Fundamentos y Funcionamiento de los Sistemas Line Array: Propagación de Ondas y Campos Sonoros
Clasificado en Física
Escrito el en español con un tamaño de 2,65 KB
Teoría de los Sistemas Line Array
Un sistema line array se compone de múltiples altavoces acoplados. Esta configuración, sin embargo, presenta un desafío principal.
La mayoría de estos sistemas emplean altavoces de 4 a 8 pulgadas para reproducir frecuencias medias-altas, operando eficientemente desde 1 kHz hasta 16 kHz. Para cubrir frecuencias superiores a 16 kHz, se requiere la adición de un altavoz adicional, típicamente de 1 a 3 pulgadas.
Modos de Propagación de las Ondas
Ondas Esféricas
- En sistemas acústicos de fuente puntual, la propagación del sonido se manifiesta como un frente de ondas esféricas. Esto se aplica tanto a una sola caja acústica como a un conjunto de ellas.
- Según la ley de la inversa de los cuadrados, el nivel de presión sonora disminuye 6 dB cada vez que se duplica la distancia desde la fuente.
- Esto significa que, al duplicar la distancia entre el oyente y la fuente, la energía sonora se dispersa sobre un área cuatro veces mayor. Como resultado, la densidad de energía se reduce a una cuarta parte, lo que corresponde a la mencionada caída de 6 dB.
Ondas Cilíndricas
- En un line array, teóricamente, el frente de ondas generado es cilíndrico, manteniéndose constante en el plano vertical. Este frente de ondas es casi plano, minimizando las interferencias entre las fuentes individuales. El resultado es una suma coherente, donde el sistema se comporta como una única fuente de sonido.
- Al duplicar la distancia del oyente al line array, el área de dispersión de la energía sonora se duplica. Por lo tanto, la densidad de energía se reduce a la mitad, lo que equivale a una disminución de 3 dB.
- Debido a esto, un line array puede alcanzar un mayor nivel de presión sonora en puntos distantes en comparación con una fuente puntual que irradie al mismo nivel de presión sonora en su origen.
Diferencia entre Propagación en Campo Cercano y Campo Lejano
- Dado que la longitud de un line array no es infinita, existe un punto, dependiente de la frecuencia, donde el frente de onda resultante cambia de cilíndrico a esférico.
- Este punto define la transición entre el campo cercano (región de Fresnel) y el campo lejano (región de Fraunhofer). Un mayor número de cajas acústicas en el arreglo extiende el alcance del campo cercano.
- La relación entre la longitud del arreglo y el límite del campo cercano para una frecuencia específica se puede determinar mediante una fórmula (no incluida en este documento, pero fácilmente investigable).