Una regla básica para las fuentes sonoras: el sonido se atenúa gradualmente conforme nos alejamos de la fuente sonora a razón de 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Para fuentes lineales se atenúa sólo 3 dB cada vez que duplicamos la distancia a la fuente (dibujo1)

4.2. Influencia de los factores meteorológicos

El sonido necesita al aire para desplazarse asique todos lo que influya al aire influye en el sonido.

Si el viento sopla a favor del sonido me favorece y si sopla en contra perjudica pero se pueden colocar los altavoces inclinados hacia abajo para compensar

La temperatura y la velocidad (Dibujo 2 donde t es la temperatura se mide es m/s)

La humedad se propaga mejor el sonido porque hay una menor resistencia acústica

Influencia de lluvia niebla y nieve en el sonido: El sonido se propaga peor debido a que hacen forma de pantalla. Cuando nos acercamos al 100% de humedad el sonido se propaga peor

Influencia del tipo de terreno: el sonido no se comporta igual en todos los terrenos hay terrenos más absorbentes que otros. La orografía es la forma del terreno

Nota: La pérdida más acusada de sonido debida a componentes meteorológicos se produce para las frecuencias altas porque cuanto mayor es la frecuencia la longitud de onda es menor.

4.3. Reflexión del sonido

- Reflexión: El sonido se refleja con el mismo ángulo con el que entra.

- Refracción: Atraviesa el material con un ángulo menor con el que entra.

Si la longitud de onda es más grande que el objeto el sonido termina por no reflejar.

Difracción: El fenómeno se produce cuando el sonido en lugar de seguir en la dirección normal se dispersa en otra dirección. Puede pasar en:

Cuando me encuentro un objeto cuya dimensión es comparable con la longitud de onda del sonido que llega hasta el.

Si la longitud de onda es menor que el obstáculo puede absorber el sonido o reflejarlo

Si la longitud de onda es mayor se aplica la difracción

- Difracción: El fenómeno de difracción presenta dos variantes en función de la frecuencia de los sonidos. Los sonidos de frecuencias bajas (sonidos grabes con una gran longitud de onda) son capaces de rodear un obstáculo casi como si no existiese originando una pequeña región de sombra sonora, mientras que las frecuencias altas (sonidos agudos con una longitud de onda pequeña) no son capaces de rodear

grandes obstáculos produciéndose zonas de sombra bastante grandes al chocar con los mismos

Reverberación: Es un fenómeno físico producido cuando una onda sonora se refleja contra un obstáculo y regresa al punto de emisión en un tiempo inferior a 0,1 segundos

ECO: Un fenómeno acústico que es producido cuando la onda sonora se refleja contra un obstáculo y regresa con un retraso mayor a 0,1 segundos (para que el oído distinga el reflejo como un sonido independiente)

1.4 Absorción del sonido

Podemos entender como el inverso de la reflexión, que un objeto absorba en mayor o menor medida dependerá de la naturaleza del objeto de su forma y rugosidad de su superficie. Para un determinado material el coeficiente de absorción nos indica un valor relativo a la cantidad de sonido que absorbe una

Coeficiente de absorción = Sa/Sr

Sa: sonido absorbido

Sr: sonido incidente

Los materiales los podemos dividir en 2 grandes grupos según el coeficiente de absorción

Absorbentes porosos: Absorben más sonido a medida que aumenta la frecuencia como las fibras textiles, las de madera, las vegetales…

Resonantes: Se presenta la máxima absorción a una frecuencia determinada que es la frecuencia propia del material, se usan para recortar la respuesta de una estancia a determinadas frecuencias por lo que podrán corregir la respuesta incorrecta de frecuencias concretas que quedan realzadas por la distancia

4.5 Reverberación de los sonidos

El enriquecimiento del sonido en una estancia o en un ambiente determinado o también llamado como “Inteligibilidad” (tócate la polla)

Tiempo de reverberación: es el tiempo que necesita para reducirse hasta el umbral de audición. Es el principal criterio para evaluar el comportamiento acústico de una sala en función de para que vaya a emplear esa sala el tiempo cambiará

Tiempo de reverberación = RT60 = (0,16·V)/∑(a·S)

Tiempo de reverberación: RT60

V: volumen de la estancia

a: Coeficiente de absorción

S: Superficie (m2)

