submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · submitted in partial fulfillment of...

25
AUDIO SPOTLIGHTING A SEMINAR REPORT Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of degree of BACHELOR OF TECHNOLOGY in ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING by WINSTON NETTO (SEE – 1697) SCMS SCHOOL OF ENGINEERING & TECHNOLOGY (Affiliated to M.G University) VIDYA NAGAR, PALISSERY, KARUKUTTY ERNAKULAM-683 582 JULY 2009

Upload: letruc

Post on 03-Oct-2018

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

AUDIO SPOTLIGHTING

A SEMINAR REPORT

Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of degree of

BACHELOR OF TECHNOLOGY in

ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING by

WINSTON NETTO (SEE – 1697)

SCMS SCHOOL OF ENGINEERING & TECHNOLOGY

(Affiliated to M.G University)

VIDYA NAGAR, PALISSERY, KARUKUTTY

ERNAKULAM-683 582

JULY 2009

Page 2: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

CERTIFICATE

This is to certify that the seminar work entitled

AUDIO SPOTLIGHTING

was presented by WINSTON NETTO SEE WINSTON NETTO SEE WINSTON NETTO SEE WINSTON NETTO SEE ---- 1697 1697 1697 1697 of the Seventh

semester Electrical and Electronics Engineering in partial fulfillment of the

requirement for the award of Bachelor of Technology Degree in Electrical and

Electronics Engineering under Mahatma Gandhi University during the

year 2009 – 2010 under my guidance at SCMS School of Engineering and

Technology, Karukutty.

Head of Department

Faculty in Charge Electrical and Electronics Engineering

Page 3: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

ACKNOWLEDGEMENT

It is with great enthusiasm and learning spirit that I bring out this seminar

report. I also feel that it’s the right opportunity to acknowledge the support and

guidance that came in for various quarters during the course of completion of

my seminar.

I express my gratitude to Head of Department (EEE) for rendering me all

facilities and guiding me right through the end for the successful completion of

the work.

I express my gratitude to CHRISMOL PAUL, Grade-I Lecturer, EEE

department for guiding me right through the end for the successful completion

of the seminar.

I am also obliged to the faculty of Electrical and Electronics Department, for

giving me their timely suggestions in my venture. Above all I express my

thanks to Almighty for the blessings showered on me which leads to the

successful completion of this work. Despite the best efforts put in by me, it is

possible that some unintentional errors might have eluded me. I shall

acknowledge with any such errors if pointed out.

Page 4: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

ABSTRACT

Audio spot lighting is a very recent technology that creates focused beams of sound similar

to light beams coming out of a flashlight. By ‘shining’ sound to one location, specific

listeners can be targeted with sound without others nearby hearing it. It uses a non-linear

acoustics for its working. But it is real and is better than any conventional loud speaker.

This acoustic device comprises a speaker that fires inaudible ultrasound pulses with very

small wavelength which act in a manner very similar to that of a narrow column. The ultra

sound beam acts as an airborne speaker. Holosonic Research Labs invented the Audio

Spotlight that is made of a sound processor, an amplifier and the transducer. This use

ultrasound based solutions to beam sound into a focused beam. Audio spotlight can be

either directed at a particular listener or to a point where it is reflected. The targeted or

directed audio technology is going to a attain a huge commercial market in entertainment

and consumer electronics and technology. Being the most recent and dramatic change in the

way we perceive sound, audio spot light technology can do many miracles in various fields

like, Home theatre audio system, Navy and military applications, museum displays etc.

Thus audio spotlighting helps us to control where sound comes from and where it goes.

Page 5: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

INDEX

SL NO. CONTENTS PAGE NO.

1 INTRODUCTION 1

2 THEORY 2

3 TECHNOLOGY OVERVIEW 3

4 RANGE OF HEARING 5

5 WORKING 6

6 BEAM DISPERSION 9

7 ������������ 10

8 MODES OF LISTENING 13

9 ADVANTAGES 14

10 APPLICATIONS 15

11 FUTURE OF AUDIO SPOTLIGHTING 17

12 CONCLUSION 18

13 REFERENCE 19

Page 6: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

LIST OF FIGURES

FIGURE NO. FIGURE NAME PAGE NO.

