Introduccion a Equipos de Audio (1 Parte) Resumen

PSGT DISTELSA 08 Introducción Equipos de Audio 1/2 TEC FEDERICO TAYLOR

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Distribuidora Electrónica S.A. Exposición Técnica/Capacitación

Introducción al Audio Parte 1

Autores: David Quinto

Michael Miranda Stuardo Sagastume

Practicantes Sexto Perito Taller Zona 10 (S-10) TEC. Federico Taylor

Guatemala, 02-04-2008


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INTRODUCCIÓN

Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.

Las ondas que se propagan a lo largo de un muelle, por agua, como consecuencia de una compresión longitudinal del mismo constituyen un modelo de ondas mecánicas que se asemeja bastante a la forma en la que el sonido se genera y se propaga. Las ondas sonoras se producen también como consecuencia de una compresión del medio a lo largo de la dirección de propagación. Son, por tanto, ondas longitudinales.

SONIDO

El sonido es una onda de variación rápida en la presión del aire dentro de un medio. Usualmente, le llamamos sonido audible a la sensación (percibida por el oído) de cambios rápidos muy pequeños en la presión del aire por arriba y por debajo de un valor estático. Dicho valor es la presión atmosférica (alrededor de 100,000 Pascales). El sonido es producido por vibraciones mecánicas. Estas se transmiten por el aire y llegan al oído, en donde son procesadas por el cerebro.

Como se producen los sonidos

• Los sonidos se producen cuando un objeto vibra. Este fenómeno es muy fácil de observar en una guitarra: al pulsar sus cuerdas, vemos como se desplazan de un lado a otro. Esta vibración es el origen del sonido.

• El sonido se produce por la vibración de las partículas. La frecuencia de vibración se mide en hercios (símbolo 'Hz').

• El rango de audición humano es aproximadamente de 20 a 20.000 Hz (20 kHz).

• Si un árbol se cae en medio de la selva y no hay nadie para oírlo, desde el punto de vista físico, éste produce ruido (ya que produce ondulaciones del aire). Tomando en cuenta la acepción general de sonido, no lo produce (ya que las ondas que emite no chocarían con ningún órgano perceptor de sonido).


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Magnitudes físicas del sonido

Como todo movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse por una curva ondulante como, por ejemplo, una sinusoide, y se pueden aplicar las mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda:

• Longitud de onda : indica el tamaño de una onda, que es la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo ).

• Frecuencia : número de ciclos (ondas completas) que se producen o que se reciben por unidad de tiempo. En el caso del sonido la unidad de tiempo es el segundo y la frecuencia se mide en Hertz (ciclos por segundo). Ambos valores no tienen porqué coincidir debido al efecto Doppler.

Los sonidos, por su frecuencia, se clasifican de la siguiente manera: · Graves (bajo, voz masculina): Estos sonidos tienen una frecuencia de 20 Hz a 300 Hz. · Medios (voz masculina y femenina, violines, guitarra): Sonidos de 300 Hz a 3000 Hz. · Agudos (timbales, píccolo, platillos): Sonidos de 3,000 Hz a 20,000 Hz

El oído humano promedio, puede escuchar de 20 Hz a 20 KHz y en un rango de intensidad máxima de 130 dB.

• Periodo: es el tiempo que tarda cada ciclo en repetirse.

• Amplitud : indica la cantidad de energía que contiene una señal sonora. No hay que confundir amplitud con volumen o potencia acústica.

• Fase: la fase de una onda expresa su posición relativa con respecto a otra onda.

• Potencia : la potencia acústica es la cantidad de energía radiada en forma de ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La potencia acústica depende de la amplitud.

Características o cualidades del sonido

Las cuatro cualidades básicas del sonido son:

• El tono : viene determinado por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras (es lo que permite distinguir entre sonidos graves, agudos o medios) medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).

Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el rango de audición de 20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanto más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.


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• La intensidad : es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell. El timbre : es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos.

• La duración : es la cualidad que determina el tiempo de vibración de un objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc..

INTENSIDAD DEL SONIDO

La intensidad de sonido se define como la potencia acústica transferida por una onda acústica por unidad de área normal a la dirección de propagación.

;

donde I es la intensidad de sonido, P es la potencia acústica y A es el área normal a la dirección de propagación.

