Tecnología MultiBeam de HARMAN

MultiBeam ™

Una nueva solución para la experiencia de sonido envolvente

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Hoy en día, las barras de sonido son la opción principal de los consumidores para el cine en casa, pero aún no pueden recrear los beneficios de un sistema de sonido envolvente multicanal tradicional.

Este documento técnico ofrece una breve introducción de la solución de Harman, conocida como MultiBeam, seguida de una explicación de cómo se aplica la tecnología MultiBeam a la serie de barras de sonido Harman Kardon Enchant.

Además, teniendo en cuenta cómo la habitación de un usuario afectará el rendimiento de la tecnología, se introduce un método denominado Calibración automática de MultiBeam (AMC) para garantizar el efecto completo de MultiBeam.

El origen del sonido envolvente multicanal

La tecnología de sonido envolvente multicanal, que apareció por primera vez en cines comerciales y luego se aplicó ampliamente en sistemas de cine en casa, es un método de reproducción de audio en el que el sonido parece envolver al oyente en todas las direcciones posibles y, por lo tanto, proporcionarle una experiencia realista y atractiva.

El sonido envolvente 5.1 es la configuración de sonido envolvente más utilizada en los sistemas de cine en casa. Se producen cinco canales de sonido por separado en las posiciones izquierda, derecha, central, envolvente izquierda y envolvente derecha, junto con un subwoofer (consulte la figura 1).

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Cuantos más canales y altavoces se agreguen en un sistema de audio multicanal, más preciso será el posicionamiento (localización) del audio; sin embargo, la complejidad y el costo del sistema aumentan inevitablemente: más altavoces y amplificadores, cables desordenados y la molestia de configurar el sistema.

Aumento de las barras de sonido

A medida que la tecnología de pantalla ha mejorado rápidamente (LCD, LED, OLED), los consumidores esperan ver más televisores de pantalla plana de tamaño gigante cada vez más delgados, mejorando el rendimiento de la pantalla de alta definición, ofreciendo más opciones de fuente de contenido e integrándose con sofisticados asistentes de voz.

A medida que los televisores han mejorado en el conjunto de funciones y la calidad de video, la calidad del sonido incorporado ha empeorado. Sin embargo, los consumidores desean efectos de sonido envolvente más realistas y naturales cuando ven películas.

Durante la última década, las barras de sonido continúan creciendo en popularidad como una solución fácil para mejorar el rendimiento de audio de los televisores de pantalla plana en gran parte debido a la conveniencia en comparación con los sistemas de audio multicanal discretos: tamaño más pequeño, menos componentes, conexiones más ordenadas y una configuración más simple.

Las barras de sonido son la forma más elegante y menos intrusiva de obtener un sonido tan impactante como la imagen premium en su televisor. Una barra de sonido de alta calidad ofrece un estilo minimalista, un sonido tremendo con controladores de altavoz más refinados, una variedad de opciones de conexión inalámbrica y múltiples formas de disfrutar de toda su música, películas y programas de TV favoritos.

Debido a su tamaño más pequeño y la falta de flexibilidad en la ubicación, la mayoría de las barras de sonido comunes no tienen altavoces de sonido envolvente, solo canales izquierdo, derecho y (a veces) central, y no tienen altavoces traseros dedicados para efectos de sonido envolvente. Esta compensación por comodidad limita claramente la capacidad de una experiencia de sonido envolvente.

Las barras de sonido convencionales intentan recrear el efecto de sonido envolvente con un sonido envolvente “virtual” mediante el uso de procesamiento de señal digital (DSP). Un método común para generar el efecto envolvente es emplear una función de transferencia relacionada con la cabeza y el torso (HRTF) para aplicar filtros y procesamiento para crear una sensación de amplitud.

Otro método utiliza una gran cantidad de altavoces (a veces sorprendentemente más de 50) para orientar el sonido alrededor de la habitación y utilizar reflejos de la habitación para crear el efecto de sonido envolvente. En cada método, está claro que se pueden mejorar tanto el rendimiento como la estética.

MultiBeam: una solución de Harman

Con el objetivo de encontrar una solución que libere las restricciones tradicionales de diseño de la barra de sonido, después de años de investigación y desarrollo, los ingenieros de Harman han desarrollado MultiBeam.

MultiBeam es un sistema electroacústico que aplica un método de formación de haz pendiente de patente a un conjunto de altavoces con el beneficio de una experiencia de sonido envolvente más realista.

Se utiliza una matriz de altavoces en ángulo con un algoritmo de procesamiento de señal digital inmersiva (DSP) para formar una directividad nítida y “transmitir” el sonido principal a las paredes laterales. La clave para crear un efecto espacioso y una experiencia envolvente es formar un patrón de directividad tan nítido en un rango de frecuencia de banda ancha. Al generar una reflexión precisa en la pared lateral, el sonido refleja el lugar de escucha, creando un sonido espacioso.

A diferencia de las barras de sonido convencionales que emiten sonido con directividad directa única, la tecnología MultiBeam refuerza la directividad lateral al tiempo que limita la directividad directa (consulte la figura 2).

