Altavoces paramétricos: cómo radiar sonido de manera directiva a partir de ultrasonidos

• Autores: David Ortega Patón
• Localización: Revista de acústica, ISSN-e 0210-3680, Vol. 53, Nº. 1-2, 2022, págs. 3-14
• Idioma: español
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• Resumen
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    Existe la posibilidad de generar sonido audible de manera focalizada emitiendo únicamente ultrasonidos gracias a los efectos no lineales que exhibe el aire cuando por él se propagan ondas de alta presión sonora. Así, la emisión en aire de una señal compuesta por una onda portadora en el rango ultrasónico (>20 kHz) modulada en amplitud, frecuencia o fase por una señal moduladora cuyo contenido espectral se encuentre en el rango audible (<20 kHz), producirá un proceso conocido como auto demodulación.

    Dicho proceso tiene lugar en el propio aire y permite recuperar la información de la señal moduladora debido al producto de intermodulación de segundo orden generado de manera no lineal. Aprovechando este tipo de distorsión, es posible crear un dispositivo capaz de emitir sonido audible con las propiedades directivas de las longitudes de onda ultrasónicas: el altavoz paramétrico.

    Además, este trabajo pretende servir de acercamiento a la acústica no lineal, enunciando las principales ecuaciones y sus diferencias con la teoría linealizada

  • English

    Generating audible sound in a focalized way employing only ultrasound waves is possible thanks to the air’s nonlinearities that appear when high sound pressure level waves propagate through it. Therefore, when emitting a signal made up of a carrier wave in the ultrasonic range (>20 kHz) amplitude, frequency or phase-modulated by a modulating signal whose spectral content falls within the audible range (<20 kHz), a process known as autodemodulation will take place. This mechanism allows recovering the modulating signal information due to the non-linear second-order intermodulation product generated. By taking advantage of this kind of distortion, it is possible to conceive a device able to emit audible sound with the directivity properties of the short-wavelength ultrasound waves: the parametric speaker.

    Furthermore, this work tends to serve as an approach to the non-linear acoustics theory, outlining the main equations as well as their differences with the linearized theory.