Um arranjo paramétrico comercial genérico mediu 118 dB de ultrassom de 40 kHz a 3,5 metros, ao menos 17 dB acima da diretriz para o público em geral com a qual foi comparado (Dolder et al., Proceedings of ICA 2019). A mesma classe de dispositivo consegue concentrar o som audível em um feixe de apenas 3 graus de largura (Pompei, JASA 1999), mas converte, em geral, menos de 0,15% de sua potência ultrassônica em som audível (Li et al., JASA 2023), e sua saída cai cerca de 12 dB toda vez que a frequência do áudio cai pela metade (Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020). Essa troca, um feixe estreito comprado com muita energia inaudível, define a tecnologia. Reunimos dados do Journal of the Acoustical Society of America, das APSIPA Transactions on Signal and Information Processing, da Health Canada, da ICNIRP, das revistas Applied Sciences e Sensors da MDPI, da Nature Communications e de documentação de fabricantes, que identificamos como declarações do fornecedor. Para o lado industrial da exposição ao ultrassom, veja nossas estatísticas de exposição a ruído ultrassônico industrial.
TL;DR
- O artigo “Parametric Acoustic Array” de Westervelt, de 1963, tem 812 citações no Crossref em outubro de 2026 (metadados do Crossref para o JASA vol. 35, 1963).
- As frequências portadoras nos dispositivos analisados aqui vão de 27 kHz a 90 kHz (Aoki, Kamakura e Kumamoto 1991; Ahn et al., Sensors 2019).
- Pompei reduziu a distorção de até 50% de THD para 5% mantendo um feixe de 3 graus (JASA 1999).
- A largura do feixe pode dobrar em um clima quente e úmido em comparação com um frio e seco (Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014).
- A saída audível cai cerca de 12 dB toda vez que a frequência do áudio cai pela metade (Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020).
- A eficiência de conversão de ultrassom em áudio é, em geral, inferior a 0,15% (Li et al., JASA 2023).
- A modulação em banda lateral única manteve a distorção abaixo do limiar de 5% (-26 dB) em toda a faixa de trabalho, enquanto a banda lateral dupla simples ficou acima de -20 dB (San Martin et al., Applied Sciences 2020).
- A Health Canada permite 110 dB nas bandas de terço de oitava de 25 a 50 kHz (Safety Code 24, 1991).
- Uma unidade comercial mediu 118 dB na banda de 40 kHz a 3,5 m, excedendo a diretriz da ICNIRP para o público em ao menos 17 dB (Dolder et al., ICA 2019).
- Nove ouvintes expostos a ultrassom de 40 kHz de até 120 dB não mostraram alterações auditivas significativas em relação aos controles (Carcagno et al., Acta Acustica 2019).
1. Da Teoria de 1963 ao Audio Spotlight: Como o Arranjo Paramétrico Cresceu
Um arranjo paramétrico é uma forma de produzir som com som. Em vez de mover o ar diretamente em frequências de áudio, o alto-falante emite um feixe ultrassônico inaudível (a “portadora”) cuja intensidade é moldada pelo sinal de áudio. O ar não responde de forma perfeitamente proporcional a pressões tão altas (ele é “não linear”), então, conforme o feixe avança, uma pequena parte do ultrassom é convertida de volta em som audível, um processo chamado autodemodulação. A coluna de ar na frente do dispositivo se comporta como um longo arranjo de alto-falantes invisível, o que mantém o som audível estreito.
