Entendiendo el Sonido: Fundamentos, Características y Propagación

El Sonido: Una Introducción Completa

Sonido: Sensación sonora percibida por el oído como consecuencia de variaciones rápidas de presión en el medio en que nos encontramos (definición subjetiva). En términos físicos, el sonido es una vibración mecánica de un medio, a través del cual se transmite la energía de un modo continuo desde la fuente y mediante ondas progresivas.

Efectos del Sonido y Rangos de Frecuencia

Deberíamos limitar las vibraciones a un rango de frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20.000 Hz. Tipos:

Infrasonidos y Ultrasonidos

Infrasonidos: Aquellos sonidos cuya frecuencia se encuentra por debajo de los 20 Hz.

Ultrasonidos: Se encuentran por encima de los 20 kHz.

Características de los Sonidos

La forma de onda más sencilla es el tono puro. Parámetros:

• a: Amplitud instantánea de la señal. Se mide en Newton/m².
• Ap: Amplitud máxima o valor de pico.
• App: Amplitud pico a pico (2xAp).
• Aef: Valor eficaz = Ap/√2.
• T: Periodo de la señal. Se mide en segundos (s).
• λ: Longitud de onda. Se mide en metros (m).
• f: Frecuencia. Se mide en Hertzios (Hz).

Amplitud y Frecuencia

Amplitud: Nos indica cuán fuerte es un sonido.

Frecuencia o Tono: Nos permite clasificar un sonido en una escala que va desde los sonidos graves, medios y agudos. También nos da la medida de la longitud de onda de la señal sonora.

Presión Sonora y Timbre

Presión Sonora: Presión acústica que están recibiendo las moléculas en un lugar concreto por unidad de superficie. Se mide en decibelios.

Timbre: Contenido en armónicos que acompañan al tono fundamental.

Medida de la Presión Acústica

Se utiliza un sonómetro. Para adaptar la respuesta al oído humano se utilizan curvas de ponderación:

• Ponderación A: Baja potencia acústica.
• Ponderación C: Alta potencia acústica.

Frecuencia: Definición y Medida

Frecuencia: Número de ciclos que se completan en un segundo de tiempo. F, se mide en hercios (Hz) y es inversa del período: F = 1 / T.

Sonidos Simples y Complejos

Sonidos Simples: Están compuestos por una sola frecuencia (tono puro). Se suelen utilizar para pruebas.

Sonidos Complejos: Formados por multitud de componentes. La cantidad y la amplitud de cada una de estas componentes unitarias, que llamaremos armónicos, definirán la forma de la onda compleja.

Propagación del Sonido

El sonido se propaga a través de diferentes medios. Se transmite más rápidamente en los sólidos.

Fuentes de Sonido: Puntual y Lineal

Fuente Puntual: Procede de una fuente sonora “puntual”. Se aleja de ella en forma de ondas esféricas, siendo el centro de la esfera la propia fuente.

Fuente Lineal: Situada en el suelo, el sonido se atenúa más lentamente.

Señal Eléctrica de Audio

Características de la Señal Eléctrica de Audio: Señal de presión convertida en eléctrica por medio de un transductor. Se puede amplificar, tratar, transportar… por medios electrónicos.

Potencia de una Señal Eléctrica

• Potencia Eficaz: Potencia que un amplificador puede proporcionar de manera continua sin distorsión.
• Potencia Musical (Pmus.): Potencia que puede proporcionar durante un corto periodo de tiempo.
• Potencia Pico-Pico (PMPO): Se consigue utilizando el valor de pico de la tensión de salida.

Medidas Importantes en Señales Eléctricas

Medidas importantes en señales eléctricas:

• Respuesta en frecuencia
• Distorsión
• Impedancia (máxima transferencia de energía)
• Relación señal ruido
• Separación entre canales
• Diafonía

Filtros y Ecualizadores

Filtros: Dispositivo capaz de seleccionar las señales en función de su frecuencia.

Tipos de Filtros

Tipos de filtros: Filtro paso bajo (LPF), Filtro paso alto (HPF), Filtro pasa banda, Filtro supresor de banda.

Ecualizadores

Ecualizadores: Nos permiten variar a nuestro “capricho” la curva de respuesta en frecuencia de un sistema de audio. Formados por un conjunto de filtros regulables independientemente unos de otros. Pueden ser Activos y Pasivos.

Etapas de Potencia y Altavoces

Etapas de Potencia: Proporcionan la potencia necesaria para activar adecuadamente los altavoces.

Características de las Etapas de Potencia

Características: – Potencia de salida – Respuesta en frecuencia – Distorsión – Relación señal -Ruido – Separación entre canales (Diafonía) – Impedancia de carga – Amortiguamiento

Altavoces

Altavoces: Transforman la señal eléctrica en acústica. Su funcionamiento está basado en el principio de bobina móvil.

Características de los Altavoces

Características: -Sensibilidad -Potencia RMS -Impedancia -Respuesta en frecuencia.

Recintos Acústicos y Filtros Crossover

Recintos Acústicos:

Filtro Crossover: Separa las bandas de frecuencia que se llevarán hasta cada altavoz.

Estructuras: -Caja cerrada -Radiador pasivo -Bass réflex