Tecnologas del sonido 6. Tecnologas del jmlova/Archivos/IIA/Archivos/IIA_ a la Ingeniera Audiovisual 2 S El tono hace referencia a la frecuencia a la que vibran las molculas que propagan el sonido. De todas las

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<ul><li><p>Tecnologas del sonido</p><p>1</p><p>6. Tecnologas del sonido</p><p>Con este tema se pretende proporcionar una perspectiva, aunque muy general, de losconceptos, dispositivos y tcnicas relacionadas con el sonido. Repasaremos algunas cuestionesfsicas bsicas sobre su naturaleza y su propagacin. Haremos un recorrido por los dispositivoselectrnicos asociados al tratamiento del sonido, y finalmente, analizaremos algunas cuestionesbsicas relacionadas con las aplicaciones que tienen que ver, en todo o en parte, con estastecnologas.</p><p>En este punto introductorio del tema, hemos de comenzar a distinguir dos trminos quecon frecuencia se utilizan indistintamente, pero que tcnicamente estn relacionados confenmenos distintos: son los trminos de sonido y audio. Respecto al sonido al ser desobra conocido, slo decir que se trata de una variacin de la presin area que nuestros odosson capaces de percibir. El trmino audio, en cambio, se refiere a la seal elctrica que procedede la captacin de un sonido y que est ntimamente relacionada con ste. Esta seal de audiose propaga, y es procesada por los diferentes dispositivos electrnicos de una cadena deproduccin sonora.</p><p>El recorrido por los dispositivos relacionados con el audio comenzar por el anlisis delos modos de captacin del sonido y su conversin a seal de audio, y a la inversa, la conversinde seal de audio, nuevamente en sonidos. Una vez visto esto, abordaremos el estudio de losdispositivos capaces de modificar o transformar la seal de audio.</p><p>El estudio de sonido es el recinto ms adecuado para aplicaciones relacionadas con elsonido; y aunque a simple vista no ser igual un estudio de radio que un estudio de grabacin oque un auditorio, todos tendrn caractersticas comunes de acondicionamiento y de configuracinde los equipos, que nos permitirn generalizar, a la hora de establecer unas lneas bsicas de loque debe ser un estudio genrico. Estas lneas bsicas sern planteadas en la parte final de estetema, terminando con las diferentes aplicaciones relacionadas con las tecnologas del sonido.</p><p>6.1. El sonido</p><p>Podemos considerar el sonido como cualquier perturbacin en la presin del aire capazde estimular al sistema auditivo humano. El odo, al recibir dichas perturbaciones, enva haciael cerebro impulsos nerviosos que nos producen la sensacin auditiva. Como caractersticasfsicas ms importantes del sonido hemos de destacar el tono y la intensidad.</p></li><li><p>Introduccin a la Ingeniera Audiovisual</p><p>2</p><p>S El tono hace referencia a la frecuencia a la que vibran las molculas que propagan elsonido. De todas las perturbaciones en la presin del aire, nuestro sistema auditivo sloes sensible a aquellas cuya frecuencia est dentro del intervalo entre 20Hz. y 20kHz.Dentro de este margen de frecuencias, el comportamiento del odo no es constante, sinoque su sensibilidad depende de la frecuencia de la perturbacin recibida, siendo mximaentorno a 1kHz. Las perturbaciones en la presin area con frecuencias por debajo de20Hz. se llaman infrasnicas, y son producidas por grandes masas, como movimientosssmicos o fenmenos atmosfricos. Por otra parte, las perturbaciones por encima de20kHz. son llamadas ultrasnicas y son producidas por dispositivos electrnicos,mediante el llamado efecto piezoelctrico. En este caso la frecuencia de vibracin puedellegar a 6108 Hz.