A ideia levou 20 anos para passar da teoria (1963) a um alto-falante (1983), e outros 17 anos para chegar a um produto comercial (2000, segundo o fornecedor). O artigo de Westervelt de 1963 continua sendo a âncora da área, com 812 citações no Crossref, mais que o dobro das 287 citações do artigo “audio spotlight” de 1983, que propôs o alto-falante pela primeira vez (metadados do Crossref, lidos em outubro de 2026). A Holosonics, que vende a marca Audio Spotlight, diz que empresas japonesas de eletrônicos tentaram versões comerciais e quase as abandonaram até o fim da década de 1980; essa é a história da própria empresa, não um registro independente.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Artigo original sobre o arranjo acústico paramétrico | 1963, JASA vol. 35, pp. 535 a 537; 812 citações no Crossref | Westervelt, JASA 1963 |
| Teoria da autodemodulação de um feixe ultrassônico modulado | 1965 | Berktay 1965, conforme listado em Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Primeiro arranjo paramétrico publicado no ar | 1975, JASA vol. 57, pp. 562 a 568; 112 citações no Crossref | Bennett e Blackstock, JASA 1975 |
| Primeiro alto-falante paramétrico (“the audio spotlight”) | 1983, JASA vol. 73, pp. 1532 a 1536; 287 citações no Crossref | Yoneyama et al., JASA 1983 |
| Protótipo de pesquisa inicial: raio do projetor e portadora | raio de 21 cm, portadora de 27 kHz | Aoki, Kamakura e Kumamoto, Electronics and Communications in Japan 1991 |
| Sistemas Audio Spotlight comerciais em uso desde | 2000 | História da empresa Holosonics (declaração do fornecedor) |
| Projeto revisado por pares mais recente neste levantamento | Publicado em 22 de maio de 2026, portadora de 60 kHz, placa de 100 mm | Kim, Oh, Moon e Rho, Nature Communications 2026 |
Os dados mais recentes disponíveis para as linhas históricas são necessariamente antigos: são os artigos fundadores. As contagens de citações são um retrato do Crossref em 27 de outubro de 2026 e crescem a cada mês.
2. Frequências Portadoras: De Protótipos de 27 kHz a Arranjos MEMS de 90 kHz
A frequência portadora é um compromisso. Ela precisa ficar bem acima do limite superior da audição humana: o limite superior mediano de audição é 17,9 kHz para pessoas de 20 a 29 anos e cai para 12,8 kHz para pessoas de 70 a 79 anos (Lawton 2001, conforme tabulado em AGNIR, Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound, 2010). Mas o ar atenua o som aproximadamente com o quadrado da frequência (Skinner, Groves e Hinders, Applied Acoustics 2019), e o relatório da AGNIR diz que o ultrassom acima de cerca de 300 kHz basicamente não se propaga pelo ar. A janela utilizável é, portanto, estreita. 40 kHz é a portadora de pesquisa mais comum, e o artigo da Nature Communications de 2026 cita o Murata MA40S4S, um elemento pronto fixado em 40 kHz, como exemplo dos emissores usados em alto-falantes de arranjo.
Subir a portadora reduz o hardware. Em 100 kHz o comprimento de onda é de apenas 3,43 mm, o que permitiu a uma equipe coreana encaixar 672 transdutores micro-usinados em uma área radiante de 42 mm por 52 mm em um protótipo do tamanho de um celular (Ahn et al., Sensors 2019).
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Portadora de um alto-falante paramétrico de pesquisa inicial | 27 kHz | Aoki, Kamakura e Kumamoto 1991 |
| Portadora usada nos exemplos de controle de diretividade, com bandas laterais inferior e superior (as frequências extras que carregam o áudio) | 40 kHz; banda lateral inferior de 39 a 28 kHz, banda lateral superior de 41 a 52 kHz | Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Dois tons primários em uma simulação de arranjo de comprimento limitado (raio de abertura de 0,3 m) | 47,5 kHz e 52,5 kHz | Skinner, Groves e Hinders, Applied Acoustics 2019 |
| Portadora de projeto de um alto-falante paramétrico de metamaterial | 60 kHz | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Portadora medida em um painel paramétrico de 0,6 m por 0,6 m | 64 kHz | Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020 |
| Portadora declarada para o transdutor de filme Holosonics AS-24iX | Cerca de 60 kHz (declaração do fornecedor) | Página do produto Holosonics AS-24iX, 2026 |
| Ressonâncias medidas de um arranjo MEMS construído para dispositivos móveis | 83 kHz e 90 kHz | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Frequência acima da qual o ultrassom efetivamente deixa de se propagar no ar | Cerca de 300 kHz | AGNIR RCE-14, 2010 |
A medição independente de 64 kHz e o valor de cerca de 60 kHz na documentação do fornecedor são consistentes, o que sugere que painéis maiores de transdutores de filme avançaram além do clássico ponto de 40 kHz. Os mesmos arranjos de 40 kHz também são o cavalo de batalha da levitação acústica, abordada em nossas estatísticas de levitação acústica.
