Systèmes sonores hypersoniques : guide définitif sur la technologie HSS de pointe

HSS

Vous êtes-vous déjà demandé comment la lumière se reflète d'avant en arrière entre le semi-réflecteur et le réflecteur dans les lasers ? Et si je vous disais qu'il est facile de faire quelque chose de similaire en utilisant le son ? C'est possible ! Tout ce dont vous avez besoin est un système sonore hypersonique.

En utilisant le principe de superposition, le système sonore hypersonique est l'une des meilleures technologies de reproduction sonore du siècle.

Principe de superposition

Le HSS offre une rupture avec les haut-parleurs conventionnels vers des diffusions directes. Mais, ce n'est que la surface.

C'est pourquoi nous avons écrit cet article pour vous en dire plus sur le système sonore hypersonique, comment il fonctionne, ses applications, ses avantages et inconvénients.

Êtes-vous prêt ? Commençons !

Qu'est-ce que la technologie sonore hypersonique ?

Le système sonore hypersonique est l'une des approches les plus impressionnantes de l'ingénierie sonore. Développé par l'American Technology Corporation, cette technologie innovante a un grand avantage. Elle n'utilise aucun circuit complexe avec des crossovers, des éléments tweeter, des enceintes et des woofers.

Circuit complexe en gros plan

De plus, elle offre également les caractéristiques pour presque toutes les fréquences audio.

Mais qu'est-ce qu'un HSS exactement ?

Eh bien, le système sonore hypersonique est un dispositif qui utilise des ultrasons inoffensifs pour créer un son audible dans n'importe quel environnement.

Technologie ultrasonique

Normalement, nous ne pouvons pas entendre ces tons ultrasoniques, mais les tons utilisent la propriété de l'air pour créer différents tons que nous pouvons entendre. Ainsi, créant des sons audibles.

Voici la meilleure partie.

Les sons de ce système sonore ne se déplacent que dans une seule direction. Le son ne se propage pas vers l'arrière ou les côtés d'une unité HSS. Il vous permet non seulement de produire du son là où vous le voulez, mais aide aussi à réduire la pollution sonore.

Fonctionnement du système HSS

Une technologie de système sonore hypersonique utilise la propriété de non-linéarité pour fonctionner. La non-linéarité est la propriété de l'air qui crée de nouvelles ondes à l'intérieur d'une autre onde par la contraction et l'expansion continues des ondes.

Ici, le système utilise des ondes ultrasoniques comme ondes modulées en fonction du signal audio d'entrée. Ainsi, lorsque cette onde traverse l'air, elle crée de nouvelles fréquences audibles que nous pouvons entendre (environ 20 Hz - 20 kHz). De plus, il n'y a pas de perturbations provenant des sons ultrasoniques puisque nous ne pouvons pas entendre de telles ondes sonores. Seuls les sons nouvellement créés sont audibles à l'oreille humaine.

De plus, la structure d'un transducteur ultrasonique comporte les sections ou composants suivants. Ces composants incluent :

SMPS (Alimentation à découpage)

Comme d'autres systèmes électroniques, le système HSS tire son alimentation d'un SMPS hautement filtré. Vous trouverez très probablement des SMPS comme alimentations multi-tensions dans la plupart des systèmes. De plus, la tension d'alimentation varie selon la puissance de sortie (de 12V à 60V).

Unité de traitement du signal audio

L'unité de traitement du signal audio utilise un circuit audio avancé qui peut décoder et détecter toutes les entrées audio.

Circuit audio Panasonic

De plus, vous pouvez les filtrer selon vos besoins et les envoyer à l'unité de pré-amplification numérique.

Aussi, vous pouvez utiliser plusieurs types d'entrées pour cette unité de traitement jusqu'à 11,2 canaux plus DOLBY et DTS. Cette unité contrôle également l'égalisation et d'autres contrôles dynamiques.

Unité microcontrôleur

Unité microcontrôleur Arduino

Cette unité effectue tous les ajustements audio nécessaires. Vous trouverez des microcontrôleurs de 16 à 32 bits utilisés dans ces systèmes.

Pré-amplificateur audio numérique

Ici, le pré-amplificateur audio numérique gère la pré-amplification de l'audio décodé transféré depuis le processeur de signal audio.

Circuit pour pré-amplificateur audio numérique

Une fois cela terminé, l'audio pré-amplifié est transféré au modulateur ultrasonique.

Oscillateur à fréquence de porteuse variable (VCFO)

Le VCFO est le circuit oscillateur ultrasonique qui génère des ondes de porteuse ultrasoniques pour la modulation. Vous trouverez que les oscillateurs à cristal ultrasonique sont couramment utilisés pour créer ces oscillations avec une fréquence supérieure à 40 kHz.

Modulateur DSB dynamique

Cette unité réalise la modulation ultrasonique avec le signal audio. Ici, les ondes ultrasoniques de haute fréquence modulent avec l'audio numérique d'entrée pour créer une onde modulée HF. Elle filtre également d'autres perturbations HF. Pour les systèmes DSB, vous pouvez réduire l'indice de modulation pour supprimer toutes les distorsions.

Amplificateur de puissance ultrasonique

L'amplificateur de puissance ultrasonique est l'amplificateur de puissance HF qui gère la puissance de sortie du système. Il augmente la puissance que le système peut délivrer à l'étage de sortie. Aussi, c'est la dernière étape de l'unité d'amplification du système sonore hypersonique.

Circuit d'amplificateur de puissance ultrasonique

Une fois l'amplification terminée, il alimente le signal vers les transducteurs à film monolithique pour la transmission.