</p><p>S La intensidad hace referencia a la energa sonora transportada por la onda. Una mayoramplitud de la vibracin implica una mayor intensidad en el sonido, y por lo tanto unamayor sensacin sonora. </p><p>La propagacin del sonido se produce, de forma natural, por vibraciones de las molculasdel entorno en todas las direcciones. Estas vibraciones viajan como ondas mecnicas a travs delos medios materiales; es decir, la propagacin del sonido necesita de la existencia de un mediomaterial: ya sea el aire, la madera, el hierro o cualquier otro (el vaco no transmite las ondassonoras). Dependiendo del medio material por el que se propaga la onda sonora, su velocidad depropagacin es diferente. Por ejemplo en el aire la velocidad de propagacin es de 340 m/s,mientras que en el agua, es de 1460 m/s.</p><p>La energa de la onda sonora, en su propagacin se amortigua con la distancia a la fuentesonora por varias razones:</p><p>S La primera es la llamada amortiguacin de propagacin, y se debe a la naturaleza esfricade las ondas sonoras. La densidad de energa de la onda sonora disminuye con ladistancia al foco. Por ello, para una misma superficie receptora, la energa captada porella es menor con la distancia.</p><p>S La amortiguacin clsica se produce por la transformacin de la energa sonora encalorfica debido al roce de las partculas vibrantes con su entorno.</p><p>S Por ltimo, la amortiguacin molecular se produce por excitacin de molculas queocasionalmente pueden producir resonancias.</p></li><li><p>Tecnologas del sonido</p><p>3</p><p>6.2. Acstica de recintos y aislamiento</p><p>Un local que se destine para aplicaciones que tengan que ver con el sonido, como unauditorio, un estudio de grabacin, etc., debe tener una serie de condiciones que le permitandesempear este papel de manera ptima. La condicin ms importante, ya que de ellas derivanotras muchas, es que la intensidad de los sonidos tiles, como la msica, las voces, o el cantodebe ser mucho mayor que la del ruido de fondo. </p><p>Generalmente, los sonidos tendrn un nivel aceptable, pero lo propio es tener presenteque pueden existir sonidos dbiles en algunas de nuestras aplicaciones. Por ello, es convenientepretender que el nivel de los posibles ruidos parsitos sea lo ms dbil posible.</p><p>Para entender algunas de las fuentes de ruido a tener en cuenta en los estudios de sonidohemos de considerar algunos efectos importantes:</p><p>S Los primeros son los efectos de reflexin, absorcin, y transmisin de la onda sonora enlos materiales. Consideramos dos medios A y B separados por un material con diferentecomportamiento acstico. Si tenemos una onda sonora que viaja desde el medio A al B,sta choca con el material intermedio. En este choque, parte de la energa que lleva laonda se refleja de nuevo al medio A (fenmeno de reflexin), parte se absorbe por elmaterial debido a la amortiguacin clsica y molecular (efecto de absorcin), y parte setransmite hacia el medio B (efecto de transmisin). As, la disposicin de diferentesmateriales en la trayectoria de las ondas sonoras producen diferentes coeficientes dereflexin, de absorcin, y de transmisin a distintas frecuencias.</p><p>S Otro fenmeno importante es la vibracin de los cuerpos con su frecuencia propia.Cualquier cuerpo fsico, al recibir una onda acstica, entra en vibracin, y busca vibrara una frecuencia concreta que se llama su frecuencia propia. Dicha vibracin, en general,se convertir en un ruido que perturbar al sonido original. En este caso, es conocido queel odo tiene una menor respuesta ante las bajas frecuencias que ante las altas; por lotanto, objetos con frecuencias propias ms bajas sern ms adecuados para los estudiosde sonido que otros con frecuencias propias ms altas.</p><p>Teniendo en cuenta estos fenmenos, para disear un recinto apropiado para aplicacionessonoras es necesario considerar las siguientes fuentes de ruido:</p></li><li><p>Introduccin a la Ingeniera Audiovisual</p><p>4</p><p>S Ruido externo al local. Debe aislarse bien el local respecto de los ruidos del exterior, deforma que se evite la propagacin hacia el interior de estos ruidos.