3. Largura do Feixe e Diretividade: Quão Estreito É o Spotlight?
A diretividade é o motivo pelo qual alguém aceita as desvantagens. Como o som audível é gerado ao longo do feixe ultrassônico, sua largura é definida principalmente pela abertura e pelo comprimento de onda ultrassônicos, e não pelo comprimento de onda de áudio, muito maior. A tese de Pompei no MIT, de 2002, descreve o arranjo paramétrico como capaz de uma diretividade muito maior que a dos alto-falantes tradicionais de tamanho semelhante, e a revisão da APSIPA acrescenta que ele consegue transmitir um feixe igualmente estreito com uma unidade de acionamento menor. Pompei relatou uma largura de feixe de 3 graus em 1999, e até um arranjo MEMS do tamanho de uma palma manteve sua largura de feixe de meia potência (o ângulo dentro do qual o nível fica a até 3 dB do valor no eixo) perto de 7 graus de 5 a 10 kHz.
Duas ressalvas importam para ambientes reais. A largura do feixe depende do clima: os autores da APSIPA constataram que ela pode dobrar em um clima quente e úmido em comparação com um frio e seco, permanecendo quase constante para umidade relativa entre 40% e 80%. E o som vaza para trás: no painel de 0,6 m medido por Zhong e colegas, a região atrás do dispositivo em que o nível de 315 Hz excedeu 35 dB era aproximadamente circular, com raio de cerca de 1,3 m.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Largura de feixe de um arranjo paramétrico aéreo de baixa distorção | 3 graus | Pompei, JASA 1999 |
| Largura de feixe de meia potência de um arranjo paramétrico MEMS em suas portadoras de 83 e 90 kHz | Cerca de 6 graus | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Largura de feixe de meia potência do mesmo arranjo para som audível a 5 kHz e a 10 kHz | 7,3 graus e 7,1 graus | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Largura de feixe entre nulos (ângulo entre as primeiras direções de silêncio) de um arranjo paramétrico de 8 canais e 40 kHz | 40 graus | Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Variação na largura do feixe, clima quente e úmido versus clima frio e seco | Pode dobrar | Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Nível audível a 315 Hz, 0,1 m atrás do painel versus 1,0 m à frente | 45 dB versus cerca de 61,4 dB | Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020 |
| Feixe declarado para o Holosonics AS-24iX | 5 graus; 1,5 m por 1,5 m a uma distância de escuta típica de 2 m (declaração do fornecedor) | Página do produto Holosonics AS-24iX, 2026 |
A diferença entre frente e trás na linha de Zhong chega a cerca de 16 dB (61,4 menos 45), um valor que o artigo não declara por conta própria. Trate a linha do feixe do fornecedor com cuidado: um cone completo de 5 graus a 2 m teria apenas cerca de 0,17 m de largura (2 x 2 m x tan 2,5 graus), então os valores de 5 graus e 1,5 m na mesma página não podem descrever a mesma borda do feixe (veja a nota sobre os dados).
4. Saída Audível, Queda nas Baixas Frequências e Eficiência de Conversão
A física que estreita o feixe também priva os graves. A teoria e as medições concordam em uma inclinação de cerca de 12 dB por oitava: reduza a frequência do áudio à metade e você perde cerca de 12 dB de saída, o que explica por que os alto-falantes paramétricos soam finos abaixo de algumas centenas de hertz. O quadro da eficiência é ainda mais severo. Li e colegas calcularam que a potência sonora audível cresce com o quadrado da frequência do áudio e com o tamanho da abertura, cai conforme a frequência ultrassônica sobe, e que a eficiência de conversão de ultrassom em áudio é, em geral, inferior a 0,15% em configurações típicas (Li, Zhong, Jing e Lu, JASA 2023).
