137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
Transcript of 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 1/18
SOFTWARE EN TIEMPO REAL PARA EL ANÁLISIS DE SISTEMASSONOROS
REAL-TIME SOFTWARE FOR SOUND SYSTEMS ANALYSIS
María F. Díaz Velásquez! E"uar"# $a%&e"# 'ra(# ! )u*+er,# L#a%za $#rrea
Resu*e: Los sistemas sonoros a dos vías requieren procedimientos de alineación de
tiempo entre las diferentes cajas acústicas, usando procesadores de audio. Enmarcado en
este objeto de estudio, el presente artículo describe la implementación de una herramienta
software para el análisis de sistemas sonoros. Esta herramienta fue desarrollada en el
entorno de programación visual de Matlab® , Simulink , ! es de gran utilidad para evaluar el
desempe"o de un equipo de sonido en un recinto a trav#s del análisis de la respuesta en
frecuencia del mismo, la cual es afectada por la acústica del local. Las pruebas demuestran
que el software es confiable, presentando errores relativos inferiores al $% en los diferentes
modos de operación.
Pala+ras &la(e& 'istemas de sonido, alineación, (ransformada )iscreta de *ourier, +uido
rosa, tiempo real, respuesta en frecuencia, función de transferencia.
A+s,ra&, (he twowa! sound s!stems require time alignment procedures between different
spea-ers using audio processors. *ramed in this object of stud!, this article describes the
implementation of a software tool for the anal!sis of sound s!stems. (his tool was developed
in the visual programming environment atlab , 'imulin- , and is useful for evaluating the
performance of a sound in an enclosure through the anal!sis of the frequenc! response of the
same, which is affected b! the acoustics of the room. (ests show that the software is reliable,
presenting relative errors less than $% in the different modes of operation.
/e01#r"s 'ound s!stems, alignment, )iscrete *ourier (ransform, /in- 0oise, real time,
transfer function.
∗ 1ng. Electrónica2 Especialista en +edes de 3omunicación2 .'c. En 1ngeniería con #nfasis en Electrónica, 4niversidad del
5alle. )irectora de los programas de (ecnología en Electrónica ! (ecnología en (elecomunicaciones de la *undación4niversitaria 3atólica Lumen 6entium, 3ali 7 3olombia. 3orreo electrónico& dir.electrónica8unicatolica.edu.co
99 1ng. Electricista2 .'c. En (ecnologías de la 1nformación en fabricación2 /h.). En 1nformática 1ndustrial. )ocente4niversidad del 5alle, 3ali3olombia. 3orreo electrónico& eduardo.caicedo8correounivalle.edu.co
999 1ngeniero Electricista2 .'c. En :utomática2 /h.). En +obótica ! 5isión :rtificial. /rofesor ! )irector de la Escuela de1ngeniería El#ctrica ! Electrónica, de la 4niversidad del 5alle. 3ali3olombia& 3orreo electrónico&humberto.loai;a8correounivalle.edu.co
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 2/18
2 I,r#"u&&%3
Los sistemas de audio para sonido en vivo, requieren de ajustes acordes a la respuesta en
frecuencia de los mismos, según las condiciones acústicas del recinto. 3omercialmente
e<isten herramientas software tipo caja negra que reali;an esta función como el Smaart = de
la empresa +ational :custics o el '1 de la e!er 'ound, entre otras. El presente trabajo,
describe el sistema de medición de la respuesta de magnitud ! fase del sistema sonoro en un
recinto, el cual es esencial para desarrollar un modelo de decisión con t#cnicas de lógica
difusa para ecuali;ación que permita asistir a un operador de sonido en la alineación de un
sistema de audio convencional a dos vías activas usando un procesador de audio. Este
desarrollo hace parte de un pro!ecto ma!or denominado >odelo de )ecisión para la
:sistencia en el /roceso de :lineación de un 'istema de 'onido?, @AB, que tiene como
propósito aliviar las limitaciones t#cnicas e<istentes ho! en día en un porcentaje importante
de los operadores de sonido mediante la interfa; software '::+(:*.