Para cualquier película que tenga sonido envolvente 5.1 o 7.1, MultiBeam puede reproducir el efecto de sonido envolvente en su sistema de cine en casa. Para contenido estéreo como música o transmisión de televisión, un mezclador ascendente multicanal cambia el contenido de 2 canales a una mezcla 5.1 o 7.1 para el procesamiento MultiBeam.

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Aplicación: Harman Kardon Enchant Soundbars

Las nuevas barras de sonido Harman Kardon Enchant son el primer uso de MultiBeam. Cada barra de sonido presenta woofers de disparo frontal de baja frecuencia en ángulo, dos tweeters de bocina de disparo lateral en un deflector sellado integrado en los extremos izquierdo y derecho del mismo gabinete. Beneficiándose de tal arquitectura, el altavoz de la barra de sonido puede reproducir con precisión el efecto de sonido envolvente como debería funcionar.

Las barras de sonido Enchant utilizan “bocinas laterales”, tweeters acoplados a una estructura ensanchada. Las bocinas se utilizan para controlar la dispersión del sonido y acoplar el diafragma del tweeter al aire para una mayor eficiencia. Los cuernos también controlan la directividad del tweeter. El tweeter de disparo lateral Enchant permite que las barras de sonido creen una sensación de mayor ligereza y un escenario sonoro más amplio a altas frecuencias: el efecto de sonido es notable e impresionante.

Con la aplicación de la tecnología MultiBeam, las barras de sonido Enchant integran múltiples canales en un solo gabinete de altavoz. Las figuras 3 y 4 detallan las estructuras internas y las configuraciones de los controladores en Enchant 1300 y Enchant 800 respectivamente.

JBL MultiBeam
Fig.3 Enchant 1300: 10 woofers (4 woofers izquierdos + 4 woofers derechos + 2 woofers centrales) y 2 tweeters de bocina (izquierda + derecha) junto con 1 tweeter de canal central
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Fig.4 Enchant 800: 6 woofers (2 woofers izquierdos + 2 woofers derechos + 2 woofers centrales que se pueden reutilizar para los canales izquierdo o derecho) y 2 tweeters de bocina (izquierdo + derecho)

 

Las características de la habitación, especialmente de las paredes laterales, determinan el campo sonoro resultante. Para cumplir con el concepto MultiBeam, la reflexión de la pared lateral o el espejo tiene un papel importante en el proceso; por el contrario, el sonido directo tiene una proporción baja en el área de audición. MultiBeam funciona mejor cuando la distancia máxima entre la barra de sonido y las paredes laterales es de 5 m (16 pies).

MultiBeam logrará el mejor rendimiento cuando las paredes laterales sean simétricas y reflejen el sonido de la misma manera. Sin embargo, la mayoría de las salas no son un entorno tan perfecto y, en estos casos, se debe realizar la calibración de la sala.

Calibración automática de haces múltiples (AMC): una solución a un problema

Los sistemas de audio multicanal generalmente requieren un método de calibración para corregir las variaciones experimentadas en el mundo real: distancia de los altavoces individuales (retardo), volumen (nivel) de los altavoces y el efecto de la sala en el timbre del altavoz (EQ).

Los métodos de calibración tradicionales requieren un micrófono con cable colocado en la ubicación de escucha principal; algunos métodos capturan una medición, mientras que otros métodos promedian múltiples mediciones en una serie de ubicaciones de escucha. La calibración de audio suele ser demasiado complicada para la mayoría de los usuarios promedio, y los micrófonos con cable pueden perderse o dañarse.

Automatic MultiBeam Calibration (AMC) es una nueva solución en la que un micrófono está incrustado dentro del gabinete del altavoz habilitado para MultiBeam, eliminando la necesidad de un micrófono con cable externo.

Simplemente presionando el botón de calibración en el control remoto se inicia la calibración (ver Fig.5).

Calibración automática de haces múltiples (AMC)

La figura 6 ilustra la diferencia entre los métodos de calibración tradicionales y AMC.

Corrección de habitación tradicional –  Calibración automática de haces múltiples

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Aunque el micrófono no se encuentra en la ubicación de escucha (punto óptimo), AMC aún puede recopilar información acústica para corregir las condiciones del entorno de la habitación. Después de procesar con la señal del micrófono, se transforma en una respuesta del sistema de sala de altavoces.

AMC mide los tiempos de llegada de los reflejos de la habitación. Cada reflexión de la sala llega al micrófono en diferentes momentos y luego se separa, clasifica y analiza. Luego, los reflejos se reconstruyen para estimar el rendimiento del sonido envolvente en un área de escucha específica.

Aunque su objetivo es un resultado estimado, es una aproximación práctica derivada de los tamaños de los sistemas de cine en casa de los consumidores habituales. Finalmente, AMC usa un conjunto de filtros para corregir el ecualizador del altavoz, por lo que el rendimiento del sonido de la barra de sonido puede ser consistente, sin depender de la habitación.

© 2021 Harman International Industries

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