Por isso o consumo de energia, e não o volume, domina os artigos de engenharia. A equipe coreana de MEMS reduziu o consumo do sistema de 6,65 W para 3,25 W com um circuito de casamento, contra os 65 a 100 W nominais que cita para alto-falantes paramétricos convencionais, e mesmo assim produziu apenas cerca de 62 dB de som audível a 0,45 m.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Aumento medido na saída audível entre 300 e 1.500 Hz (arranjo de 40 kHz) | Cerca de 12 dB por oitava | San Martin, Tello, Valencia e Marzo, Applied Sciences 2020 |
| Queda na saída audível quando a frequência do áudio é reduzida à metade | 12 dB | Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020 |
| Eficiência de conversão de ultrassom em áudio, configurações típicas | Em geral abaixo de 0,15% | Li et al., JASA 2023 |
| Nível audível (frequência de diferença) de uma onda primária ultrassônica de 125 dB, arranjo MEMS, 0,45 m | Cerca de 62 dB | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Nível audível no ouvido de uma cabeça artificial, alto-falante paramétrico versus alto-falante convencional, ajustado para um teste de escuta | 72,3 dBA versus 72,4 dBA | Lee, Shimomura e Katsuura, Journal of Physiological Anthropology 2012 |
| Banda audível do projeto de metamaterial de 2026, voltado a um ouvinte a 0,5 m | 500 Hz a 10 kHz (quatro oitavas) | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Nível máximo declarado para o Holosonics AS-24iX | 95 dB SPL a 1 kHz; consumo máximo de 90 W (declaração do fornecedor) | Página do produto Holosonics AS-24iX, 2026 |
Os autores da Nature Communications são francos ao dizer que o nível de seu protótipo é “relativamente limitado” em comparação com alto-falantes convencionais e atribuem isso à “eficiência de conversão não linear inerentemente baixa”. Transdutores melhores não mudaram a física subjacente.
5. Distorção Harmônica e Pré-processamento: De 50% de THD a Valores de Um Dígito
A autodemodulação no ar é, em si, um processo não linear, então alimentar um arranjo paramétrico com modulação em amplitude simples gera a saída mais alta, mas também um forte segundo harmônico. Os engenheiros combatem isso com o pré-processamento do áudio antes da modulação: extraindo sua raiz quadrada (AM com raiz quadrada, SRAM), enviando apenas uma banda lateral (AM em banda lateral única, SSB) ou usando esquemas modificados (MAM). O índice de modulação, escrito m, indica o quanto o áudio varia a portadora; uma modulação mais profunda é mais alta, mas mais distorcida. Pompei mostrou em 1999 que a AM pura com transdutores de banda estreita produzia até 50% de distorção harmônica total (THD), e que o pré-processamento combinado a transdutores de banda larga a reduziu para 5%.
O hardware ainda limita a matemática. O arranjo de 49 transdutores e 16 mm testado em 2020 teve pico em 40,9 kHz com uma largura de banda de -3 dB de apenas 1,5 kHz, uma janela estreita para as frequências extras que os esquemas de pré-processamento acrescentam à portadora. A mesma equipe observou que níveis de portadora acima de 120 dB são comuns mesmo a 2 m desses arranjos, o suficiente para sobrecarregar microfones de medição comuns; para comparação com pequenos alto-falantes convencionais, veja nossas estatísticas de distorção em alto-falantes de smartphone.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| THD com AM pura e transdutores de banda estreita versus após pré-processamento do áudio e transdutores de banda larga | Até 50% versus 5% | Pompei, JASA 1999 |
| Nível de distorção tratado como geralmente aceitável para equipamentos domésticos | Abaixo de -26 dB (5%) | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Distorção com AM de banda lateral dupla simples | Acima de -20 dB em praticamente toda a faixa | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| AM de banda lateral única (banda inferior ou superior) | Abaixo do limiar de -26 dB em toda a faixa de trabalho | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Nível audível cedido pelo esquema recomendado (AM modificada 1, m = 0,6) | 2 dB | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Distorção residual na banda após equalização recursiva, em simulação | -70 dB ou menos | Lee e Gan, IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing 2006 |
Não há um vencedor único. No estudo de 2020, os esquemas de banda lateral única tiveram a menor distorção harmônica, mas a pior distorção de intermodulação (a distorção criada quando dois tons se misturam), enquanto a AM com raiz quadrada e a AM modificada foram melhores em intermodulação. Os harmônicos acima do segundo foram desprezíveis em todos os esquemas. Dados mais recentes disponíveis para os valores de 50% e 5%: Pompei, JASA 1999.
6. Limites de Exposição ao Ultrassom Aéreo: O Que as Diretrizes Permitem
Um alto-falante paramétrico só funciona se seu ultrassom for intenso, então suas regras de exposição importam mais do que para qualquer alto-falante comum. Os limites são definidos por banda de terço de oitava, uma fatia do espectro com um terço de oitava de largura, nomeada por sua frequência central. O traço marcante é o precipício entre 20 e 25 kHz: a Health Canada permite 75 dB na banda de 20 kHz, mas 110 dB de 25 kHz para cima, e sua tabela observa que efeitos subjetivos podem ocorrer imediatamente, de modo que os limites não dependem do tempo de exposição (Health Canada, Safety Code 24, 1991).
