OBJETIVO: entender los conceptos básicos relacionados con el
sonido en elambito de señales electicas, para comprender la técnica y su
función de los diferentes sistemas (equipamiento) de audio existentes.
De acuerdo con los conceptos básicos de la física acústica y
los fundamentos del sonido, se entiende el sonido como la vibración de
partículas que ocasiona cambios o alteraciones de presión en un medio elástico
y que al propagarse tal alteración física, puede ser detectada por el oído
humano. Común mente entendemos medio elástico el aire y su alteración en la
presión ocasiona a su vez la vibración de una membrana ubicada en el odio,
llamada tímpano.
a la fluctuación de la presión consistente en compresiones y
estiramientos de las capas de aire constituye lo que se denomina una onda
sonora, dichas ondas sonoras tienen un conjunto de características que pueden
describir con detalle dicha vibración.
El Audio, es una representación del fenómeno sonoro mediante
una señal eléctrica que tiene propiedades completamente equiparables a las
magnitudes y parámetros de una onda sonora. La energía acústica que contiene
una onda sonora y la forma como ésta cambia, podrá apreciarse de forma
proporcional y a escala en su representación eléctrica: “La Señal de Audio”.
Un Sistema de Sonido hace referencia a un conjunto de
bloques funcionales que está en capacidad de procesar el sonido tanto en su
dominio acústico (vibraciones en el aire) como eléctrico (pulsos eléctricos).
Por consiguiente, en todo Sistema de Sonido existirán tres partes muy bien
diferenciadas:
Transducción Entrante: Encargada de convertir la energía
acústica en energía eléctrica. Recibe una onda sonora y entrega una señal de
audio.
Procesamiento de Señal: Encargada de realizar cualquier tipo de proceso
necesario a la señal de audio, con lo cual quedará así procesado el campo
sonoro entrante al sistema.
Transducción Saliente: Encargada de convertir la energía
eléctrica en energía acústica. Recibe una señal de audio y entrega una onda
sonora.
A continuación se describen brevemente los principales
parámetros de una señal de audio que corresponderán a los mismos parámetros y
propiedades de las señales de corriente alterna (AC) dada la naturaleza de un
movimiento oscilatorio periódico.
Periodo (T): Es una medida de tiempo y representa la
duración de un ciclo, entendido éste como el espacio de tiempo durante el cual
se producen todos los cambios de presión presentes en una onda como
consecuencia de la vibración de las partículas. El ciclo, incluirá así el punto
de la máxima y mínima presión sonora con los correspondientes valores
intermedios entre ellos tanto crecientes como decrecientes.
Frecuencia (f): Es una medida de la rapidez con la cual se
presenta la fluctuación de presión en el aire o medio elástico. Su unidad de
medida será el ciclo por segundo o Hertz (Hz). Dado que la referencia de tiempo
para el conteo de ciclos es el segundo, de allí surge una relación recíproca
entre periodo y frecuencia, es decir:
Longitud de Onda (A): Así como el periodo es una medida del
tiempo que tarda en darse un ciclo o una oscilación, la longitud de onda es la
distancia física recorrida por la perturbación del medio elástico a una
frecuencia cualquiera, durante ese mismo ciclo. Tal distancia dependerá de la
velocidad de propagación de la onda según el medio. Si se trata del sonido, su
velocidad de propagación en el aíre será aproximadamente 344 m/s @ 25 °C. El vínculo entre A y f
estará dado por:
, en donde (c) denota la velocidad de la onda en el medio.
Es importante destacar que la longitud de onda dependerá de
la naturaleza de la magnitud física involucrada y el respectivo medio en el
cual se propaga la perturbación. En ese orden de ideas, un frente de onda
sonoro de frecuencia 1000Hz tendrá una longitud de onda (A) en el aire de
34.4cms.
No obstante, dicha onda una vez se transduce al dominio eléctrico, es
decir, se vuelve audio, tendrá una A * 240Km. Por qué?
Fase en una Señal de Audio: La fase hace referencia a las
relaciones de tiempo existentes entre una señal dada y una referencia de tiempo
conocida o incluso otra señal. Puede verse o asociarse con los momentos en los
cuales una onda asume su máximo punto de presión en relación con otra. Su
unidad de medida puede ser tiempo o en el caso de realizar comparación entre
señales sinusoidales, la fase puede expresarse en grados; en donde un ciclo
indistintamente cuál sea la rapidez de la oscilación, tendrá siempre 360
grados.
Amplitud: Es la medida que determina que tan amplia es la
excursión vertical de la onda entre su máximo y mínimo valor de presión que
está representando. Dado que el audio es una señal eléctrica, la amplitud podrá
representarse en unidades de Voltaje (Voltios) o de Intensidad de Corriente
Eléctrica (Amperios).
El siguiente diagrama ilustra los conceptos de estos
parámetros característicos.
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