</p><p>S Ruido interno de aparatos y objetos. Deben evitarse la utilizacin de ventiladores o tubosfluorescentes, as como otros dispositivos ruidosos. Tambin ser conveniente considerarlas frecuencias propias de los objetos presentes en el estudio, incluidas las paredes y lascolumnas si existen.</p><p>S Reflexiones de la propia seal til. Es conveniente acondicionar el recinto con materialesabsorbentes del sonido, de manera que las reflexiones de las seales sean lo ms dbilesposible, y no interfieran a la onda til. Este acondicionamiento contra reflexiones puedeser parte del que se utiliza para evitar la entrada de ruido del exterior. Asimismo, esconveniente evitar la presencia de columnas u otros obstculos que faciliten estasreflexiones. Por supuesto, el local tampoco debe producir ecos.</p><p>S Debe evitarse el amortiguamiento de la onda til. Por ello, el local no debe ser muygrande respecto de la fuente de sonido.</p><p>S Como norma general, es conveniente disponer de ventanas dobles para minimizar laentrada de ruido, y evitar la existencia de paredes paralelas que puedan generarresonancias.</p><p>En otras aplicaciones diferentes, lo que se debe evitar es que el sonido interno, pensemosen una cafetera o una discoteca, salga hacia el exterior y moleste. Para ello, tambin se puedencolocar barreras que absorban el sonido y no lo transmitan al exterior del recinto. </p><p>6.3. Fuentes y sensores de sonido</p><p>El sonido, como perturbacin de la presin del aire, se produce de forma natural a partirde elementos vibrantes como las cuerdas vocales, las cuerdas de una guitarra, las de un violn,o los motores de los coches, por poner varios ejemplos. Tambin se producen sonidosperceptibles a partir de eventos impulsivos como pueden ser los choques, ya sean elsticos, porejemplo, entre dos bolas de billar, en el que no se produce prdida de energa cintica en elsistema, o inelsticos en los que s se produce prdida de energa cintica como el caso de unaflecha que se clava en una diana.</p></li><li><p>Tecnologas del sonido</p><p>5</p><p>En los sistemas elctricos y electrnicos, las nicas perturbaciones que se pueden mediry tratar son las perturbaciones elctricas; por eso, para tratar el sonido por medios elctricos oelectrnicos, tenemos que convertir el sonido en una seal elctrica mediante un micrfono, ydespus del procesado, volver a convertir la seal de audio en sonido mediante altavoces. Alestudio de los micrfonos y los altavoces se dedica la electroacstica.</p><p>Los micrfonos reciben la onda sonora a travs de una membrana mvil, y dependiendodel mecanismo sobre el que acta esta membrana podemos encontrar diversos tipos demicrfonos;</p><p>S Si la membrana mvil acta sobre una bobina de hilo que se mueve dentro de un campomagntico fijo, tenemos un micrfono dinmico. Este tipo de micrfonos produce unacorriente elctrica muy dbil que debe amplificarse antes de que pueda procesarse. As,se colocar un preamplificador de micrfono como primer dispositivo electrnico cuyacalidad ser crucial para la calidad global. Los micrfonos dinmicos son robustos ysoportan duros tratos a un precio razonable. Una ventaja de este tipo de micrfonos esque son capaces de resistir altos y bajos niveles de presin sonora.</p><p>S Si la membrana vara las caractersticas de un condensador, generalmente la distanciaentre placas, tenemos un micrfono de condensador. Estos micrfonos necesitan de unaalimentacin externa para detectar los cambios de capacidad. Esta alimentacin puedeobtenerse mediante una pila alojada en la misma cpsula, o se puede utilizar unaalimentacin externa que se enva por el cable de audio. La mayor parte de losmicrfonos de condensador usan un diafragma mvil y una placa posterior. Entre eldiafragma y la placa posterior hay un espacio estrecho de aire. Una vez que se aplica unatensin de polarizacin, cualquier movimiento del diafragma provoca cambios decapacidad entre el diafragma y la placa. Esto genera una pequea tensin cuya salida dealta impedancia debe aumentarse mediante un amplificador. En la mayora de los casos,este amplificador se introduce en el propio micrfono. Como caractersticas de losmicrfonos de condensador, suelen ser ms caros que los dinmicos, y requierenalimentacin externa. En cambio, tienen una muy buena respuesta en un amplio margende frecuencias y es bastante robusto pudiendose mantener en una pequea carcasa. Lamayora de los micrfonos de alta calidad usan el mecanismo del condensador.