Esses números são antigos e pouco sustentados, e os sucessores de seus autores dizem isso. Em sua revisão de 2024, a ICNIRP concluiu que os limites da IRPA de 1984 se apoiam em evidências limitadas e podem estar tanto altos quanto baixos demais, mas que a revisão formal deve esperar por mais pesquisas (declaração da ICNIRP sobre ultrassom aéreo, 2024).
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Limite canadense, bandas de terço de oitava de 16 kHz e 20 kHz | 75 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite canadense, bandas de terço de oitava de 25, 31,5, 40 e 50 kHz | 110 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite canadense de nível de pressão sonora total para outras partes do corpo quando se usa proteção auricular | 137 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite da IRPA de 1984 para o público em geral, banda de 20 kHz | 70 dB (5 dB abaixo dos 75 dB ocupacionais) | Declaração da ICNIRP 2024 |
| Limite da IRPA de 1984 para o público em geral, banda de 25 kHz e acima | 10 dB abaixo dos 110 dB ocupacionais (100 dB) | Declaração da ICNIRP 2024 |
| Tolerância da IRPA para exposição ocupacional inferior a 1 hora | +9 dB (a ICNIRP diz que falta justificativa) | Declaração da ICNIRP 2024 |
| Níveis ultrassônicos sem demonstração de causar perda auditiva | Abaixo de 120 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Nível acima do qual ocorrem efeitos nocivos agudos em humanos | Aproximadamente 155 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
A orientação da OSHA, em vigor desde 2004, permitia 30 dB extras sobre os níveis máximos permissíveis; ela foi abandonada desde então (Acoustics Today, outono de 2020, Exposure to Ultrasound in Air). Dados mais recentes disponíveis: Health Canada Safety Code 24, 1991, e diretrizes provisórias da IRPA, 1984, conforme revisadas pela ICNIRP em 2024.
7. Exposições Medidas e Estudos em Humanos Perto de Feixes Ultrassônicos
Uma auditoria de laboratório publicada de um arranjo paramétrico comercial não é tranquilizadora. Medindo no eixo a 3,5 m em uma câmara anecoica (uma sala sem ecos; veja nossas estatísticas de testes em câmara anecoica), Dolder e colegas encontraram 118 dB na banda de 40 kHz, acima de todas as diretrizes que compararam. Reduzir o ganho diminuiu a saída audível ponderada em A em 10 dB, mas o sinal de bombeamento de 40 kHz em apenas 1 dB, de modo que um feixe com som mais baixo não é necessariamente uma exposição menor ao ultrassom (Dolder et al., ICA 2019).
Os dados em humanos são pequenos e, em sua maioria, nulos. Um estudo de 2019 expôs um ouvido de nove jovens ouvintes a ultrassom de 40 kHz de até 120 dB e não encontrou mudança funcional significativa em comparação com nove controles (Carcagno, Di Battista e Plack, Acta Acustica united with Acustica 2019), e um estudo fisiológico com nove participantes a 0,3 m e 1,0 m de um alto-falante paramétrico de 40 kHz não encontrou diferença significativa em relação a um alto-falante convencional. A sensibilidade auditiva é o curinga: a ICNIRP observa que 40% das crianças testadas tinham limiares abaixo de 100 dB a 26 kHz.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Ultrassom na banda de 40 kHz a 3,5 m de um arranjo paramétrico comercial, ganho alto versus ganho baixo | 118 dB versus 117 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Excedência da diretriz da ICNIRP para o público em geral em 40 kHz | Ao menos 17 dB (18 dB com ganho alto) | Dolder et al., ICA 2019 |
| Excedência dos valores ocupacionais da ICNIRP e baseados na OSHA em 40 kHz, ganho alto | 8 dB e 3 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Ultrassom de arranjos de retorno háptico em cerca de 40 kHz, a 60 cm e a 20 cm (para comparação) | 125 dB e 155 dB | Battista 2019 e Lieber et al. 2019, conforme tabulado na Acoustics Today, outono de 2020 |
| Fontes medidas em uma pesquisa de exposição pública; nível de um secador de mãos a 40 kHz | 16 fontes; 84 dB | Fletcher et al., JASA 2018 |