1.5 Componentes en una instalación electroacústica

Vamos a estudiar dos tipos de instalaciones:

Instalaciones con amplificación de potencia centralizada

Instalaciones con amplificación de potencia descentralizada

1.5.1 Instalaciones con amplificación de potencia centralizada

Consta de unos amplificadores que desde un punto reparten su potencia a todos los altavoces que componen la instalación a unas tensiones que pueden ser de 70 ó 100 voltios

Este valor de tensión tan alto viene impuesto por la necesidad de mantener la sección de los conductores dentro de unos niveles adecuados ya que al distribuir la señal de sonido amplificado desde un único punto al resto de la instalación se puede provocar una caída de tensión considerable lo cual consideraría una pérdida de potencia de audio

En cada instancia que vaya a insonorizar será necesario instalar un módulo de atenuación y selección de canales de música y la regulación del volumen con dispositivo de prioridad de aviso que permita en un momento dado que si el sonido de dicha está apagado o al mínimo se disponga del máximo nivel de volumen disponible para dar a locuciones desde el punto central de amplificación

Este módulo que hay que instalar en todas las habitaciones tiene un transformador reductor con entrada a 70 ó a 100 voltios y luego tiene varias tomas secundarias para regular el volumen en 4 ó 6 saltos además de un conmutador rotativo para regular el canal deseado. (D4)

Este tipo de línea tiene como desventaja que el sonido tiene que pasar por 2 transformadores y se produce una pérdida de potencia sonora, solo tiene 4 posiciones de volumen y no es fácil encontrar un sonido confortable y económicamente no sale muy rentable. Este tipo de instalación nos permite conectar en serie, paralelo y mixto.

1.5.2 Instalaciones con amplificación de potencia descentralizada

Una Inst. Descentralizada consta de una central que admite las señales de audio de diversas fuentes musicales esta central tiene como misión es adaptar cada una de las señales a la línea general de la instalación enviándolas en una condiciones tales que no puedan ser perturbadas por parásitos o ruidos eléctricos a lo largo de su recorrido a los diversos alimentadores y mandos con un nivel de señal de sólo 3 voltios. Esta línea general es el elemento principal de este sistema ya que por este conjunto de conductores se presenta la señal de audio a 3 voltios la alimentación de energía en valores muy bajos 12 voltios y las ordenes de control para el conjunto de mandos de la instalación. La central no es un amplificador de potencia. (D5)

Como consecuencia de que no se transporta potencia de audio en la línea general losconductores de la señal que proporciona la central pueden ser de secciones reducidas sin necesidad de apantallamiento para evitar los efectos electromagnéticos

1.6 Componentes comunes en las instalaciones de potencia centralizada.

Un micrófono: es un elemento eléctrico destinado a transformar las variaciones de presión que capta en su correspondiente señal eléctrica, para posteriormente ser tratada según convenga para su utilización

Sensibilidad: Es la relación que se da entre las variaciones de la intensidad de la presión (producen las señales acústicas) y la amplitud de las señales eléctricas que proporciona en su salida. Se mide en mV/P para 1000 Hz. Se encuentra entre 1 y 5 mV/P un micrófono que funcione.

Respuesta de frecuencia: Es entre que márgenes de frecuencia el micrófono no da unos niveles de sensibilidad óptimos. Debe presentar una curva de frecuencia lo más plana posible.

Direccionalidad de los micrófonos: Nos indica la variación de la respuesta del micrófono en función de la dirección de donde perciba el sonido producido por la fuente sonora. Nos permite elegir entre los sonidos que yo quiera y descartar los que no quiera.

Impedancia de los micrófonos: Es la resistencia que proporciona el micro en su conector. Hay que tener en cuenta que Z ha de ser como máximo 1/3 que la Z del equipo al que se conecta para evitar pérdidas de señal e incremento de ruidos de fondo. Hay micrófonos de alta y baja Z los micrófonos de alta Z presentan un valor mínimo de 1000 Ω a una frecuencia de 1000 Hz y proporcionan una gran tensión de salida, entre los 10 y 30 mV. Presentan una corriente (I) muy pequeña. No deben tener un cable de más de 10 metros. Los micrófonos de baja impedancia está entre 200 y 600Ω a 1000Hz la tensión será menor, la corriente será mayor, por eso el cable será de unos 100m