4. De5%%&%3 "e $ara&,erís,%&as 0 A6l%&a&%#es "el S%s,e*a "e Me"%&%3
3on base en los trabajos !Co manuales de @D$B se definen tres modos de operación de la
herramienta& modo espectro, modo respuesta al impulso ! modo función de transferencia. En
la (abla A se describen las principales características ! posibles aplicaciones de estos modos
de operación&
M#"#s "e O6era&%3 Pr%&%6ales $ara&,erís,%&as A6l%&a&%#es
Espectro
:nálisis de espectro en tiempo
real.
uestra los datos en banda
estrecha ! por fracciones de
octavas.
)etección de acoples en sonido en
vivo.
:nálisis de niveles de ruido por
frecuencia
*unción de (ransferencia
:nálisis de la función de
transferencia en tiempo real.
6ráficos de respuesta de magnitud
! fase.
6ráficos de banda por octava con
ediciones de la función de
transferencia de altavoces,
ecuali;adores, sistemas de audio.
ptimi;ación en tiempo real de
sistemas. F1nclu!endo
ecuali;adores, filtros electrónicos,
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 3/18
resolución de D$ puntos fijos por
octava *//
retardos, etc.G
*unción de respuesta al impulso
edición de la respuesta al
impulso F(iempo de vueloG
ediciones de la respuesta al
impulso de un sistema de sonido
en una sala.
3onfiguración de retardos de
altavoces.
Ta+la 2 Pr%&%6ales &ara&,erís,%&a 0 6#s%+les a6l%&a&%#es "e l#s *#"#s "e #6era&%3 "e u s%s,e*a "e*e"%&%3 6ara equ%6#s "e au"%#.
En aplicaciones de sonido en vivo se reali;an los ajustes de alineación con sistemas de
medición que generan la (ransformada de *ourier de dos canales en los modos de operación
*unción de (ransferencia ! +espuesta al 1mpulso. En ambos modos de operación se reali;a
una comparación entre las respuestas en frecuencia de la se"al medida en el recinto !FnG !
una se"al de referencia <FnG. La *unción de (ransferencia (@wB se obtiene mediante la
división entre la (ransformada de *ourier HFwG de la se"al medida !@nB ! la (ransformada de
*ourier IFwG de la se"al de referencia <@nB, dado por&
T [w ]= Y [w ] X [w ]
@Ecuación A.B
E&ua&%3 2 M#"el# *a,e*á,%&# e l#s *#"#s "e #6era&%3 Fu&%3 "e ,ras5ere&%a 0 Res6ues,a al%*6uls# "el s%s,e*a "e *e"%&%3.
La función de transferencia permite mejorar la relación se"al ruido, dando una ma!or
confiabilidad al sistema de medición, disminu!endo los efectos de ruidos e<ternos. @JB
La respuesta al impulso se entiende como la respuesta de un sistema bajo prueba ante una
entrada de impulso. En las herramientas software para el análisis de audio, inclu!endo el
'::+(:*2 La respuesta al impulso es un modo de operación definido por la
representación en el dominio del tiempo de la función de transferencia entre una se"al de
referencia o ruido rosa ! la se"al medida del sistema bajo prueba cuando reproduce la se"al
de referencia. Esta respuesta al impulso en el '::+(:*, mide el retardo de
propagación o tiempo de vuelo.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 4/18
7. Des&r%6&%3 "e la 6la,a5#r*a "e e86er%*e,a&%3 "el SMAARTMAF
La figura A presenta el diagrama de bloques de la plataforma de e<perimentación del
SMAARTMAF . Las ondas sonoras emitidas por el equipo de sonido son capturadas a trav#s
de micrófono Kehringer E3 MMM ! enviadas a la entrada balanceada IL+ del canal
i;quierdo de la tarjeta de audio (ascam 4' A$$, la cual a su ve; está conectada al /3 por el
puerto 4'K.
F%9ura 2 D%a9ra*a "e &#e8%#es "el s%s,e*a "e *e"%&%3 6ara el aál%s%s "e s%s,e*as s##r#s
:l canal derecho de la tarjeta de audio se ingresa la se"al de ruido rosa como se"al de
prueba para compararse con la se"al medida por el micrófono. La se"al de ruido rosa
tambi#n es enviada a un canal del equipo de sonido bajo prueba donde será procesada,
amplificada ! reproducida por las cajas acústicas para finalmente ser detectada por el
micrófono E3 MMM.