| Desenho do estudo de exposição: tom de 40 kHz modulado em amplitude, níveis e duração | 105, 110, 115 e 120 dB, 10 minutos por nível; 9 expostos versus 9 controles; sem alterações significativas | Carcagno et al., Acta Acustica 2019 |
| Estudo fisiológico perto de um alto-falante paramétrico de 40 kHz: participantes e distâncias | 9 participantes a 0,3 m e 1,0 m; sem diferença significativa em relação a um alto-falante convencional | Lee, Shimomura e Katsuura 2012 |
| Limiares de audição ultrassônica citados pela ICNIRP | 88 dB ou mais a 24 kHz; 3 de 32 ouvidos abaixo de 100 dB a 28 kHz; 40% das crianças abaixo de 100 dB a 26 kHz | Declaração da ICNIRP 2024 |
O teste de Dolder abrange uma unidade genérica em condições de laboratório; ele não estabelece o que um ouvinte em uma exposição de museu recebe. O relatório da AGNIR descreveu a lacuna mais ampla com clareza: as exposições humanas ao ultrassom não foram bem quantificadas, exceto as provenientes de dispositivos médicos. Dados mais recentes disponíveis: Dolder et al., 2019, e Carcagno et al., 2019.
Resumo: Arranjos Acústicos Paramétricos em Números
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Citações no Crossref do artigo de Westervelt de 1963 sobre o arranjo paramétrico | 812 | Crossref, JASA 1963 |
| Primeiro artigo sobre alto-falante paramétrico (“the audio spotlight”) | 1983 | Yoneyama et al., JASA 1983 |
| Faixa de frequências portadoras nos dispositivos analisados aqui | 27 kHz a 90 kHz | Aoki et al. 1991; Ahn et al., Sensors 2019 |
| Portadora medida em um painel de 0,6 m por 0,6 m | 64 kHz | Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020 |
| Largura de feixe de um arranjo paramétrico de baixa distorção | 3 graus | Pompei, JASA 1999 |
| Largura de feixe entre nulos de um arranjo paramétrico de 8 canais e 40 kHz | 40 graus | Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Variação da largura do feixe, quente e úmido versus frio e seco | Pode dobrar | Shi, Kajikawa e Gan, APSIPA 2014 |
| Perda na saída audível a cada vez que a frequência do áudio cai pela metade | Cerca de 12 dB | Zhong, Kirby e Qiu, JASA 2020 |
| Eficiência de conversão de ultrassom em áudio | Em geral abaixo de 0,15% | Li et al., JASA 2023 |
| Nível audível de uma onda primária de 125 dB a 0,45 m | Cerca de 62 dB | Ahn et al., Sensors 2019 |
| THD com AM pura e transdutores de banda estreita versus após pré-processamento | Até 50% versus 5% | Pompei, JASA 1999 |
| Distorção da AM de banda lateral dupla simples | Acima de -20 dB | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Banda audível de um alto-falante paramétrico de metamaterial de 2026 | 500 Hz a 10 kHz | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Limite canadense, bandas de 25 a 50 kHz | 110 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite da IRPA para o público em geral, banda de 20 kHz | 70 dB | Declaração da ICNIRP 2024 |
| Ultrassom medido na banda de 40 kHz a 3,5 m de uma unidade comercial; excedência da diretriz da ICNIRP para o público | 118 dB; ao menos 17 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Maior nível de exposição em um estudo auditivo controlado a 40 kHz (sem alterações significativas) | 120 dB | Carcagno et al., Acta Acustica 2019 |
Metodologia e Fontes
Realizamos 15 buscas direcionadas e lemos diretamente os artigos primários, normas e documentos de agências, por meio de páginas de editoras, PubMed Central, repositórios institucionais e dos serviços de metadados Crossref e OpenAlex. Cada valor acima foi lido em uma fonte durante a pesquisa para esta atualização. Os valores de fabricantes são identificados como declarações do fornecedor e mantidos como minoria em cada seção.
- Westervelt, “Parametric Acoustic Array”, JASA 1963 e Yoneyama et al., “The audio spotlight”, JASA 1983: artigos fundadores; contagens de citações dos metadados do Crossref (Bennett e Blackstock, JASA 1975, também do Crossref).