Decibel El decibel es una unidad logarítmica usada en varias disciplinas de la ciencia. En todos los casos es usada para comparar una cantidad con un valor de referencia. Usualmente, el valor de referencia es el valor de menor amplitud encontrado de la señal a medir (aunque puede usarse el nivel más alto). En acústica, el decibel es mayormente usado para comparar la presión del sonido, en el aire, con una presión de referencia. Las razones por las que se utiliza la escala dB (decibeles) son dos: primero, porque en acústica las cantidades a medir de interés frecuentemente muestran rangos tan altos de variación que la escala dB es más conveniente que la escala linear. Y segunda, porque el oído humano interpreta el volumen en una escala mucho más cercana a la escala logarítmica que a la escala linear. Como dato particular, se debe de evitar cualquier exposición sin protección a sonidos con niveles por encima de los 100dB, ya que el daño al oído es acumulable e irreversible.


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Factores que determinan la intensidad del sonido

1. La intensidad de un sonido depende de la amplitud del movimiento vibratorio de la fuente que lo produce, pues cuanto mayor sea la amplitud de la onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que genera y, por tanto, mayor es la intensidad del sonido.

2. También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una


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mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud).

3. La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".

4. Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se denomina sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.

Acústica Por acústica se entiende el estudio del sonido y su interacción con el medio ambiente. Estudia cómo afecta el medio ambiente al sonido. Distorsión Se conoce por distorsión a cualquier cambio que sufre una onda en su concepción natural. Nos dice si el sonido se ha modificado del original. Wow & Flutter Es distorsión que aparece debido a la inestabilidad de los motores que transportan la cinta o que mueven el CD o la tornamesa es decir distorsión mecanica. Se mide en un porcentaje de variación. Suele ser menor al 1%. Rango dinámico El rango dinámico de un sistema de audio se define como la diferencia en decibeles entre el nivel máximo de sonido que se procesa sin distorsión, y el nivel mínimo de sonido que puede ser detectado al final del proceso. El cálculo del rango dinámico se reduce a una simple resta entre máximo sonido que pasa sin distorsión y el mínimo sonido que puede distinguirse (aún con ruido): Rango dinámico = Max (dB) - Min (dB) Ya que el nivel mínimo del sonido que puede distinguirse es comparable al ruido que se adiciona en el proceso, podemos decir lo siguiente:


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Rango dinámico = Máximo sonido que pasa sin distorsión (dB) - Ruido (dB) De lo cual, podemos concluir que siempre que comparemos dos sistemas de grabación - reproducción, el ruido será menos perceptible en el sistema que tenga mayor rango dinámico.

PSICOACÚSTICA

La psicoacústica estudia la percepción subjetiva de las cualidades (características) del sonido: intensidad, tono y timbre. Estas cualidades o características del sonido están, a su vez, determinadas por los propios parámetros del sonido, principalmente, frecuencia y amplitud.

Debido a la sensibilidad (eficiencia de la respuesta en frecuencia) del oído humano, estos términos en el contexto de la psicoacústica no son totalmente independientes. Los tres se influyen mutuamente. Modificando un parámetro, cambian los otros y la percepción del sonido cambia. Por ejemplo, si se modifica la intensidad de un sonido (su sonoridad) esto afecta a la percepción de la altura y del timbre, etc.

Los parámetros psicoacústicos más relevantes son:

Sonoridad Se define como la sensación de la magnitud del sonido. La percepción de la sonoridad depende principalmente de las amplitudes de las componentes del sonido. El oído humano es capaz de oír sonidos con frecuencias entre los 20 Hz y los 20KHz. Sin embargo, el rango entre los 2KHz y los 5KHz es más perceptible, siendo que a medida que la frecuencia disminuye y se acerca a 20


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Hz la sonoridad disminuye drásticamente. Lo mismo ocurre a medida que la frecuencia aumenta y se acerca a 20 KHz.

Timbre

El timbre es el atributo que nos permite diferenciar dos sonidos con igual sonoridad, altura y duración. Como se ve, el timbre se define por lo que NO es.

En todo caso, se podría afirmar que el timbre es una característica propia de cada sonido, de alguna manera identificatoria de la fuente sonora que lo produce. Hay diferentes grados de generalización en la consideración del timbre de una fuente sonora.