3on la se"al del canal i;quierdo ! del canal derecho de la tarjeta de audio (ascam se calcula
la respuesta en frecuencia a trav#s de los bloques implementados en Simulink® para el
análisis del sistema sonoro.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 5/18
: continuación se reali;a una breve descripción de los equipos ! dispositivos encontrados en
el diagrama de bloques de la figura A&
7.2 Tar:e,a "e Au"%#
(arjeta especial para mediciones acústicas con resolución de D$ bits ! frecuencia má<ima de
muestreo hasta NO-P;, marca (ascam referencia 4s A$$. 3uenta con voltaje phantom para
permitir el uso de micrófonos a condensador.
7.4 ;eera&%3 "e Ru%"# R#sa
Este bloque puede ser constituido por un reproductor de sonido de discos compactos, mpQ o
un tel#fono celular que tiene como función reproducir la se"al de ruido rosa. Este ruido se
caracteri;a por tener una densidad espectral que decrece Q dK por octava al incrementarse
la frecuencia ! es usado en el ajuste de sistemas sonoros por su semejan;a con una se"al
musical real. @OB
7.7 $#*6u,a"#r P#r,á,%l
El computador contiene instalada la herramienta software a usar para reali;ar las mediciones
de respuesta en frecuencia en modo función de transferencia ! la respuesta del espectro en
modo espectro. :unque no se requiere de un equipo especiali;ado, se recomienda un
computador con un procesador 1ntel core iQ o equivalente, ! una memoria ram de $6b.
7.< Equ%6# "e s#%"# +a:# 6rue+a
En este caso se puede considerar un sistema básico con una consola de me;cla,
ecuali;ador, procesador de audio, amplificadores de potencia ! bafles.
<. I*6le*e,a&%3 "el s%s,e*a "e *e"%&%3 e S%*ul%=
En la figura D puede observarse el diagrama de bloques del sistema de medición para
sistemas sonoros implementado en Simulink para uso del SMAARTMAF . 'e inicia tomando
las se"ales de referencia con ruido rosa ! la se"al proveniente del micrófono E3 MMM. Los
dos módulos siguientes reali;an el cálculo de la **( ! el ajuste de visuali;ación de puntos
fijos por octava en el anali;ador. *inalmente se calcula ! se visuali;a la función de
transferencia de la respuesta en frecuencia, magnitud ! fase del sistema sonoro.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 6/18
Los cinco módulos del diagrama de bloques del sistema de medición en la figura D, se
e<plican detalladamente a continuación.
F%9ura 42 D%a9ra*a "e +l#ques "el s%s,e*a "e *e"%&%3 6ara s%s,e*as s##r#s 6ara %*6le*e,ar eS%*ul%=.
<.2 M3"ul# "e a"qu%s%&%3 "e "a,#s "e au"%#
3omo las se"ales de audio tienen un ancho de banda de DM -P;, se usó una frecuencia de
muestreo de $$-P; para las se"ales provenientes de la tarjeta de audio (ascam. )ebido a
que la se"al de referencia Fo ruido rosaG ! la se"al medida de los bafles a trav#s de
micrófono presentan una diferencia de tiempo por la propagación en el recinto, es necesario
sincroni;ar estas dos se"ales reali;ando una medición de la respuesta al impulso. Este
tiempo se insertará como un retardo aplicado a la se"al de referencia como puede apreciarse
en la *igura Q.
F%9ura 7 D%a9ra*a "e 'l#ques e S%*ul%= "e la a"qu%s%&%3 "e "a,#s "es"e la &#s#la ,as&a* 0 la
s%&r#%za&%3 "el &aal "e *e"%&%3 &# el &aal "e re5ere&%a.