Tipos de micrófonos según su funcionamiento, pueden ser de presión de velocidad o una mezcla de las 2

Presión

Según su función Gradiente de presión o velocidad

Mezcla de los 2

Presión: Son omnidireccionales se utilizan para la captación de música

Gradiente de presión o velocidad: Este tipo de micros se utilizan para recoger sonidos de manera direccional, se utiliza para discursos, etc.…

Según su constitución pueden ser:

De carbón: el carbón de dentro de la cámara mejoran el sonido a bajo volumen,

De cristal o piezoeléctrico (impedancia de salida alta)

Dinámico: Tienen una bobina, aguantan las inclemencias del tiempo

De condensador: Puede variar la tensión, necesitan un generador para funcionar, la impedancia es alta. Se usan en salas de grabación debido a que no tienen apenas ruido

Sin hilos:

Especiales

Electret: La placa fija es un polímero tratado eléctricamente necesitan alimentación eléctrica necesitan preamplificador para que adapten las impedancias. Inconvenientes: se deshacen con nada, pero no se joden con campos electromagnéticos

Micrófono sin hilos: Puede ser de solapa o de bastón

El de solapa se conecta por medio de un cable a un emisor que envía la señal desde el micrófono a un receptor. El de mano o bastón tiene al final una antena emisora a un receptor. La señal emitida siempre es de 40MHz-88MHz_108MHz-200MHz en FM de 88MHz a108MHz en FM están las emisoras de radio públicas.

Micrófonos especiales:

Micrófono de cañón: Tienen un tubo mu largo y estrecho. Se emplean en películas, series. Son muy direccionales.

Micrófono paraboloide: Forma de parábola, unidireccionales. Tienen un ángulo muy pequeño y recogen sonidos a gran distancia.

Micrófono hemisféricos o de superficie: captan el sonido de la parte superior se usan en teatros.

Bigoteras (micrófonos canceladores): Se tienen que poner en contacto con la nariz y el labio superior

Colocación de los micros

Efecto de la proximidad: Cuanto más cerca está el micro de la fuente de sonido mayor es la calidad que recoge y el ruido disminuye pero ha de haber una distancia mínima debido a los golpes de aire. La distancia mínima crean ondas expansivas que alcanzan el diafragma del micro y lo desplazan de su posición de trabajo de manera brusca produciendo un impulso eléctrico de gran amplitud que satura por unos instantes la entrada del amplificador, la distancia mínima que aconseja tener un micro es a 10cm.

Acoplamiento acústico (efecto larsen, feedback): Cualquier sonido que se produce es recogido por el micrófono amplificado y difundido otra vez por los altavoces. Se soluciona poniendo el micrófono fuera del área de acción de los altavoces.

Altavoces: Es un elemento electroacústico que tiene como misión convertir una señal eléctrica que recibe en la entrada a una señal acústica en la salida

Características de los altavoces

- Sensibilidad: nos define el nivel de presión sonora que un altavoz produce a 1 metro de distancia en su eje cuando lo alimentamos con 1W de potencia de audio en igualdad de distancia una potencia eléctrica doble aumenta la intensidad sonora en 3Db y no en el doble como sería de esperar a igualdad de potencia doblo la distancia, la intensidad va a disminuir en 6Db es decir para doblar la distancia de audición en igualdad de intensidad es preciso cuadruplicar la potencia eléctrica

- Potencia nominal: Es la potencia máxima que puede usar de manera continua sin dañar el altavoz. A más potencia más distorsión, la distorsión trabajando a potencia nominal va a estar entre el 3 y el 8% para frecuencias media y alta en altavoces de calidad.

- Impedancia eléctrica: el nivel de impedancia de un altavoz tiene que estar por encima de la impedancia mínima de salida del amplificador a la que están conectados. Se mide a 1000Hz

- Respuesta en frecuencia: Llamamos a la gama de frecuencias que un altavoz es capaz de reproducir con un determinado nivel de eficacia y calidad y nos representa la variación de la presión sonora en dirección axial y en un cierto punto cuando la tensión es constante pero varía la frecuencia. Es fundamental determinar los límites máximos de pérdida de eficacia para poder encuadrar un altavoz en función de su calidad asique marcamos ese límite máximo en una pérdida de eficacia de 3dB

- Ángulo de cobertura: Es aquel en el que el nivel de presión sonora disminuye en 6dB respecto al que presentaba en su eje medido a 1m del altavoz.

