Formas de caracterizar la direccionalidad de una fuente sonora

Formas de caracterizar la direccionalidad de una fuente sonoraIlhuicamina Trinidad Servn RivasAcademia de AcsticaESIME Zacatenco

La direccionalidad La caracterstica de direccionalidad est asociada a la forma en que una fuente sonora radia sonido en el espacio.

Una forma comn de especificar el comportamiento direccional de una fuente sonora es mediante el patrn de radiacin, representado en una grfica polar.

Factor de directividadEl factor de directividad Q, se define como la razn de la intensidad a una distancia y un ngulo de la fuente sonora con respecto a la intensidad a la misma distancia, si la potencia total de la fuente fuera radiada uniformemente en todas direcciones.

Como

donde es la intensidad acstica, es la presin acstica r.c.m. y es la impedancia acstica caracterstica.

Factor de directividad Entonces,

donde es la intensidad acstica promedio sobre una superficie esfrica a la distancia , y es el valor promedio de la presin acstica r.c.m. sobre una superficie esfrica a la distancia .

Factor de directividadQu valor de Q tiene una fuente sonora omnidireccional (que radia uniformemente en todas direcciones)?

Q = 1

Existen fuentes sonoras omnidireccionales en la vida real?

Los denominados altavoces de superbajos o subwoofers se aproximan a un comportamiento omnidireccional en el intervalo de bajas frecuencias.

Factor de directividadTambin existen fuentes sonoras omnidireccionales de laboratorio con forma de dodecaedro.

6Factor de directividadQu valor de Q tiene una fuente sonora direccional?

Q > 1

Las caractersticas direccionales de una fuente sonora como un altavoz dependen de la frecuencia?

Para bajas frecuencias los altavoces tienden a comportarse de manera omnidireccional.

Para altas frecuencias los altavoces se comportan de forma direccional. Tarea por equiposProponer una actividad de laboratorio para demostrar auditivamente el comportamiento direccional de un sistema de altavoces.

ndice de directividad ID El ndice de directividad se define como:

donde es el ndice de directividad en dB, es el valor raz cuadrtico medio de la presin acstica en una direccin particular de la fuente, y es el valor promedio de la presin r. c.m.

Substituyendo la expresin para :

ndice de directividad ID o bien,

En ocasiones es ms conveniente expresar en trminos del nivel de presin acstica y del nivel de presin acstica promedio , por lo que:

ndice de directividad ID que tambin puede escribirse como

o simplemente,

De las ecuaciones anteriores, puede expresarse como:

ndice de directividadQu valor de ID tiene una fuente sonora omnidireccional (que radia uniformemente en todas direcciones)?

ID = 0 dB

Qu valor de ID tiene una fuente direccional?

ID > 0 dB

Vara el valor de ID en funcin de la frecuencia?ndice de directividad IDndice de directividad y patrn de radiacin.

ndice de directividad IDEjemplo del comportamiento del ndice de directividad de una fuente sonora de laboratorio.

ngulo de coberturaEl ngulo de cobertura o ngulo de dispersin, es el ngulo limitado por los puntos en los que el nivel de presin acstica es menor en 6 dB que el nivel de presin acstica obtenido sobre el eje de simetra del altavoz.

El ngulo de cobertura est asociado a un plano de referencia.

Usualmente se especifica el ngulo de cobertura horizontal y vertical. En ocasiones estos valores se especifican en forma de producto ( H x V).

ngulo de coberturaEn ausencia de un intervalo de frecuencia especificado, el valor del ngulo de cobertura representa un promedio que aplica solamente a frecuencias medias y altas, ya que el altavoz tiende a ser omnidireccional en bajas frecuencias.

El valor especificado representa la dispersin total con respecto al eje.

Una especificacin de un ngulo de cobertura vertical de 30 significa usualmente + 15 y 15 respecto al eje.

Tarea individualInvestigar cual es la expresin matemtica que relaciona los ngulos de cobertura con el factor de directividad Q.

Tarea por equiposProponer el procedimiento para medir en el laboratorio los ngulos de cobertura de un sistema de altavoces.