<.4 I*6le*e,a&%3 "el *3"ul# "e $ál&ul# "e la FFT
(eniendo en cuenta que el espectro audible tiene se"ales desde DMP; hasta DM-P;, se
determina el tama"o del buffer a $MNO muestras en el tiempo para almacenarlas !
posteriormente proceder al cálculo de la transformada rápida de *ourier **(. @=B
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 7/18
/ara calcular la (ransformada +ápida de *ourier, el SMAARTMAF , usa el bloque **( de
Simulink con el algoritmo +ai; D con die;mado en el tiempo2 considerando que la entrada es
una se"al real.
Es importante considerar el efecto Lea-age @B. adicionando una ventana de análisis tipo
Klac-man antes de iniciar el cálculo de la **(. El tipo de ventana puede ser seleccionado por
el usuario directamente en el bloque function window teniendo la opción de escoger
Klac-man, Pamming, Pann, Panning, entre otras. En la figura $ se muestra el diagrama de
bloques en Simulink para el cálculo de la **(.
'e eligió trabajar con una resolución en frecuencia de la **( inferior a D P; por lo anterior se
tomaron QDMMM t#rminos para una resolución de A.Q$P;.
F%9ura < D%a9ra*a "e 'l#ques e S%*ul%= "el &ál&ul# "e la FFT.
<.7 M3"ul# FPPO
+eali;a la conversión a D$ puntos fijos por octava *//. /or facilidad de visuali;ación las
herramientas software para el análisis de audio, como el Smaart , usan la escala de octavas
en sus gráficos. Esto hace que al tomar QDMMM t#rminos de la **(, en el grafico se tenga un
alto número valores en los las octavas de las altas frecuencias respecto a las octavas de
baja frecuencia, por lo anterior con el objetivo de mejorar la visuali;ación de la respuesta en
frecuencia se determina trabajar con D$ puntos fijos por octava *// para lo cual se
implementa un bloque *// encargado de tomar los datos de la **( en los D$ valores de
frecuencia deseados para cada octava. En la figura J puede apreciarse la implementación de
este módulo en el sistema de medición.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 8/18
F%9ura > D%a9ra*a "e +l#ques "el s%s,e*a "e *e"%&%3 %*6le*e,a"# e S%*ul%=! %&lu0e"# el+l#que "e a:us,e (%sual FPPO.
<.< I*6le*e,a&%3 "e u *3"ul# 6ara el &ál&ul# "e la 5u&%3 "e ,ras5ere&%a.
:l trabajar con anali;adores **( de dos canales es necesario usar la función de
transferencia que permite comparar la se"al medida con una se"al de prueba a trav#s deuna división, este tipo de medición posee una mejor relación se"al a ruido mejorando la
estabilidad de este tipo de medición. :l usar la función de transferencia se puede utili;ar
cualquier se"al como se"al de prueba sin embargo el ruido rosa proporciona mucha mejor
estabilidad e inmunidad al ruido para mediciones en tiempo real. @NB
En la figura O puede apreciarse el diagrama de bloques en Simulink usado para el cálculo de
la función de transferencia de la respuesta en magnitud ! fase, esta se obtiene dividiendo la
**( se"al de medida con el micrófono de respuesta acústica plana entre la **( de la se"alde referencia o +uido +osa.
F%9ura ? D%a9ra*a "e +l#ques e S%*ul%= 6ara el &ál&ul# "e la 5u&%3 "e ,ras5ere&%a.
<.> I*6le*e,a&%3 "e u *3"ul# "e a:us,e 6ara (%sual%za&%3 "e la res6ues,a e5re&ue&%a
:l observar los gráficos obtenidos con el SMAARTMAF de las mediciones de respuesta de
magnitud ! respuesta de fase de las cajas acústicas, se detectaron muchas variaciones !
picos en la se"al. (anto en el modo función de transferencia como en el modo espectro. /or
lo anterior se acogió la recomendación del trabajo de 6len Kallou @AMB, donde establece que
por cada duplicación de promedios en el cálculo de la **(, la relación se"al a ruido se
incrementa Q dK. )efiniendo un número de die; promedios como un buen comien;o. )ebido
a esto, se implementó un sub módulo de estabili;ación de la función **( para la respuesta
de magnitud el cual reali;a el promedio de QD muestras de la **( de la se"al. En el caso de
la respuesta de fase fue necesario implementar un filtro de mediana para las QD muestras
pues al reali;ar el promedio mostraba una atenuación en los datos de fase cuando se
reali;aban mediciones de cajas acústicas.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 9/18
(ambi#n se implementó un sub módulo 'mooth para la respuesta en frecuencia ! la
respuesta de fase con el objetivo de suavi;ar la se"al, el cual consiste un filtro promedio con
una ventana de tres valores.
