EL SONIDO (PARTE 1)

27-01-2016

Para la mayoría de las personas, el sonido es simplemente lo que oímos, sin embargo, para los profesionales en este campo perciben el sonido como mucho más que una sensación auditiva. También es una controlable y predecible forma de energía, un fenómeno físico que se adhiere a establecidos principios y leyes. Puesto que el sonido es invisible para el ojo, la comprensión de algunas leyes físicas básicas que rigen el comportamiento del sonido nos ayudarán si queremos diseñar y planificar sistemas de sonido eficaces y llegar a un éxito a las soluciones de diferentes problemas acústicos que se presentan en ocasiones, por ello este artículo es el comienzo de una serie de artículos dirigidas a profesionales, técnicos, aficionados al mundo del sonido.

¿QUÉ ES EL SONIDO?

Es la propagación de una serie de perturbaciones a través de un medio (sólidos, líquidos, aire, etc.). Este fenómeno físico ondulatorio lo provoca cualquier objeto que vibra. Cuando llega a nuestros oídos, se produce la sensación que llamamos sonido. En ciertos aspectos, las ondas sonoras se pueden comparar a las olas en expansión que se producen cuando una gota de agua cae en una tranquila piscina de agua. Por ejemplo, una pequeña gotita crea pequeñas ondas que viajan a corta distancia antes que su energía se gaste. Si dejamos caer una mayor cantidad de gotas, crearemos una mayor perturbación, generando olas de mayor altura que viajan mucho más lejos a través de la superficie del agua, estas pueden propagarse hasta el borde de la piscina y continuar en una dirección contraria, simulando los efectos de sonido reflejado o también llamado eco.

CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO

En este artículo veremos dos características.

Velocidad del sonido

La velocidad del sonido varía según el medio por el que viaje, siendo mayor en los sólidos que en los líquidos, y en los líquidos que el aire. También cambia con la temperatura del aire. Su velocidad promedio a 21 °C es de 344 m por segundo. Si queremos saber cuánto se retrasa por alguna distancia el cálculo seria el siguiente:

Delay o retraso (segundos)= Distancia (metros) ÷ 344.

Si queremos calcular en milisegundos la ecuación seria la siguiente:

Delay (milisegundos) = Distancia (metros) x 2.9.

Frecuencia

Frecuencia se define como la cantidad de oscilaciones o perturbaciones por segundo, y se expresa en ciclos o Hertz (Hz). El tono es la propiedad del sonido que lo caracteriza como grave o agudo, en función de la frecuencia, el tono bajo o grave, tiene una frecuencia baja. La frecuencia más baja que nuestros oídos interpretan como un sonido se considera que es sobre 20 Hz. Un sonido descrito como agudo tendrá una frecuencia alta. Cuantas más ondas de presión se producen cada segundo, mayor es la frecuencia (o tono). La mayor frecuencia percibida por los seres humanos es de alrededor de 20 mil Hertz (o 20 kilohercios [kHz]), una gama generalmente limitado a las personas menores de 25 años de edad. (El prefijo “kilo” que significa “1000”, se utiliza a menudo para expresar un mayor número de hercios. Por lo tanto, “20000 Hz” puede simplemente escribir como “20 kHz”). La frecuencia fundamental es la más baja de una señal, la primaria, que indica el tono que estamos escuchando; aunque no siempre es la de mayor potencia. Sera útil para el técnico de sonido que se familiarice con las gamas de frecuencias que nos encontramos con Figura 1regularidad. Por ejemplo en la Figura 1 se puede observar el espectro de frecuencias audibles que se refieren a la escala musical, que es familiar para muchos. Las frecuencias en hercios que se muestran a continuación del teclado del piano se refieren a la fundamental, o predominante frecuencia de cada tono en la escala. Usted podrá observar que el rango de la voz humana cae sobre el Estándar. Los tonos fundamentales de la voz masculina y femenina, como se indica por las líneas continuas incluyen sólo cuatro octavas del espectro acústico, comenzando alrededor de 90 Hz para una voz con bajo o grave y que se extiende cerca de 1400 Hz para una soprano. Puede sorprender a algunos saber que la frecuencia fundamental de la nota más alta en el teclado del piano es sólo un poco más 4 kHz, específicamente, 4186.01 Hz. Observe que el rango de muchos instrumentos para orquestas se extienden tan alto como 16 kHz, tal como se indica por las líneas sombreadas. Estos sonidos musicales de alta frecuencia se conocen como parciales o armónicos. Estos armónicos, son múltiplos de una frecuencia fundamental predominante, así como otras frecuencias. Los Matices varían mucho en intensidad y carácter, dependiendo de las resonancias propias de los instrumento en particular. Por lo tanto, la C (261,63 Hz) en el medio de un piano suena singularmente diferente que la C media de un violín u otro instrumento. A pesar de que cada instrumento es capaz de producir el mismo tono, o frecuencia fundamental, una combinación única de resonancias y armónicos da a cada instrumento de su propio timbre y carácter distintivo. Del mismo modo, las variaciones en carácter se pueden escuchar en la voz humana. Cada uno de nosotros tiene una voz única, cada una con sus propias características identificables. Un sistema de sonido de calidad es capaz de reproducir con precisión esta amplia gama de tonos y matices distintivos, se refiere a menudo como un sistema de alta fidelidad. Otro tema importante relacionado con la frecuencia es la octava.

La octava

Es Importante para nuestra comprensión de las frecuencias, comprender la octava. Para el músico, una octava consta de dos tonos armónicos, ocho notas diferentes en la escala musical. En el mundo de la acústica y audio, la octava la relacionamos a la frecuencia, por lo que esta misma octava es concebida como el intervalo entre dos frecuencias, tienen una relación de 2:1. Por ejemplo, en la figura 1.1 busque A4 (440 Hz) en el medio del teclado, esta frecuencia “A” o “pitch”, como la conocen los músicos, se usa universalmente para sintonizar las orquestas. Si nos movemos en la escala de una octava, llegamos a A5, con una frecuencia de 880 Hz, el doble que la de A4. La duplicación de la frecuencia de nuevo a 1760 Hz nos plantea otra octava a A6, y en poco tiempo. Si dividimos la frecuencia de A4 (440 Hz) entre dos, tenemos 220 Hz, que es la frecuencia fundamental de A3, una octava abajo en la escala, y así sucesivamente. El tono más bajo en el teclado del piano es A0, con una frecuencia fundamental de 27,5 Hz. Nuestros oídos aceptan cualquier doble o la mitad de una frecuencia como octava. Por lo tanto, el paso de 80 Hz a 160 Hz es una octava completa, un paso de 80 frecuencias. Del mismo modo, el paso de 8 kHz a 16 kHz es todavía sólo una octava, aunque incluye 100 veces el número de frecuencias, un paso de 8.000 frecuencias. Tenga en cuenta que esta progresión matemática sigue una escala logarítmica en lugar de una escala lineal, donde las divisiones son de igual valor, como se ve en una regla común. La escala logarítmica ocurre con frecuencia en el campo de sonido. Esto no es inusual en la naturaleza, para la sensibilidad del oído al sonido y la sensibilidad del ojo a la luz siga una curva logarítmica mucho más de cerca que una lineal. La comprensión de la octava y su relación con el espectro de frecuencia audible es de valor considerable en la gestión de audio y los valores acústicos.

Audio desbalanceado y balanceado

Tecnología

Posted by LR


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