• aquello que diferencia elementos de diferentes clases (por ejemplo, una guitarra de una flauta);

• aquello que diferencia elementos de una misma clase (por ejemplo, dos guitarras);

• aquello que diferencia las distintas posibilidades dentro de un único elemento (por ejemplo, diferentes posibilidades sonoras -tímbricas- en una misma guitarra);

• aquello que caracteriza las diferencias producidas por la variación temporal de un sonido (el sonido como fenómeno dinámico, que varía en el tiempo).

Los principales factores que influyen en la determinación del timbre son:

• la envolvente espectral, es decir, la intensidad relativa de los parciales; • la envolvente dinámica, en particular la conjunción de las envolventes

dinámicas de cada uno de los parciales; • los transitorios, que son parciales de muy corta duración que se generan

en el ataque, pero también en la caída de un sonido. Ello hace que todos los sonidos tengan siempre una componente de ruido.

El timbre es un fenómeno dinámico, quiere decir que varía en el tiempo. Esto se debe a la evolución de las envolventes dinámicas de cada uno de los parciales que hace que la envolvente espectral (es decir, la intensidad relativa de los parciales) sea distinta en cada momento. La envolvente tímbrica es la superficie que generan las envolventes dinámicas de todos los parciales que componen ese sonido.

ANCHO DE BANDA

Para señales analógicas, el ancho de banda es la anchura, medida en hercios, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier. También son llamadas frecuencias efectivas las pertenecientes a este rango.


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Así, el ancho de banda de un filtro es la diferencia entre las frecuencias en las que su atenuación al pasar a través de filtro se mantiene igual o inferior a 3 dB comparada con la frecuencia central de pico (fc) en la Figura 1.

La frecuencia es la magnitud física que mide las veces por unidad de tiempo en que se repite un ciclo de una señal periódica. Una señal periódica de una sola frecuencia tiene un ancho de banda mínimo. En general, si la señal periódica tiene componentes en varias frecuencias, su ancho de banda es mayor, y su variación temporal depende de sus componentes frecuenciales.

Normalmente las señales generadas en los sistemas electrónicos, ya sean datos informáticos, voz, señales de televisión, etc... son señales que varían en el tiempo y no son periódicas, pero se pueden caracterizar como la suma de muchas señales periódicas de diferentes frecuencias.

CANAL

Un canal de comunicación es el medio de transmisión por el que viajan las señales portadoras de la información que pretenden intercambiar emisor y receptor. Es frecuente referenciarlo también como canal de datos.

Los canales pueden ser personales o masivos: los canales personales son aquellos en donde la comunicación es directa. Voz a voz. Puede darse de uno a uno o de uno a varios. Los canales masivos pueden ser escrito, radial, televisivo e informático.

Así sucesivamente se pueden ir identificando los diferentes canales de transmisión del pensamiento.

En telecomunicaciones, el término canal también tiene los siguientes significados:

1. Una conexión entre los puntos de inicio y terminación de un circuito. 2. Un camino único facilitado mediante un medio de transmisión que puede

ser: 1. Con separación física, tal como un par de un cable multipares. 2. Con separación eléctrica, tal como la multiplexación por división

de frecuencia (MDF) o por división de tiempo (MDT).


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3. Un camino para el transporte de señales eléctricas o electromagnéticas, usualmente distinguido de otros caminos paralelos mediante alguno de los métodos señalados en el punto anterior.

4. En conjunción con una predeterminada letra, número o código, hace referencia a una radiofrecuencia específica.

5. Porción de un medio de almacenamiento, tal como una pista o banda, que es accesible a una cabeza o estación de lectura o escritura.

6. En un sistema de comunicaciones, es la parte que conecta una fuente (generador) a un sumidero (receptor) de datos.

En comunicación, Cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales concretas y no todos sirven para cualquier tipo de señal. Por ejemplo, la señal eléctrica se propaga bien por canales conductores, pero no ocurre lo mismo con las señales luminosas.

Un canal está definido desde el punto de vista telemático por sus propiedades físicas: naturaleza de la señal que es capaz de transmitir, velocidad de transmisión, ancho de banda, nivel de ruido que genera, modo de inserción de emisores y receptores, etc.

El ejemplo más común de canal acústico es la atmósfera. Para señales electromagnéticas se puede utilizar multitud de canales dependiendo de la frecuencia de las señales transmitidas: cables, el vacío (satélites), la propia atmósfera, etc.