<.? I*6le*e,a&%3 "el *#"# "e res6ues,a al %*6uls# &# S%*ul%=.
/ara el cálculo de la respuesta al impulso, puede apreciarse el diagrama en bloques de
Simulink en la figura =, donde se toman los datos de la se"al de referencia ! la se"al de
entrada del micrófono reali;ando la función de transferencia ! posteriormente se calcula la
**(. Este resultado es llevado nuevamente al dominio del tiempo usando una **( inversa,
tomando la parte real para obtener el tiempo de retardo entre las dos se"ales @AAB.
F%9ura @ D%a9ra*a "e 'l#ques e S%*ul%= 6ara el &ál&ul# "e la 5u&%3 "e res6ues,a al %*6uls#.
> Prue+as 0 resul,a"#s
>.2 Prue+as 0 resul,a"#s "el *#"# 5u&%3 "e ,ras5ere&%a.
Esta prueba se reali;a usando como equipo bajo prueba un procesador de audio Kehringer
)3I D$NO, siguiendo las cone<iones del diagrama de bloques de la figura usando el modo
de función de transferencia, donde en el canal de referencia se aplica una se"al de ruido
rosa ! en el canal de medición se tiene la misma se"al de referencia, pero filtrada, usando el
procesador de audio como se muestra en la figura N, el filtro aplicado es un pasabanda a la
frecuencia de $MAP; con un factor de calidad de J.O ! una ganancia de RAD.D dK @ADB.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 10/18
F%9ura 4 D%a9ra*a "e +l#ques &# las &#e8%#es 6ara real%zar las 6rue+as "el *#"# 5u&%3 "e ,ras5ere&%a "elSMAARTMAF usa"# &#*# equ%6# "e 6rue+a el 6r#&esa"#r "e au"%# 'er%9er D$B 4<C?.
F%9ura C F#,#9ra5ía "e la 6a,alla "el 6r#&esa"#r "e au"%# "%9%,al *ar&a 'er%9er re5ere&%a D$B4<C?!*#s,ra"# la 6r#9ra*a&%3 "e u 5%l,r# 6asa+a"a a ua 5re&ue&%a &e,ral "e <2 )z.
En la figura AM puede apreciarse una impresión de pantalla de la medición reali;ada con
'mmart =& respuesta de fase F6rafico 'uperiorG ! respuesta de magnitud F6rafico 1nferiorG,
ante la entrada del filtro pasabanda en $MAP;, se puede detallar el pico de la se"al en $MD.D
P; con AN.NQ dK de magnitud ! una fase de Q.DS.
F%9ura 2 I*6res%3 "e 6a,alla "el S*aar, @ e el *#"# 5u&%3 "e ,ras5ere&%a "#"e e el &aal "ere5ere&%a se a6l%&a ua seal "e ru%"# r#sa 0 e el &aal "e *e"%&%3 se ,%ee la *%s*a seal "e
re5ere&%a 6er# 5%l,ra"a a ,ra(s "el 6r#&esa"#r "e au"%#! a6l%&a"# u 5%l,r# 6asa+a"a a <2)z &# u5a&,#r "e &al%"a" "e >.? 0 ua 9aa&%a "e G24.4 "'.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 11/18
F%9ura 22I*6res%3 "e 6a,alla "el SMAARTMAF e el *#"# 5u&%3 "e ,ras5ere&%a "#"e e el &aal "ere5ere&%a se a6l%&a ua seal "e ru%"# r#sa 0 e el &aal "e *e"%&%3 se ,%ee la *%s*a seal "e
re5ere&%a 6er# 5%l,ra"a a ,ra(s "el 6r#&esa"#r "e au"%#! a6l%&a"# u 5%l,r# 6asa+a"a a <2)z &# u5a&,#r "e &al%"a" "e >.? 0 ua 9aa&%a "e G24.4 "'.