- Índice de directividad del altavoz Q: Nos indica la variación de la respuesta para los diversos puntos de audición alrededor del altavoz. Cuanto más alto sea Q más concentrada va a ser la potencia acústica. Se conseguirá una mayor inteligibilidad.

Tipos de altavoces

Altavoces Electrodinámicos: Tienen un pequeño motor que está compuesto

Altavoces de radiación directa: Son altavoces que se utilizan para reproducir fielmente las frecuencias más bajas.

Altavoz de bocina: Este tipo de altavoces se utiliza para grandes distancias, cubrir un gran terreno. Están diseñados para difusión al aire libre. Sale rentable porque la calidad del altavoz es peor, sacrifica calidad para llegar más lejos

Cajas acústicas: Se usan para dirigir el sonido en una dirección, es muy común y se usa sobre todo para reproducir graves, hay muchos tipos de cajas Caja abierta, cajas de compresión: Cerradas herméticamente y recubiertas de un material absorbente, funcionan bien con bajas frecuencias. Cajas de grabes o bass-reflex: cerrados y en vez de la típica malla por delante tienen uno agujeros Bafle infinito es cuando creas un hueco entre el altavoz y la caja en la parte de atrás.

Combinación de altavocesAltavoces en columna: Unos encima de otros se usan para tener mayor direccionalidad del sonido en el plano vertical, el ángulo de cobertura se reduce a la mitad cada vez que doblamos el número de altavoces apilados. En el plano horizontal se mantiene la direccionalidad. Se reduce la reverberación.Altavoces en abanico: Se usan para poder abarcar la máxima direccionalidad en el ángulo horizontal.

- Adaptación de impedancias de un grupo de altavoces

Zaltavoz ≥ Zmin salida ampli

Montaje en serie: (D7) El problema es que si se rompe un altavoz se rompen todos y es aconsejable que sean de la misma marca y modelo

Montaje en paralelo:

Posicionamiento de los altavoces y el efecto que producenMide la el nivel de presión sonora se mide en dps (deciverios/segundo) o en ingles spl (sound presure level)El nivel se mide a una distancia del altavoz (ni guarra) debe de haber una presión de 70 db, los picos pueden estar entre 80 y de 100dB para música. Además se intenta que los tiempos de reverberación sean óptimos para que se entiendaFuentes de sonido:Si la fuente de sonido está en la sala los altavoces la tiene que estar orientados de tal manera que al oyente le parezca que el sonido viene del hablante.También hay que tener en cuenta los ecos. Hay que intentar que el retardo entre altavoces sea mínimo para evitar el eco.El efecto larsen: Es necesario evitar que se produzca efectos de retroalimentación por culpa de los altavoces.

El efecto Haas: S no obtenemos este efecto los motivos que lo provocarían porque los altavoces están a distinto volumen o a diferente distanciaEn los dos casos anteriores parece que la única fuente sea el altavoz más próximo al oyente o el de mayor intensidad, dándose en estos casos los siguientes modelos de funcionamientoEl primero seria sonidos que llegan dentro de los 3ms suponiendo una diferencia de distancia entre los altavoces y el oyente de 1m en este caso el sonido más próximo aparece como origen de la fuente sonora cualesquiera que sean las intensidades respectivas.El segundo seria los sonidos que llegan entre 3 y 50ms con una diferencia de distancia entre 1m y 16,6m. Entonces el altavoz más próximo nos va a aparecer como origen de la fuente sonora

Los sonidos que llegan con más de 50ms y la distancia sea superior a 16,6m del oyente el sonido retardado constituye un eco molesto si no tiene un nivel de presión sonora (SPL) de al menos 10dB menos que el nivel de presión sonora del sonido que llega primero.

Componentes de las instalaciones de sonido con aplicación en potencia centralizada

Amplificador: Tiene como misión que la débil señal de entrada (generada por el micro) alcance el nivel necesario para ser transmitida al altavoz esto se puede hacer de 2 maneras. Ganancia de tensión: La tensión de la señal en la salida es mucho más grande en la salida que en la entrada pero siempre se produce una proporcionalidad respecto a estaGanancia de potencia: La potencia de la salida sería mayor que la de la entrada para proporcional al altavoz la potencia necesaria para su funcionamiento.