Un caso particular de canal electromagnético son las fibras ópticas, especializadas en transmisiones luminosas, extraordinariamente rápidas e insensibles al ruido o las posibles contaminaciones de la señal luminosa.

FORMAS DE ONDA

Onda Senoidal

Se trata de una señal análoga, puesto que sus valores oscilan en una rama de opciones prácticamente infinita, así pues, podemos ver en la imagen que la onda describe una curva continua. De hecho, esta onda es la gráfica de la función matemática seno, que posee los siguientes atributos característicos:

• En un triángulo rectángulo, el seno de un ángulo agudo a, que se designa por sen a, es igual a la longitud del cateto opuesto al ángulo dividida por la longitud de la hipotenusa.

• El seno de un ángulo cualquiera se asigna mediante la circunferencia goniométrica o circulo Unitario es decir es una circunferencia de radio 1 en la que se representan ángulos con el fin de poder estudiar fácilmente sus razones trigonométricas. Es la ordenada del punto en que el segundo lado del ángulo la corta.


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• La función y = sen x describe la variación del seno de ángulos medidos en radianes. Es continua y periódica de periodo 2π (Recuérdese que en radianes, π representa 180°). Se denomina función sinusoidal.

El teorema del seno se aplica a los lados y ángulos de un triángulo cualquiera y relaciona cada dos lados con sus ángulos opuestos:

Este tipo de ondas son vistas en la Corriente Alterna, puesto que en ésta, la dirección del flujo eléctrico cambia constantemente en el tiempo, y cada uno de estos cambios es representado en la gráfica por un ciclo, puesto que se considera que la carga va aumentando hasta llegar a su máximo, luego disminuye hasta cero y da paso al siguiente sentido.

Características

Una onda senoidal lo caracteriza:

• Amplitud: máximo voltaje que puede haber, teniendo en cuenta que la onda no tenga Corriente continúa. A0

• Período: tiempo en completar un ciclo, medido en segundos. T • Frecuencia: es el número de veces que se repite un ciclo en un

segundo, se mide en (Hz)

f = 1 / T

• Fase: el ángulo de fase inicial en radianes. (ßRd)

Onda Cuadrada

Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (CA) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario de lo que sucede con la onda senoidal y la onda triangular, etc.)

Se usa principalmente para la generación pulsos eléctricos que son usados como señales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fácilmente, un circuito electrónico que genera ondas cuadradas se conoce como generador de pulsos, este tipo de circuitos es la base de la electrónica digital


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El contenido espectral de una onda cuadrada se compone exclusivamente de armónicos impares (f, 3f, 5f, etc), extendiéndose a frecuencias más elevadas cuanto más abruptos sean sus flancos. Esto tiene dos consecuencias:

• La capacitancia y autoinductancia parásitas filtran la señal, eliminando las componentes de mayor frecuencia, con lo que la onda cuadrada se degrada, tomando un aspecto cada vez más redondeado.

• Por otro lado, señales muy abruptas producen radiación de alta frecuencia, dando problemas de compatibilidad electromagnética y acoplos (diafonía) entre pistas. Por ello ciertas familias lógicas como Q-mos (Quit-mos) controlan la pendiente de los flancos de la señal, evitando que sean demasiado abruptos.

Onda Triangular

La onda triangular es un tipo de señal periódica que presenta unas velocidades de subida y bajada (Slew Rate) constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, se decir, los tiempos de subida y bajada sean iguales.

Propiedades

La onda triangular tiene un contenido en armónicos muy bajo, lo que concuerda con su parecido a una onda senoidal. Tanto matemática como físicamente se puede obtener integrando en el tiempo una onda cuadrada: los niveles constantes alto y bajo de dicha onda se convierten en las pendientes (constantes) de los flancos de subida y bajada de la onda triangular.

Aplicaciones

Las ondas triangulares tienen aplicaciones destacadas, como son:

• Generación de señales sinusoidales. Se generan ondas sinusoidales conformando la señal triangular con redes de resistencias y diodos. Es el método habitual para producir sinusoides en los generadores de funciones de baja frecuencia (hasta unos 10 MHz).

• Generación de barridos. En los tubos de rayos catódicos, se aplican tensiones triangulares asimétricas (diente de sierra) a las placas deflectoras, en el caso de osciloscopios, o corrientes de la misma forma a las bobinas deflectoras, en el caso de monitores de televisión, patallas de ordenador, etc.