</p><p>S Existen ms tipos de micrfonos, cada uno con caractersticas y prestaciones diferentespara cada aplicacin. No es posible establecer un tipo de micrfono que sea el mejor paratodo, sino que cada aplicacin requerir un tipo concreto.</p></li><li><p>Introduccin a la Ingeniera Audiovisual</p><p>6</p><p>Los altavoces son dispositivos que reciben la seal elctrica en los bornes de una bobinainmersa en un campo magntico. Las corrientes generadas en la bobina por la seal aplicada enpresencia del campo magntico producen fuerzas en la bobina que la hacen desplazarse. A suvez, la bobina hace vibrar una membrana, a la que est unida mecnicamente siendo estamembrana la que produce el sonido.</p><p>En el caso de los micrfonos y de los altavoces, tan importantes son las caractersticasde los circuitos elctricos asociados, como los materiales de que estn hechas las membranas, losmuelles que las fijan a su posicin de reposo, etc.</p><p>Una vez que somos capaces de convertir el sonido en una seal elctrica y viceversa,tenemos la puerta abierta a su almacenamiento, su tratamiento, o su digitalizacin yprocesamiento informtico. A ello vamos a dedicar los siguientes apartados.</p><p>6.4. Grabacin del sonido</p><p>La seal elctrica de audio que se obtiene a partir de un sonido es posible registrarla, oalmacenarla de forma secuencial, tanto en el dominio analgico como en el digital. El procesode grabacin y reproduccin analgica tiene mayores problemas de calidad que el digital, ya quela seal analgica est expuesta a ruidos que posteriormente sern difciles de eliminar. En lacaso digital, la seal puede ser regenerada en cada grabacin, afectndole muy poco el ruidoexistente.</p><p>El almacenamiento en el dominio analgico est prcticamente restringido a las cintasmagnticas, aunque hace un tiempo tambin se utilizaban los discos de vinilo.</p><p>S La grabacin se los discos de vinilo se realizaba en las casas discogrficas por el costeque supona. La tcnica de grabacin del vinilo consista en realizar en el vinilo unahendidura o microsurco en espiral a partir de la meloda. En la reproduccin, se hacedeslizar una aguja de diamante, o metlica, a lo largo del microsurco. Las hendidurasexistentes en l hacen vibrar la aguja; vibracin que, amplificada convenientemente, seconvierte nuevamente en la meloda almacenada. Como grandes ventajas de este sistemaestn la alta calidad conseguida, y su baja degradacin. Y como inconvenientes, sudificultad y coste de grabacin, y lo sensible que es el soporte ante suciedad o rayaduras.</p></li><li><p>Tecnologas del sonido</p><p>7</p><p>S En el caso de las cintas magnticas, la grabacin se produce alterando la orientacinmagntica de las partculas que reposan en la superficie de la cinta. Posteriormente, parala reproduccin se tratar de detectar la nueva orientacin magntica de las partculas,interpretando los datos almacenados. Este sistema tiene algunos inconvenientes comosu menor calidad de sonido, aunque suficiente, y su desgaste con el paso del tiempo; lacinta es, adems, muy sensible a arrugas que aunque no frecuentes, se producen de vezen cuando por enrollamiento con los cabezales. A pesar de estos problemas, la grabacinmagntica en cintas ha sido indispensable para la produccin y la transmisin deprogramas por varias razones. Un magnetfono de cintas puede utilizarse en cualquierlugar, y una cinta grabada puede ser reproducida inmediatamente despus de sugrabacin. El proceso es muy flexible, ya que una grabacin puede arreglarse varias veces...</p></li></ul>