4.12: Cancelación de Sonido
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- Fuente de alimentación de CA de bajo voltaje
- Dos altavoces de audio
- Dos resistencias de 220 Ω
Los altavoces grandes y de baja frecuencia (“woofer”) son los más apropiados para este experimento. Para obtener resultados óptimos, los altavoces deben ser idénticos y montados en recintos.
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, capítulo 1: “Teoría Básica AC”
Objetivos de aprendizaje
- Cómo el cambio de fase puede hacer que las ondas se refuercen o interfieran entre sí
- La importancia de la “fase” de altavoces en sistemas estéreo
Diagrama esquemático
Ilustracion
INSTRUCCIÓN
Conecte cada altavoz a la fuente de alimentación de CA de bajo voltaje a través de una resistencia de 220 Ω. La resistencia limita la cantidad de energía entregada a cada altavoz por la fuente de alimentación. Se debe escuchar un tono de 60 hercios de tono bajo por parte de los altavoces. Si el tono suena demasiado alto, use resistencias de mayor valor.
Con ambos altavoces conectados y produciendo sonido, colóquelos de manera que estén a solo un pie o dos de distancia, uno hacia el otro. Escucha el volumen del tono de 60 hercios. Ahora, invierta las conexiones (la “polaridad”) de solo uno de los altavoces y anote nuevamente el volumen. Intente cambiar la polaridad de un altavoz de un lado a otro de original a invertido, comparando los niveles de volumen en cada sentido. ¿Qué notas?
Al invertir las conexiones de cable a un altavoz, está invirtiendo la fase de la onda de sonido de ese altavoz en referencia al otro altavoz. En un modo, las ondas sonoras se reforzarán entre sí para un volumen fuerte. En el otro modo, las ondas sonoras interferirán destructivamente, resultando en disminución del volumen. Este fenómeno es común a todos los eventos de onda: ondas sonoras, señales eléctricas (“ondas” de voltaje), ondas en el agua, ¡e incluso ondas de luz!
Varios altavoces en un sistema de sonido estéreo deben estar correctamente “fasados” para que sus respectivas ondas sonoras no se cancelen entre sí, dejando menos nivel de sonido total para que el oyente o los oyentes escuchen. Entonces, incluso en un sistema de CA donde realmente no existe tal cosa como la “polaridad” constante, la secuencia de conexiones de cable puede marcar una diferencia significativa en el rendimiento del sistema.
Este principio de reducción de volumen por interferencia destructiva puede ser explotado para la cancelación de ruido. Dichos sistemas muestrean la forma de onda del ruido ambiental, luego producen una señal de sonido idéntica 180 o desfasada con el ruido. Cuando las dos señales de sonido se encuentran, se cancelan entre sí, lo ideal es eliminar todo el ruido. Como se podría adivinar, esto es mucho más fácil de lograr con fuentes de ruido de frecuencia y amplitud constantes. La cancelación de ruido aleatorio de amplio espectro es muy difícil, ya que algún tipo de circuito de procesamiento de señal debe muestrear el ruido y generar con precisión la cantidad correcta de sonido de cancelación en el momento justo para que sea efectivo.