'e anali;an los resultados teniendo en cuenta que, en esta prueba, la respuesta en
frecuencia medida con el Smaart 7 es tomada como patrón de referencia para la verificación
del funcionamiento del SMAARTMAF , cu!o resultado es mostrado en la figura AA. /uede
calcularse entonces el valor del error relativo entre los resultados de las mediciones de las
dos herramientas software. Los errores obtenidos en la prueba se consignan en la tabla D,
donde se observa que son inferiores al $%. Este nivel de error es lo suficientemente bajo
para considerar que la herramienta software desarrollada es confiable para las mediciones
de respuesta en frecuencia.
Pará*e,r# *e"%"# Resul,a"# *e"%"# 6#r el SMAARTMAF
Resul,a"# *e"%"# 6#r el S*aar, @
Err#r rela,%(#
5alor de frecuencia en laque se presenta el picode la se"al dada en Pert;
$MO,$ $MD,D A%
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 12/18
5alor de la magnitud endecibeles, del pico de lase"al
AN,N AN,NQ M%
5alor de la fase engrados, dada a la
frecuencia del pico de la
se"al
J,OD Q,D Q%
Ta+la 4 Ta+la "e resul,a"#s "el &ál&ul# "el err#r rela,%(# e 6#r&e,a:e "e l#s resul,a"#s "e *e"%&%3 "e6ará*e,r#s "e la res6ues,a e 5re&ue&%a arr#:a"#s 6#r el SMAARTMAF &#,ra el s#5,1are 6a,r#
S*aar, @.
>.4 Prue+as 0 resul,a"#s "el *#"# 5u&%3 "e ,ras5ere&%a "el *3"ul# "e *e"%&%3"e la res6ues,a e 5re&ue&%a "e ua &a:a a&Hs,%&a.
/ara esta prueba del modo función de transferencia del SMAARTMAF se usó como equipo
bajo prueba una caja acústica de sub bajos de acuerdo a las cone<iones descritas
anteriormente en la figura A.En la figura AD tambi#n se muestra una fotografía donde pueden
apreciarse tres cajas acústicas& una caja acústica marca ):' /* AAAJ en la parte superior !
en la inferior dos cajas acústicas de sub bajos tipo ):' en cu!o interior, cada una cuenta con
dos parlantes marca TKL referencia DD$A. La caja acústica de sub bajos del lado derecho fue
medida con el SMAARTMAF para obtener su respuesta de fase ! respuesta en magnitud.
Esta medición fue reali;ada en la sala de una casa.
F%9ura 24 F#,#9ra5ía "el +a5le *ar&a Das re5ere&%a 6522> 0 "el su+ +a:# ,%6# "as e el *#*e,# "e la*e"%&%3 "e su res6ues,a e 5re&ue&%a usa"# el SMAARTMAF.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 13/18
F%9ura 27 Res6ues,a e *a9%,u" 9rá5%&# su6er%#rJ 0 res6ues,a "e 5ase 9rá5%&# %5er%#rJ *e"%"a &# elSMAARTMAF "e ua &a:a "e su+ +a:#s ,%6# DAS! # #r%9%al "e 5á+r%&a.
F%9ura 2< Res6ues,a e *a9%,u" 9rá5%&# %5er%#rJ 0 res6ues,a "e 5ase 9rá5%&# su6er%#rJ *e"%"a &# elS*aar,l%(e "e ua &a:a "e su+ +a:#s ,%6# DAS! # #r%9%al "e 5á+r%&a.
3omo puede apreciarse en la *ig. AQ, el bafle de subbajos tiene una respuesta de magnitud
con p#rdidas aceptables en el rango OQP; a ADJP;, lo esperado para este tipo de caja
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 14/18
acústica. 3omparando las figuras AQ ! A$, ! tomando como herramienta de medición patrón
el Smaartlive, puede apreciarse una correspondencia con los gráficos ! resultados de la
respuesta en magnitud ! repuesta de fase medidos con el SMAARTMAF .