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Osciladores. Como la relación entre el tiempo y la amplitud de una onda triangular es lineal, resulta conveniente para realizar osciladores controlados por tensión, comparando su nivel con la tensión de control.

Armónicos

En acústica y telecomunicaciones, un armónico de una onda es un componente sinusoidal de una señal. Su frecuencia es un múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos más altos es mucho menor que la amplitud de la onda fundamental y tiende a cero; por este motivo los armónicos por encima del quinto o sexto generalmente son inaudibles. El concepto y la existencia de armónicos tiene su fundamento matemático en la teoría de las series de Fourier. Una de las obras clave en el desarrollo de acústica es el libro del físico Helmholtz On the sensations of tone, obra en la que describe minuciosamente sus experimentos pioneros en la determinación de los armónicos basándose en su audición mediante el diseño de aparatos resonadores y otros instrumentos.

Timbre

Los armónicos son los que generan el timbre característico de una fuente de sonido (ya sea una voz humana, un instrumento musical, etc.). Son los que permiten diferenciar un tipo de instrumento de otro, o reconocer el timbre de la voz de una persona.

Los armónicos más altos son inaudibles, y lo que da diferentes timbres a diferentes instrumentos es la amplitud y la ubicación de los primeros armónicos y los parciales. Y las diferentes trayectorias de las ondas sonoras de dos instrumentos tocando al unísono es lo que permite al oyente percibirlos como dos instrumentos separados.

Por ejemplo, si dos instrumentos ejecutaran la nota do4 (la tecla blanca central de un piano), la onda fundamental de ambos poseería la misma frecuencia (en este ejemplo 264 Hz o ciclos por segundo). Sus timbres son diferentes porque cada uno produce una altura de armónicos diferentes.

Serie de armónicos

Cuando se ejecuta una nota en un instrumento musical se genera una onda de presión de aire. Esta onda sonora está acompañada por una serie de armónicos, todos prácticamente inaudibles, pero que le dan al instrumento su timbre particular. Cada armónico de esta serie tiene una amplitud (volumen o fuerza del sonido) diferente. Por ejemplo en el clarinete son más fuertes los armónicos impares (el 3º, el 5º, el 7º, etc.).


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A partir del quinto armónico, todos los siguientes armónicos impares suenan ligeramente desafinados con respecto al temperamento justo (que es sistema de afinación en boga en casi todo el mundo desde principios del siglo XX).

Escala armónica.

Esta es la serie de los primeros armónicos (que justamente son los principales):

Nº de Armónico Frecuencia Nota Intervalo

1º armónico 264 Hz do1 tono fundamental (el primer do a la izquierda del piano)

2º armónico 528 Hz do2 octava

3º armónico 792 Hz sol2 quinta


5º armónico 1320 Hz mi3 tercera mayor

6º armónico 1584 Hz sol3 quinta

7º armónico 1848 Hz sib3 séptima menor (muy desafinada)


9º armónico 2376 Hz re4 segunda mayor

10º armónico 2640 Hz mi4 tercera mayor

11º armónico 2904 Hz fa#4 cuarta aumentada

12º armónico 3168 Hz sol4 quinta justa

13º armónico 3432 Hz la4 sexta mayor (muy desafinada)

14º armónico 3696 Hz sib4 séptima menor

15º armónico 3960 Hz si4 séptima mayor



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DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

Válvula/Tubo al vació o termoiónica

La válvula termoiónica es un componente electrónico basado en la propiedad que tienen los metales en caliente de liberar electrones desde su superficie. Se usó ampliamente en la electrónica analógica y digital antes de la invención del transistor, y sobrevive en aplicaciones específicas.

Características

Una válvula al vació se compone de 4 partes principales las cuales son filamento, cátodo, ánodo y vació normalmente hecho de vidrio.

Filamentos

El filamento es el órgano calefactor que proporciona la energía suficiente para que el cátodo emita una cantidad de electrones adecuada.

Cátodos

El cátodo es el responsable de la emisión de electrones, que debe ser constante a lo largo de la vida de la válvula. Desgraciadamente, esto no es así, y los cátodos se van agotando según envejecen.