Características de los amplificadores:

Nivel de potencia de la señal de audio. Potencia eficaz Prms: Es la potencia que un amplificador puede proporcionar de manera continua sin sobrepasar el nivel de distorsión indicado por el fabricante suele ser del 1% el 3% o el 10%.

Potencia musical Pmus: Es la potencia que un amplificador puede proporcionar durante un corto periodo de tiempo (0,2seg) nos da una idea del máximo nivel de amplitud sonora que puede proporcionar el amplificador

Potencia Pico a Pico: Se consigue utilizando el valor de pico de la tensión de salida en lugar del valor eficaz en la fórmula de la potencia y si el equipo es estéreo a menudo se suma la potencia de ambos canales.

La Prms = de la potencia de pico

Distorsión: nos sindica la modificación que sufre la señal al pasar a través del amplificador esta característica de los equipos de sonido es la que nos permite evaluar la calidad de los mismos ya que nos indica si el amplificador procesa la señal de audio sin alterar su timbre o contenido de armónicos.Distorsión de frecuencia: Se produce cuando la relación de amplitud de la señal de entrada y de salida es diferente para distintas frecuencias.

Distorsión de armónico: Se tiene cuando varía el contenido de armónicos de la señal entre la entrada y la salida.Thd se mide en %El ser humano comienza a apreciar distorsiones entre 0,5% y 5%

Los niveles de ruido: Esta característica expresa la relación de niveles entre la señal en sí y el ruido que inevitablemente lo acompaña y este ruido es el que introduce el amplificador a la salida por efecto de la agitación térmica de los electrones de sus circuitos.

La gama dinámica: Hace referencia a la diferencia que existe entre la amplitud o nivel de los pasajes más intensos y los más débiles.

Respuesta en frecuencia: Nos define el comportamiento del amplificador en relación a las diferentes frecuencias que componen la señal de audio

Diafonía entre canales: tiene lugar cuando hay varias fuentes de entrada de señales conectadas al amplificador y se influyen entre sí.

A partir de aquí. Examen el miércoles

Entradas para los amplificadores (saber reconocer las entradas)

Los amplificadores proporcionan a la salida una potencia determinada a un valor de tensión fijo valor que puede ser 50, 70 o 100V por lo que la carga aplicada (altavoces) puede ser de 4, 8 ó 25Ω que viene determinada para obtener el máximo valor de potencia en la salida. En el valor de la impedancia intervienen 3 factores:

Resistencia Reactancia Inductancia

Xl=2πfL Xc=1/2πfC

La impedancia mínima de carga es tal que se admita un elemento electrónico cuya impedancia no sea menor de un valor determinado. La impedancia mínima de carga debe venir en el altavoz sobre todo los equipos de potencia

Recomendaciones a la hora de montar equipos: No conectar a la salida de un aparato cargas de valor inferior a su impedancia

mínima de carga Cuando la salida de un equipo tiene que conectarse a otros muchos elementos

tenemos que asegurarnos que la impedancia combinada de todos ellos no es inferior a la impedancia mínima de carga del primero.

EcualizadoresEs un elemento que permite modificar la curva de respuesta en frecuencia de un sistema de audio esta modificación se realiza por medio de filtros.

Tipos de filtros

Filtros pasa bajos: Van a permitir pasar las frecuencias bajas y van a impedir las altas, la frecuencia de corte inferior es de 0Hz ya que permiten pasar todas las frecuencias por debajo de un determinado valor y la frecuencia de corte superior es la frecuencia máxima que dejará pasar el filtro.

Filtros pasa altos: Van a permitir pasar las frecuencias altas y van a impedir pasar las bajas.

Filtro pasa banda: Permiten pasar una franja de frecuencia

Controles de tonalidad

Nos permiten compensar los desequilibrios entre los distintos tonos de la señal (agudos medios y graves) uno de los más utilizados es Baxandall que está diseñado para la escucha a niveles bajos en los cuales existe una pérdida considerable de las bajas frecuencias (entre20 y 50Hz) este tipo de control es independiente para graves y agudos.