>.7 Prue+as "el *#"# "e *e"%&%3 "e la res6ues,a al %*6uls#
Es la respuesta de un sistema bajo prueba ante una entrada de impulso. En las herramientas
software para el análisis de audio, inclu!endo esta, la respuesta al impulso es una
representación en el dominio del tiempo de la función de transferencia entre una se"al de
referencia o ruido rosa ! la se"al medida del sistema bajo prueba cuando reproduce la se"al
de referencia. Esta respuesta al impulso, mide el retardo de propagación o tiempo de vuelo.
En la figura AJ se muestra una impresión de pantalla con la respuesta al impulso medida con
el SMAARTMAF usando la caja acústica de sub bajos. en la ventana de la parte superior
puede observarse que el dela! es de DA.Ams. en la figura QO puede observarse la misma
medición, bajo las mismas condiciones de prueba, con el smaartlive con un valor de
DA.ms. 'i se reali;a una comparación de estos dos resultados tomando como referencia
patrón el Smaartlive, se obtiene un porcentaje de error relativo del M,Q %, como puede
apreciarse en la tabla =. )ebe anotarse que las pruebas son de carácter repetitivo, por lo
tanto los valores de la tabla respecto al error relativo representa un valor típico. Lo anterior demuestra la confiabilidad del SMAARTMAF en el modo de medición de respuesta al
impulso. 'e debe anotar que las pruebas son de carácter repetitivo, por lo tanto los valores
de la tabla respecto al error relativo representa un valor típico.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 15/18
F%9ura 2> Me"%&%3 "e la res6ues,a al %*6uls# &# el SMAARTMAF "e ua &a:a a&Hs,%&a "e su+ +a:#s.Val#r *e"%"# 42.K2 *s.
F%9ura 2?7 Me"%&%3 "e la res6ues,a al %*6uls# &# el S*aar,l%(e "e ua &a:a a&Hs,%&a "e su+ +a:#s.Val#r *e"%"# 42.KK *s.
Pará*e,r# *e"%"# Resul,a"# *e"%"# 6#r el SMAARTMAF
Resul,a"# *e"%"# 6#r el S*aar,l%(e
Err#r rela,%(#
+espuesta al impulso enmilisegundos FmsG
DA,A DA, M,QD%
Ta+la 7 $ál&ul# "el err#r rela,%(# "e las *e"%&%#es real%za"as "e la res6ues,a al %*6uls# usa"# elSMAARTMAF 0 el S*aar,l%(e.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 16/18
?. $#&lus%#es
El ódulo de medición del SMAARTMAF es una aplicación que requiere un análisis en el
dominio de la frecuencia, pues el ser humano reali;a el ajuste de un sistema a trav#s de un
proceso de ecuali;ación que busca una respuesta en magnitud preferiblemente plana en
bandas por octava. /or lo anterior se implementó, en el sistema de medición, un bloque para
el calculó la transformada discreta de *ourier de la se"al en el tiempo.
)e acuerdo con la descripción funcional de la herramienta software SMAARTMAF , para
reali;ar un procedimiento de alineación en un sistema sonoro, es necesario que el sistema
de medición cuente con dos modos de operación& odo *unción de (ransferencia ! odo de
+espuesta al impulso. El primero para mejorar la relación se"al a ruido ! obtener una
medición confiable ! menos sensible a ruidos e<ternos. El segundo, permite conocer el
retardo necesario para sincroni;ar en tiempo las dos vías del equipo ! mejorar la respuesta
en frecuencia de corte acústico del mismo. La herramienta software calcula treinta ! dos
promedios de la **( para mejorar la relación se"al ruido ! estabili;ar la se"al.
4na herramienta software para la medición de la respuesta en frecuencia de un sistema
sonoro debe contar, al menos, con una resolución de D$ puntos fijos por octava. Esto permite
confiabilidad para reali;ar ajustes de ecuali;ación sin omitir información de posibles filtros de
peine que puedan presentarse. :dicionalmente los puntos fijos por octava mejoran la
visuali;ación de alta frecuencia de la se"al.