- Shi, Kajikawa e Gan, “An overview of directivity control methods of the parametric array loudspeaker”, APSIPA Transactions on Signal and Information Processing 2014
- Pompei, “Beams of sound: A low-distortion airborne parametric array”, JASA 1999; resumo da tese de Pompei no MIT, de 2002, para a comparação de diretividade.
- Li, Zhong, Jing e Lu, “A note on the audio sound power generated by a parametric array loudspeaker”, JASA 2023
- Zhong, Kirby e Qiu, “A non-paraxial model for the audio sound behind a non-baffled parametric array loudspeaker”, JASA 2020
- San Martin, Tello, Valencia e Marzo, “Experimental Evaluation of Distortion in Amplitude Modulation Techniques for Parametric Loudspeakers”, Applied Sciences 2020
- Ahn et al., “A Critical Step to Using a Parametric Array Loudspeaker in Mobile Devices”, Sensors 2019
- Kim, Oh, Moon e Rho, “Dual-domain metamaterials co-integrated with a compact ultrasonic transducer for highly directional audio generation”, Nature Communications 2026
- Skinner, Groves e Hinders, “Demonstration of a length limited parametric array”, Applied Acoustics 2019
- Aoki, Kamakura e Kumamoto, Electronics and Communications in Japan 1991, e Lee e Gan, IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing 2006 (resumo e metadados bibliográficos via Crossref e OpenAlex).
- Lee, Shimomura e Katsuura, “Physiological responses at short distances from a parametric speaker”, Journal of Physiological Anthropology 2012
- Dolder, Fletcher, Lloyd Jones, Lineton e Leighton, “Exposure levels for parametric arrays in light of guideline ambiguities”, Proceedings of ICA 2019
- Fletcher et al., “Public exposure to ultrasound and very high-frequency sound in air”, JASA 2018
- Carcagno, Di Battista e Plack, Acta Acustica united with Acustica 2019
- Health Canada, Safety Code 24: Guidelines for the Safe Use of Ultrasound, Part II, 1991
- ICNIRP, Validity of the 1984 Interim Guidelines on Airborne Ultrasound and Gaps in the Current Knowledge, Health Physics 2024
- UK Advisory Group on Non-ionising Radiation, RCE-14, Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound, 2010
- Acoustics Today, outono de 2020, tabela de exposição reproduzida de Leighton et al.
- Holosonics, página do produto AS-24iX e história da empresa, 2026: apenas declarações do fornecedor.
- Nota sobre os dados: A página da Holosonics informa tanto um feixe de 5 graus quanto uma cobertura de 1,5 m por 1,5 m a 2 m; um ângulo total de 5 graus cobriria apenas cerca de 0,17 m a essa distância (2 x 2 m x tan 2,5 graus), então os dois valores provavelmente usam bordas ou definições diferentes, e Skinner et al. citam outra declaração da Holosonics de cerca de 2 m de largura de feixe a 4 m. O resumo de Ahn et al. classifica o feixe de 83 kHz como uma onda de frequência de diferença, enquanto a seção de resultados trata 83 e 90 kHz como primárias; nós as relatamos como portadoras. O resumo de Carcagno et al. menciona uma duração total de 50 segundos que conflita com seus 10 minutos por nível, então relatamos apenas o valor por nível. O valor da IRPA para o público de 100 dB para 25 kHz e acima segue a redação “10 dB abaixo do ocupacional” da ICNIRP e coincide com os 100 dB que Dolder et al. tabulam para as bandas de 25, 31,5 e 40 kHz. Os níveis frontais e traseiros de 315 Hz de Zhong et al. vêm de suas figuras de modelo e medição para um painel e podem não se generalizar. Nenhuma fonte que conseguimos ler informou coeficientes de absorção do ar entre 40 e 64 kHz, então este levantamento os deixa de fora. A maior parte dos dados de exposição é de 1991 a 2019; a ICNIRP disse em 2024 que suas diretrizes ainda não podem ser revisadas formalmente, portanto novos limites mudariam as seções 6 e 7.
Última atualização: 27 de outubro de 2026. Atualizamos este levantamento trimestralmente, e a próxima revisão é esperada quando a ICNIRP publicar sua próxima orientação sobre ultrassom aéreo ou surgirem novas medições no JASA de alto-falantes paramétricos comerciais.