências altas é estabelecido em Fc, um filtro passa baixas de sobreposição entre as frequências do transdutor médio 4 e o transdutor agudo 1 sendo estabelecidas ao valor Frc, Frc variando entre Fc e Fc x 2,5, de acordo com a direção das abas 6. Aqui, uma atenuação de ganho sobre a faixa [Fc, Frc] em relação ao ganho nominal sobre a faixa de frequência abaixo de Frc é implementada com um valor de atenuação superior a 6 dB.

[0035] O presente sistema alto-falante consiste de um sistema que pode ser realizado por uma ou duas pessoas por meio de alças dispostas nas extremidades do presente sistema.

[0036] Portanto, na presente realização, as frequências e atenuações fornecidas na tabela a seguir são implementadas e fornecidas de acordo com a diretividade desejada, estas frequências e atenuações sendo capazes de variar dependendo da configuração física dos transdutores, os valores sendo aqui fornecido para um valor Fc igual a 1 kHz.

[0037] O dispositivo acima descrito combina uma configuração mecânica da fonte sonora pelo uso de abas orientáveis 6, que agem na seção aguda, e uma configuração do transdutor grave 5, médio 4 e aguda 1 pelo componente DSP, que implementa uma faixa de frequência comum a pelo menos dois tipos de transdutores, cuja faixa de frequência comum aqui é variável, dependendo da direção das abas do agudo 6. Os parâmetros mecânico e eletrônico são ajustados de modo a estender o controle de diretividade obtido nas frequências agudas a médias reproduzidas pelos transdutores médios 4. Portanto, a magnitude relacionada e os parâmetros de fase dos transdutores são alterados pelo componente DSP a fim de obter uma combinação entre a diretividade do agudo e do médio. Assim, é possível ajustar a diretividade de uma fonte sonora que contém tal dispositivo sobre um setor angular, na medida em que varia entre 60° e 120° com um controle apropriado de 300 Hz, até as frequências que se excedem 10 kHz.

Claims

1. SISTEMA DE SOM, compreendendo pelo menos transdutor de som agudo (1) e pelo menos um transdutor de som médio (4), abas orientáveis (6) que atuam sobre a emissão sonora do transdutor de som agudo (1) de modo a produzir diretividade de emissão sonora do transdutor de som agudo (1), de acordo com um setor angular escolhido, caracterizado por ser configurado de modo que o transdutor de som médio (4) e o transdutor de som agudo (1) emitam sobre uma faixa de frequência comum e compreender pelo menos um módulo de controle tipo processador de sinal digital que atua sobre um sinal dirigido ao transdutor de som agudo (1) e sobre um sinal dirigido ao transdutor de som médio (4) de modo a aplicar na faixa de frequência comum pelo menos um parâmetro de magnitude no transdutor de som agudo (1) e/ou no transdutor de som médio (4), bem como pelo menos um parâmetro de fase no transdutor de som agudo (1) e/ou no transdutor de som médio (4) de modo a produzir uma diretividade de emissão sonora do par constituído pelo transdutor de som agudo (1) e pelo transdutor de som médio (4), de acordo com o mesmo setor angular escolhido como a diretividade produzida pelas abas orientáveis (6), e sendo ainda configurado de modo que a faixa de frequência comum seja variável de acordo com a direção das abas orientáveis (6).

2. SISTEMA DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas abas orientáveis (6) e o módulo de controle tipo DSP serem configurados de modo que cada um deles gere uma presença das ondas sonoras de acordo com um nível sonoro substancialmente constante dentro do dito setor angular escolhido, as abas orientáveis (6) e o módulo de controle tipo DSP sendo configurados de modo que atenuem as ondas sonoras em cada ângulo externo ao dito setor angular escolhido de acordo com uma atenuação superior a 6 dB em relação ao nível sonoro máximo dentro do dito setor angular escolhido.

3. SISTEMA DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por compreender pelo menos dois transdutores de som médio (4) e pelo menos um transdutor de som agudo (1), os transdutores de som médio (4) sendo dispostos em ambos os lados do transdutor de som agudo (1) .

4. SISTEMA DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por incluir um estojo (7) que circunda, pelo menos parcialmente, uma das abas (6), a dita pelo menos uma das abas apresentando uma superfície direcionada em frente a um fluxo sonoro emitido pelo dito transdutor de som agudo (1) e uma superfície direcionada para longe do fluxo sonoro emitido pelo dito transdutor de som agudo (1), o estojo (7) formando obstáculo em frente à superfície da aba (6) direcionada para longe do fluxo sonoro emitido pelo transdutor de som agudo (1) de modo a proteger esta superfície de um impacto realizado por um objeto estranho.

5. SISTEMA DE SOM, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo dito pelo menos um transdutor de som médio (4) incluir um diafragma móvel de formato substancialmente cônico e o estojo (7) da dita pelo menos uma aba (6) ser moldado de modo a estar em conformidade com uma porção do formato substancialmente cônico do diafragma.

6. SISTEMA DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por constituir um sistema de alto-falante portátil.

7. SISTEMA DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por incluir pelo menos dois transdutores de som grave (5) e o dito pelo menos dois transdutores de som grave (5) ser dispostos sobre cada lado de uma montagem constituída pelo dito pelo menos um transdutor de som agudo (1) e o dito pelo menos dois transdutores de som médio (4).

8. SISTEMA DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por incluir pelo menos um guia de onda (2) que transmite as ondas sonoras emitidas pelo transdutor de som agudo (1).

9. SISTEMA DE SOM, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por incluir uma fenda (3) através da qual são emitidas as ondas sonoras produzidas pelo transdutor de som agudo (1), os ditos pelo menos dois transdutores de som médio (4) sendo dispostos em ambos os lados da fenda (3).