:l observar los gráficos obtenidos con el SMAARTMAF de las mediciones de respuesta de
magnitud ! respuesta de fase de las cajas acústicas, en tiempo real, se obtuvieron se"ales
completamente inestables2 tanto en el modo función de transferencia como en el modo
espectro. /or lo anterior, se implementó un sub módulo de estabili;ación de la función **(
para la respuesta de magnitud el cual reali;a el promedio de QD muestras de la **( de la
se"al. En el caso de la respuesta de fase fue necesario implementar un filtro de mediana
para las QD muestras pues al reali;ar el promedio mostraba una atenuación en los datos de
fase cuando se reali;aban mediciones de cajas acústicas.
(ambi#n, se implementó un sub módulo 'mooth para la respuesta en frecuencia ! la
respuesta de fase con el objetivo de suavi;ar la se"al, el cual consiste un filtro promedio con
una ventana de tres valores.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 17/18
3omo trabajo futuro al interior de los grupos de investigación /ercepción ! 'istemas
1nteligentes F/'1G de la 4niversidad del 5alle ! 6rupo de :plicaciones en 1ngeniería F6:10G
de la *undación 4niversitaria 3atólica Lumen 6entium se tiene propuesto anali;ar el efecto
de los valores de coherencia en el modelo de decisión. La coherencia indica la fidelidad que
tiene la medición respecto a una relación se"al a ruido. Esto permitiría un mejor desempe"odel sistema en ambientes ruidosos.
Re5ere&%as
@AB )ía; . >odelo de )ecisión para la :sistencia en el /roceso de :lineación de un'istema de 'onido?, (rabajo de investigación para optar al título de magister eningeniería 4niversidad del 5alle. 3ali, 3olombia DMAD.
@DB Penderson, /. )., >Empe;ando con 'maartLive& /rocedimientos Kásicos de ontaje !edición? F(raducción al 3astellano por Tames UoodsG '1: 'oftware 3ompan!, 1nc.,Uhitinsville, : 4': DMM$.
@QB e!ersound, >6uía para optimi;ar sistemas de sonori;ación?, e<ico, DMMM. 3apítulode mediciones, 3apítulo altavoces.
@$B 3aicedo E, )ía; , Loai;a P., >'::+(:*& Perramienta 'oftware para el :nálisis ! :juste )e 'istemas 'onoros?. 303:/:0 III11 1EEE 'ección 0icaragua3onvención /rofesional de 3entro :m#rica ! /anamá. anagua, 0icaragua.0oviembre DMAD.
@JB Penderson, /. )., >(he *undamentals of **(Kased :udio easurements in'maartLive? '1: 'oftware 3ompan!, 1nc., pp. , Uhitinsville, : 4':.
@OB Eargle, T., *oreman, 3.? TKL :udio Engineering for 'ound +einforcement? TKL /ro
:udio /ublications. 4': DMMD.
@=B /. )uhamel , . 5etterli, *ast fourier transforms& a tutorial review and a state of the art,'ignal /rocessing, v.AN n.$, p.DJNDNN, :pril ANNM.
@B Penao L, Vui"ones L. >'pectrawav& 'oftware para el análisis de audio?, trabajo degrado 4niversidad :utónoma de ccidente, pp. A$, A=DA. DMMJ.
@NB 6len, . K., editor >: 'ound EngineerWs 6uide to :udio (est and easurement?,
Editorial Elservier 1nc , pp. DA DD. 4': DMMN.@AMB 6len, . K., editor >: 'ound EngineerWs 6uide to :udio (est and easurement?,
Editorial Elservier 1nc , pp. QN. 4': DMMN.
@AAB Eaw, >'maart 5.O 'ound s!stem measurement, optimi;ation and control software, user guide?, pp DN. DMM=.
@ADB Kehringer, >anual de uso 4L(+:)+13E /+ )3ID$NO. 5ersión A.A Tunio DMMQ.
/ágina DO.
7/23/2019 137632651338. _corregido Mafer Loaiza Julio 2 2013
http://slidepdf.com/reader/full/137632651338-corregido-mafer-loaiza-julio-2-2013 18/18