ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАПРАВЛЕННОГО ЗВУКА

В современном мире каждый производитель находится в постоянном поиске новых средств стимулирования активности потребителей. Новым, интересным и очень эффективным решением является применение систем направленного звука. Суть технологии заключается в том, что звук распространяется в нужном направлении, демонстрируя при
этом хорошую разборчивость, что позволяет создавать звук только в определенной точке пространства, при этом в остальных его местах будет тишина. Основная характеристика данного решения – локализованность. Это означает, что звук слышен только в конкретном месте, исключается влияние других внешних источников. Система может настраиваться в зависимости от типа, зашумленности, размерных и функциональных характеристик помещения, с целью воспроизведения максимальной четкости звука независимо от вида аудиоконтента.
Направленный звук является отличным рекламным ходом – вас слышат потенциальные клиенты, но нет зашумления окружающего пространства. Реклама с использованием системы направленного звука привлекает особое внимание и поможет выбрать конкретный товар. Попадая в зону направленного звука, внимание покупателя к рекламируемому продукту увеличивается в несколько раз. Создаваемый эффект всегда производит впечатление, создает необходимое настроение и не даст пройти мимо стойки с продукцией.
Системы направленного звука ‒ это идеальное решение для проведения промоакций в торговом зале, увеличения числа посещений в выставочных и торговых центрах, музеях, банковских отделениях, медицинских учреждениях и других общественных местах. Интересным решением использования таких систем является использование полицейскими, когда появляется возможность адресного обращения к одному или нескольким нарушителям спокойствия в бунтующей толпе.
Военные США используют направленные динамики с 2004 г. Используемая ими система называется LRAD (акустическое устройство дальнего действия) и состоит из гигантских плоских громкоговорителей, установленных на борту кораблей, чтобы они могли посылать громкие звуковые предупреждения судам при потенциальной опасности, дальность действия более 500 м (треть мили) [1]. Это особенно полезно на громких и шумных авианосцах, где любой обычный громкоговоритель будет заглушен фоновым шумом от реактивных самолетов и вертолетов.
Основная часть Системы направленного звука ‒ это устройства, позволяющие передавать звуковые сигналы только в определенные точки пространства, избегая проблем его шумового загрязнения. Такие технологии используются, например, в музеях в качестве звуковой информационной поддержки. Благодаря им, подходя к стенду, вы можете услышать информацию про конкретный интересующий вас экспонат. Другие посетители, находящиеся в этот момент в зале, данную информацию не услышат. Это помогает избегать появления беспорядочного шума в помещении [2].
Появление на дорогах электромобилей и гибридных электромобилей из-за их малого шума может представлять потенциальную опасность для таких участников движения, как пешеходов и велосипедистов.
По сравнению с двигателем внутреннего сгорания электрический двигатель производит низкий уровень шума при работе. Двигатель внутреннего сгорания – основной источник шума при скорости примерно 30 км/ч и ниже. Таким образом, электромобили сравнительно тихие на низких скоростях, а это означает, что они передают мало слуховых предупреждений об их присутствии и направлении движения [3].
Эта проблема безопасности может быть решена использованием искусственных предупреждающих звуков, которые будут указывать на скорость электромобиля и ускорение. Эта информация важна для уязвимых участников дорожного движения, но особенно для слабовидящих.
С целью минимизации загрязнения звуковой среды может использоваться система направленного звука, фокусируя излучаемое звуковое поле в направлении движения транспортных средств или отдельных уязвимых участников дорожного движения и минимизируя его выход во всех других направлениях. Это дает возможность обеспечить достаточное звуковое предупреждение и сведение к минимуму шумового загрязнения.
Еще одно важное применение направленные звуковые системы могут найти в социально значимых учреждениях и на городских улицах, чтобы облегчить жизнь некоторым группам людей, например, слепых и слабовидящих. Уже существуют различные звуковые метки для слабовидящих, и такая технология может значительно повысить их эффективность, посылая направленные звуковые оповещения о препятствиях непосредственно в уши слабовидящих, помогая им лучше ориентироваться в пространстве [2].
В настоящее время существуют несколько технологий, обеспечивающих направленность звука. Рассмотрим три примера таких технологий.
Одна из таких технологий предполагает создание звука за счет колебаний электромеханической пленки EMFi (Electromechanical film) в воздушной полости между воздухопроводящими статорами. Вышеуказанная пленка ‒ это тонкая гибкая пленка, которая может функционировать как датчик или привод. Она состоит из заряженного полимера, покрытого двумя проводящими слоями, что делает его электретом. Пустотная внутренняя структура и высокое удельное сопротивление EMFi позволяют ей удерживать высо-кий электрический заряд и делают пленку очень чувствительной к силе звукового давления.
Другая технология предполагает использование ультразвуковых волн. Передаваемый звук находится в ультразвуковом диапазоне частот (40‒80 кГц). Человеческое ухо способно уловить звук с частотой до 20 кГц. По мере того, как ультразвуковая волна распространяется в пространстве, на нее воздействует окружающая воздушная среда, возникают нелинейные эффекты, приводящие к проявлению слышимых частот, «встроенных»
в ультразвуковые импульсы. Таким образом, звук генерируется не динамиком, а непосредственно в воздухе. Аналогичные принципы используются в некоторых типах слуховых аппаратов. Ультразвук используется для передачи высококачественного неслышимого звука непосредственно в слуховой проход человека, и демодуляция происходит
внутри его внутреннего уха, создавая звук, который может слышать только он.
Еще одна технология позволяет объединять множество компактных динамиков в одну матрицу, звук от которых объединяется в одну волну, сосредоточенную в единственной точке. Проведенный авторами анализ существующих в настоящее время технологий и устройств, их реализующих, показал, что более перспективны системы с использованием ультразвука.
Процесс, с помощью которого две ультразвуковые волны смешиваются вместе, технически называется параметрическим взаимодействием, а динамики, работающие на модулированных ультразвуковых сигналах, принято тоже называть параметрическими.
Направленная передача звуковых волн с помощью ультразвука возникла в середине XVIII в. Вестервельт первым предложил теорию направленного звука в 1962 г., в котором нелинейные эффекты воздуха используются для создания направленного звука.
С развитием исследований звуковых волн и прорывом в исследованиях и разработках сопутствующего оборудования подробное рассмотрение направленного прохождения звуковых волн становится все более актуальным [4].