Si ponemos en su posición máxima el potenciómetro de agudos y en la mínima el de grabes el sistema se convierte en un filtro pasa altos que atenúa las baja frecuencias, si lo hacemos al revés tenemos un filtro pasa bajos, si lo que hacemos es ponerlo en el medio no le pasa nada a la señalLa misión de un ecualizador va a ser compensar las deficiencias acústicas de un recinto.

Características de los ecualizadores

Frecuencia central: Es el valor sobre el que actúa cada filtro. Es la frecuencia para la que la acción del filtro será máxima

Ancho de banda: Determina la amplitud de la zona de trabajo se puede representar de manera porcentual (%) este ancho de banda nos indica la extensión a ambos lados de a frecuencia central que abarca la corrección actuada por el filtro, cuando el ancho de banda es grande está actuando sobre muchas frecuencias.

Factor de selectividad: Nos indica la pendiente que tiene la curva de actuación del filtro, cuanto menor sea el factor de selectividad, más uniforme dentro de su ancho de banda

Ganancia: Es la cantidad de amplificación o atenuación que provoca el filtro sobre la señal, se expresa en Db y suele oscilar entre +- 12Db

Dispositivos auxiliares y de control

Transformadores: A la salida del amplificador se le dota de un transformador que eleva la tensión de la señal de audio desde los 20 o 30V hasta 70 o 100V que inyectaremos en la línea de distribución de esta forma la intensidad que circula por la línea general de distribución es de un valor moderado como consecuencia de la elevada tensión que existe en la línea en función de la fona que queramos insonorizar que requiera insonorizar la necesidad de poder regular el volumen se podrá disponer de un único transformador por grupo de altavoces, para reducir el valor de la tensión a un nivel apropiado para alimentar los altavoces según su impedancia y la potencia que requiera. Se tiene que tener en cuenta que en estos transformadores de audio la pérdida de distorsión y potencia, además trabajan a una frecuencia muy baja entorno a los 20 Hz, van a tener que estar equipados con un núcleo magnético de tamaño suficiente para que sature a estas frecuencias y por tanto tiene que ser necesariamente más grande que cualquier transformador para una red a 50 Hz

Atenuadores: La instalación va a tener zonas que van a necesitar poder regular el volumen de manera independiente al amplificador. Esta regulación del volumen se hace con atenuadores que se colocan entre la línea general de distribución y el transformador para poder reducir la potencia sonora en el local que lo requiera. Hay dos tipos de atenuadores en función de la potencia que vallan a utilizar:

Atenuadores resistivos: están compuestos por una cadena de resistencias que son intercaladas desde un valor máximo a uno mínimo y pueden llegar a desconectar el ordenador, están limitados a potencias de 5 o 6W

Atenuadores inductivos: están constituidos por un autotransformador con varias tomas a diferentes tensiones y un conmutador para seleccionar una de ellas, se utilizan para potencias superiores a 6W

Inconvenientes: tienen una escala de regulación muy pequeña, los saltos que hay son muy acusados por eso se incorpora una resistencia de potencia.

Componentes en las instalaciones de sonido descentralizada

En una estación de sonido con potencia descentralizada se utilizan

Adaptadores de fuentes de sonido (centrales) : Son los encargados de proporcionar a la instalación las señales de audio procedentes de las fuentes musicales con las características de tensión e impedancia adecuadas para su distribución a través de la línea general manteniendo constante el nivel de la señal de audio aunque esta sufra variaciones en función de la fuente sonora.

Mandos de control: Tienen como misión controlar como se está propagando el sonido en cada una de las instancias. Principalmente controlan la puesta en marcha y la regulación del volumen de su zona, pero pueden llevar incorporada otras opciones: controles de tonos, apagados temporizados, cambio de canal de sonido, mando a distancia etc. La regulación del volumen se hará de forma logarítmica con la respuesta en frecuencia cambiante automáticamente según el nivel (loudnees)

Amplificadores: La amplificación se hace una vez pasado por la centralita, en el lugar donde se vaya a utilizar.Nos evitamos pérdida de potencia de audio en la distribución los amplificadores en este tipo de instalación van a tener potencias pequeñas o medianas (o´s a sow), por esto estos equipos tienen una alta fiabilidad porque no tienen grandes disipaciones de calor y períodos muy grandes de inactividad.