1 PROPAGATION OF SOUND BEAM 2

2 CONVENTIONAL SPEAKERS 4

3 AUDIO SPOTLIGHTING SPEAKERS 4

4 RANGE OF HEARING 5

5 AUDIO SPOTLIGHTING EMITTER 6

6 DIRECTIVITY 7

7 COMPUTER SIMULATION OF SOUND BEAM 9

8 DISPERSION OF SOUND BEAM 11

9 ��� ������� 10

10 PARAMETRIC LOUDSPEAKER 12

11 DIRECTEC AND PROJECTED AUDIO 13

Page 7: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

INTRODUCTION

������ ������� �� �� ������������������� ��������� ������������������������ �� �������

��� �������� ������ �������� ����� ��� ��������� ��� �� �� ����������� ��� �������� �������

������� �������� ��� �������� ������������� ��� ����� ������ ���������� �� ����� ���� ���

�� ��������������� ��������������������������������������������� ����������������

!��� �� !�!!!��� ��������� ��� ����� ����� � ��� ���� �������� � ������ ���� ���

��������������

"����� ����� �� ���� � ��� � ����� ������� �������� �� ���� ������� �������� ����� ��� ������

������������ ������������� ���������������� ����#�������������������������� ����������

�������������������������������� ������������������������������������������������� ����

����������������$������������������������������������������ �

%��� "����� ������ ��� ���������� ��� "������� %������� �� &���������� ����� ����������

���� ������������'���������������������������������������������������� ����"�����

������ ��� �'������� ���� ��������� ��� ������������� ��� ���� "� ������� ����� �� ���������

������������ �������������������� ������� ���������������������������� ����� ���������

����������� �������� � ��� �'�������� ���������� ��� ���� ���� ������� %���� ������� ���

���(������ ����� �� �������� ���� � ������ ��� ��� ������� �� ����� ����������� ������

������������������������%���������������������������������������������������

���������� ����� �� ���� ��� ����� ����������� ���� ����� ��� � ��������������� %����

����� ����� ��� ������� ����������� ���� ��� ��� ��������� ���������� ��� ����������

�������������

Page 8: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

������

%��� �� ���� �������������������������� ����������������������� � ������������������

%��� ������� ��������� ��� ������ ����� ��� ������ ���� ��� ��� ����������� ����� ���� ������ ���

��� ����%�������������������������������$��������������� ����������������������

�����������(���������)*!��� ������%���������������������������������������������������

���� ���� ����� �� ���� ��� ������� ��� ��� ������������ &����������� ����������� �������

����� ��������� ������������� �������� ������������ ������ �� ���������� ������������ �����

������������ ���������� ������������ ����� ��������� ����� #���� ������� ��� ���������������

���������������� ������������������������������� �������������������������

$��������������������������������������������������������������������� �������

�������������������� ����%���������� ���������� ���� ����� ��������� �������������

��������� �������� ���� �������%�������� ��� ��������������� ������������ �������� ����

������� "� �� �� ���������� ����� ������ ���� ������ ����� � ������� ���� $�� ���� �������

���������� ��� ��� ���� ������� ������ �� ��� ���� ���� ������ ��� ��� ���� ������

���������������������������������������������������%�������������������������������

���������������������������������������������� ���������������������������� �

���������� �������������������������������������� �������������������������

����

����

����

����

����

����

����

FIG 1 :F.JOSEPH POMPEI AT THE MIT LAB. PROPAGATION OF SOUND BEAM

FROM AUDIO SPOTLIGHTING DEVICE.����

Page 9: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

��������� ��������

%�������������������� ��������������������������� ���������������������� �����������

����������������������� ��������������������������������������� ����������������

��������������+,*!-���$��+,./���������������������������������������������� ��������0����

������'����������������������� ������������������� �1����������2��������������

������������ �������������� � ����������������%��������� ����������� ����������� � �����

����� ��� ������ ���� ����� �� ���� ������ ��� ����������� 34/!56�� $�� +,,!���7����� 8������ �

2���%������������������������������������������������������ ����

"����� ������ ���� � ����� ��� ������� � �������� �� �� ���������� ���������� ������ ����

��������������������$��������������������� ������������'����������������������

���������������������������� �� ����9������������������ �������������������������

����� ������ ��� �� ��� ���� ����������� �� ��� %����� ������ ��� ���� ��� �������������

�������������������������������������������������������� ��������������� �������

�������� ���������� �������%��������� ���������� ����������� ����������������������� � ����

�������������� ������������������������������������������

$��������������� ���� ������������������������������������������������������������%���

������� ��� :������ ����� � ��������� ������� ��� ��������� ������ ��� ������� ������ ������-��

#��������������������� �����������������������%��������������������������������������

������� �����������������������������������������������������������������������

Page 10: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

FIG 2: CONVENTIONAL SPEAKERS

FIG 3: AUDIO SPOTLIGHTING

Page 11: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

����� �� �������

%����������������������������������������� �� ������ !������� !�!!!�����$�������� ��

������������� �����'������������������ ��������������������������������������������

��� ������ ����� ��� ����� � �� ����� +!!�!!!����������8�� ��� ��� ���������� �������� ���

������������������������������������� ������������������

9��� �������������� ������������������������ ����������������������������������������

������� �������������������������������������������

FIG 4: RANGE OF HEARING

Page 12: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

�������

%������ ������������������������������������������������������������������������

������������� �������������������%�������������������� ������������������������������

������������������������ �� ������ +������� ;�����%�������������������������������

��� ������������� �������� ��� ���� ����������� #��������������� ���������� ��� ����� ����

������ ��� ��� ���� ��������� �� ��� ����� ��� ��� ���� ������ ��� ����������������� #����� ����

������ ���������������������� �����������������)��� �����������������������������

������������������������������������������

��� �� ����� ����������� �������

Page 13: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

7������������������������������ ���������� ����� �����������������������������������

�������������������������������� �������� ������������������$��������������� ������

������������������������������������������������%������������������������������

������� ���� �������������������������� �'������������� ������������ 3������6���������

������������������������������������������%��������������� ��� �������������������

���������� ��������������� ��� ������������ � ��� ���� ��� ���� ����������� �� �������� �

������������������� ����� !������� !������������������������������������������������

�����#�������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������%�������������������� ���� �������������

��������������������������������������������������������������������������������

�������

��� �� �����������

Page 14: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

%��� ���� ������ ��������� ��������� ��� ��� ������������ ��������� ����� ��� ��� ��������

������������� ��� ������ ��� ������ ����� ����� ������������ %����� ��� ��� �������� ���

������������ %���� �������� �� ��� ������� ��� ���� ���� ��� ������� ���� ���������� ��������

�������������������������������������������������������������������������������� �

��������������������������%������������������������������������������������ ������

���� ���� ��� ���� ����������� ���� ����� ����� ���� ����������� ��� �������. For the maximum

volume (sound level) that trade show use demands, it is recommended that the Audio

Spotlight speaker, more accurately called a transducer, is mounted no more than 3 meters

from the average listeners ears, or 5 meters in the air. The mounting hardware is constructed

with a ball joint so that the Audio Spotlights are easily aimed wherever the sound is desired.

FIG 7: COMPUTER SIMULATION OF SOUND BEAM

Page 15: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

��� ����������

FIG 8: DISPERSION OF SOUND BEAM

<� ���� ������ ���� ����������� ��� ������ ���� ����� �� ����� ������ ���� � ��������� �����

������������ �������������+!������������������������������)� ����������������

Page 16: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

���������� �� ����� ����������� ������

+� 1�����#�������

� <��������������������

)� =���������

>� "������� ��������������

/� =����������������

*� 9�������������������

.� %����������

FIG9: BLOCK DIAGRAM OF AN AUDIO SPOLIGHTING SYSTEM

Page 17: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

+� ����� �� !"?�@����������������������������������������� ���� �����������������

A&����� ���9���������������������������>;B�A&������������ ��������� ��������

���� ���������������������������������������������� ��������

��

� ���#��$%" �&%'!!()��?� %��� ���������� ���������� �������� ���������� ����������

�� ���� ��� ���� �� �� ��� 3 +�!!!� ��� ��� ;�!!!� ��6� ������ ��� ��������� ���� ����

�������������������������� �����

)� ��*�!()��?� $�������� ����������� ���� ������� �� ���������� ��������������� �� ����

��������������������������������������������������� �������������$�����������

����������������������������������������������������������������������������C������ ��

A#C����������������������������'����������������������������������������

>� ��*'� &'+$(! ��%�&&��?� %��� ����� �� ��� ��� ����� ��� ����������� �� ��� ����������

��������������������������������������������������������������������������������

� ������������������� ������

/� �'%��%�$)��!!���� "� ������������������������� �������� ���� ���� ��� ���� ����������

�� ������ ��� ���� �������� $�� ���� ������� ��������� ��� ��� �'������� ���� ���� ������

�������� ���� ���������� �� ������� �� ��� ��������� �� ������� ����� ����

���������������������������������������������������������������������������

������� ������������$&��

*� �!)�(&�$'% �, !'-'��?��� ���� ������������������������������������� ��������� ����

���������� ��������� ���� ��� ������ ��� ����� ���� ��������� ��� ���� ���� �����

������������#������������������������������������������������������������������

��������������

Page 18: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

.� ��($&*�%���� $�� ��� +� .� ��� ����� ��� +.D� ��� ��������� $�� ��� ������ ��� �������� �

���������������� !!�������������������������������������$����������������������������

������������������������������ ��$��������wall, overhead or flush mounted. These

transducers are arranged in form of an array called parametric array in order to

propagate the ultrasonic signals from the emitter and thereby to exploit the nonlinearity

property of air.�

FIG10: PARAMETRIC LOUDSPEAKER

Page 19: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

����� �� ��������

%����������������������������� ?�

+� A������=�����

� 1��(������=�����

FIG11: DIRECTED AUDIO AND PROJECTED AUDIO

�'��%) ��*���A��������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������%������������������������������������

��������������������������

���.�%)�* �� �'�)�(! ,�*���%����������������������������������������������������

���������������������� ���� ��������������������������������������������������������������

���������<������������������������������������������������������������������������

����� � ��������� � ������� ����� �� ����� ������� ��� � ��������� ��������"� ������� ������

������� ������� �� ��������� ��� ������ ������� ���� ������� ����� � ������� ��� ����������

���������������������������������������

Page 20: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

����������

+� &���������������������������������������

� 9������������������������������������������������������������������ ���������

)� %������������������������������������������������������� ������������������������

������������

>� A����������������������������������������������������������������������� �����

/� &��������������������������������������������������

*� �� �����������������������������������������������������������������������������

���������������������� ��������������

.� 2���������������������������������������� ����������/

;� %������������ �������������� �����������

Page 21: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

�����������

+� ��)�,�0'!�&�� C��� ����� �� ���� ��� ��� ��������� ���� ���� ����� ��

������������ ������� ��� ���� �������� ��� ���� ��������1���������=�������� ��C����

������ ��� ������������ ����� ������ ���� � ������� ��� ���� ���������� ���������� ���

��(�����������������������������������

� ��)('! &(!�&���1��������� �������������� ����������������������������������

)� �(-�)" �--'%'(!&?� 1������� ����� ������ ���� � �������� ���� ����������� � ����� �

�������������������������������������

>� ��0!'% ($$��$%�,�$)?��� ���������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������

Page 22: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

/� �,��+�$%" ��&%��?� 2�������� ��� ����������� ����� ���� ����� ������� ��� �����

������

*� �$)��)('$,�$) &"&)�,��$���������������������������������������������������

���� �������������� ��� ����� ������ ���� � ��� ���� ����������� ��� ������ ��� ���

����������

.� ��&��,&�� $��������������������� �����������������������������������������

��(��������������������� �������������������������������������������� �������������

���������(���������������������������������������������

;� ���'!')(�" ( !'%()'�$&?� #���� �� ��� �� ����� �������������� ��� ���������

��������������

,� ����*'�1�'*�� %�$-���$%'$+?�1��(������������������������������������������������

�� � ������������ �������������������������������������������������

+!� ���$* 0�!!�)&��E������������������/!���������������������������������������

����������������������� ���� ��������������� ���������������������������

Page 23: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

FUTURE OF AUDIO SPOTLIGHTING

�������������������������������(����������������������������������������������������

������ ���������������������������������������������������������

"����� ������ ���� � ������� ������ ���� �������� ��� ������� � ������������ �������� $��

����������������������������������������������� ���������������%�������������� ��������

������ ������� ��� ������� ������ ������������ ����� ������� "����� ������ ���� � ������ F����

����������������������D���

Page 24: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

CONCLUSION

Audio spotlighting is really going to make a revolution in sound transmission

and the user can decide the path in which audio signal should propagate.

Due to the unidirectional propagation it finds application in large number of

fields. Audio spotlighting system is going to shape the future of sound and will

serve our ears with magical experience.

Page 25: Submitted in partial fulfillment of the requirements for ... · Submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of ... WINSTON NETTO (SEE ... with a ball joint

���������

+� F. Joseph Pompei. The use of airborne ultrasonics for generating audible sound beams.

Journal of the Audio Engineering Society, P. J. Westervelt. Parametric acoustic array.

Journal of the Acoustical Society of America.

� Thomas D. Kite, John T. Post, and Mark F. Hamilton. Parametric array in air: Distortion

reduction by preprocessing. Journal of the Acoustical Society of America.

)� Jacqueline Naze Tjotta and Sigve Tjotta. Nonlinear interaction of two collinear,

spherically spreading sound beams.

>� www.silentsound.co.za – Silent sound

/� www.wikipedia.org - Sound from Ultrasound

*� �������������������"����������� ���� �

.� www.howstuffworks.com�

;� �������������������

,����������������<���G�����B����>!�E����� !!;