Transducteurs à film monolithique

Le transducteur à film monolithique est la dernière unité qui gère la sortie des ondes HSS dans l'air. Les transducteurs en polyvinylidène piézoélectrique sont l'un des meilleurs transducteurs à utiliser pour cette unité. Le transducteur émet le signal transféré depuis l'amplificateur de puissance ultrasonique dans l'air. Aussi, les ondes ultrasoniques se concentrent dans une seule direction – comme des lampes de poche. Ainsi, les humains ne peuvent entendre l'audio que dans la portée du faisceau sonore HSS.

Comment le système HSS fonctionne-t-il vraiment ?

Voici comment cela fonctionne :

Un système HyperSonic Sound se compose d'une source de programme audio comme un lecteur CD, un processeur de signal HSS, et un émetteur ou transducteur ultrasonique alimenté par un amplificateur ultrasonique. Le processeur de signal convertit la voix ou la musique en un signal ultrasonique hautement complexe avant que le transducteur n'amplifie et ne transmette les signaux audio dans l'air.

Puisque l'énergie ultrasonique est hautement directionnelle, elle forme une colonne virtuelle de son directement devant l'émetteur, similaire au faisceau d'une lampe de poche. Ainsi, l'air crée de nouveaux sons tout au long de cette colonne de sons ultrasoniques (le son que nous avons fait avant de le convertir en onde ultrasonique). Puisque nous ne pouvons entendre que le son créé dans la colonne d'énergie ultrasonique, il ne se propage pas dans toutes les directions comme le son d'un haut-parleur conventionnel. Au contraire, il reste à l'intérieur de la colonne d'énergie ultrasonique.

Donc, pour entendre le son, vos oreilles doivent être alignées avec la colonne d'ultrasons, ou vous pouvez entendre le son après qu'il se reflète sur une surface dure. Par exemple, lorsque vous pointez l'émetteur ultrasonique vers une surface, vous n'entendrez les sons qu'après que le mur les reflète, le rendant encore plus similaire à pointer une lampe de poche sur une surface dans un environnement faiblement éclairé. Vous ne verrez pas la lumière de la lampe de poche, seulement le point de lumière sur le mur. Le HSS fonctionne de la même manière, mais au lieu de voir, vous entendez le faisceau de son que le mur reflète. Pour la stéréo, un émetteur ultrasonique séparé est requis pour chaque canal audio, un pour le canal gauche et un pour le canal droit.

Applications des systèmes sonores hypersoniques

La technologie HSS a une large gamme d'applications. La première, et la plus importante, est le système sonore directionnel qui dirige ou focalise le son dans un faisceau étroit. En d'autres termes, les passants n'entendront pas votre audio.

Cette technologie de reproduction sonore a d'énormes opportunités dans les industries du divertissement, de l'art et de l'hôtellerie. Imaginez aller dans un musée à San Diego et profiter des explications audio des peintures sans déranger les autres. Ou regarder un film sur votre ordinateur dans un endroit bondé sans déranger les autres. Cela inclut aussi les restaurants, les aéroports, la vente au détail, et même la vidéoconférence. Le système HSS vous aide à créer votre zone dans un environnement bondé. D'autres applications incluent :

• Automobiles : Le HSS dans les automobiles peut envoyer des signaux d'alerte directement au conducteur
• Conférence audio/vidéo : Il projette l'audio d'une conférence en quatre langues différentes depuis un seul appareil. De plus, vous n'avez pas besoin d'écouteurs
• Systèmes de radiomessagerie (Paging) : Il dirige les signaux vers la zone que vous choisissez

Pager isolé

• Vente au détail : Il offre de la publicité ciblée directement au point d'achat
• Commande au drive-through : Vous pouvez communiquer directement avec un conducteur d'automobile sans déranger les voisins
• Officiels de sécurité : Il fournit un type d'appareil portable pour communiquer avec une personne spécifique dans une foule
• Applications militaires : Pour les communications navire-à-navire et les communications à bord. Ou un missile hypersonique ou balistique qui se déplace à la vitesse du son

Missile balistique utilisant le système sonore hypersonique

Avantages

Voici quelques avantages de la technologie HSS :

• Vous pouvez focaliser le son sur les endroits que vous voulez et nulle part ailleurs
• Lorsque vous focalisez le son, il voyage sur de longues distances en ligne droite comparé aux haut-parleurs standard
• Il élimine le retour (feedback) de l'audio en direct
• Le dispositif émetteur ultrasonique est plat et fin. Aussi, il ne nécessite pas de montage
• Vous pouvez contrôler la dispersion du son avec facilité
• Les conceptions du système HSS lui permettent de fonctionner de manière que le haut-parleur standard ne peut pas
• Il fournit un son HD réel pour les expériences de réalité virtuelle
• Il prend en charge l'audio multi-canal

Inconvénients

Autant le système HSS peut être bon, il a ses inconvénients. Voici quelques désavantages de l'utilisation d'un système sonore hypersonique :

• Il nécessite une tension de fonctionnement plus élevée comparé à un amplificateur audio standard
• Il est assez cher à fabriquer
• Les systèmes HSS n'autorisent pas l'amplification analogique directe ou le mixage sonore
• Il nécessite une entrée sonore de qualité stéréo minimale pour fonctionner correctement

Mots de clôture

Le système HSS est une innovation puissante à bien des égards. Sa conception petite et légère le rend plus portable que les haut-parleurs conventionnels et fournit un audio de haute qualité d'une manière sûre et personnelle.

En plus de l'électronique, le système HSS serait parfait dans l'industrie du divertissement. Aussi, le HSS supprime le défi des appareils auditifs incapables de reproduire tout le spectre audio. Bien que assez cher, c'est vraiment un bond quantique dans la technologie audio. Eh bien, cela résume tout ce que vous devez savoir sur le système sonore hypersonique. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter. Nous serons heureux de vous aider.