Ánodos

El ánodo recibe el flujo de electrones que, en la mayoría de las válvulas, han sido acelerados hasta adquirir gran energía que transfieren al ánodo cuando chocan contra él. Por ello, los ánodos de las válvulas de potencia son grandes, muchas veces masivos y forman parte del propio cuerpo de la válvula, pudiendo refrigerarse directamente desde el exterior, por contacto con una superficie fría, aire a presión, vapor de agua, etc. Anteriormente, la refrigeración de ánodo se realizaba fundamentalmente por radiación, por lo que las ampollas de vidrio eran grandes y separadas del ánodo, para que éste pudiese adquirir gran temperatura.

Vacío

Un menor grado de vacío implica la presencia de un mayor número de moléculas de gas en la válvula, aumentando el número de colisiones con los electrones y disminuyendo el rendimiento del tubo. Pero un mayor vacío implica un mayor desgaste de los filamentos, por lo que históricamente se ha ido avanzando hacia las válvulas de alto vacío mediante un avance conjunto en todos los demás componentes. Sin embargo, algunas válvulas como los tiratrones basan su funcionamiento en la presencia de ciertos gases llenando el tubo.


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Transistor

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los enseres domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadores, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavarropas automáticos, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc.

Sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o triodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EEUU en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956.

El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas (que son controladas por voltaje), el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica.

De manera simplificada, la corriente que circula por el "colector" es función amplificada de la que se inyecta en el "emisor", pero el transistor sólo gradúa la corriente que circula a través de sí mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la "base" para que circule la carga por el "colector", según el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificación logrado entre corriente de base y corriente de colector, se denomina Beta (β) del transistor. Otros parámetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Máxima, disipación de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parámetros tales como corriente de base, tensión Colector Emisor, tensión Base Emisor, corriente de Emisor, etc.


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Los tres tipos de esquemas básicos para utilización analógica de los transistores son emisor común, colector común y base común.

Configuraciones básicas del transistor

Circuito Integrado

Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando

NPN PNP


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por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.

FET

El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET, como todos los transistores, pueden plantearse como resistencias controladas por voltaje.

La mayoría de los FET están hechos usando las técnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea monocristalina semiconductora como la región activa o canal. La región activa de los TFTs (thin-film transistores, o transistores de película fina), por otra parte, es una película que se deposita sobre un sustrato (usualmente vidrio, puesto que la principal aplicación de los TFTs es como pantallas de cristal líquido o LCDs).

Cristal de Cuarzo

Dispositivo electrónico conformado por una capa de cuarzo envuelta en una estructura generalmente de material semiconductor, la cual ocasiona un efecto piezoeléctrico, con este característica de cristal se puede utilizar en generadores de frecuencia para suministrar bases de tiempo a diversos dispositivos como microcontroladores. Es muy utilizado en circuitos

P-channel

N-channel

Símbolos esquemáticos para los JFETs canal-n y

canal-p. G=Puerta(Gate),

D=Drenador(Drain) y S=Fuente(Source).


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electrónicos para osciladores y como bases de tiempo para memorias. Si una de estas substancias es deformada mecánicamente, producirá una descarga eléctrica y si es colocada en un campo eléctrico, sufrirá deformación mecánica. Esta propiedad es conocida con el nombre de efecto piezoeléctrico o polarización eléctrica, y es el resultado de la presión.

Si se colocan dos placas de metal en contacto con las dos superficies de la placa de cuarzo y se conectan a un acumulador o fuente de voltaje, la diferencia de voltaje entre las dos placas comprimirá la placa de cuarzo y causará que se achate ligeramente como si fuera expuesto a una presión mecánica. Cuando se desconecta el acumulador, las moléculas del cristal recobraran su forma original y continuaran oscilando. esta propiedad de la placa de cuarzo es el llamado efecto piezoeléctrico. Frecuencia de vibración: Cada cristal vibrara con una frecuencia fija determinada por el espesor de la placa del cristal. Los cristales gruesos vibrarán más despacio que los cristales delgados. El cristal producido por el corte "Y" vibrará a una frecuencia diferente que el del corte "X", aunque ambos sean del mismo grueso. Un cristal que oscila a 1,800 Khz. por segundo tiene un tamaño como de media pulgada de diámetro y un espesor de un dieciseisavo (1/16) de pulgada.


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OSCILADOR

Es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos en un medio, ya sea en un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, etc.) En electronica un oscilador es un circuito que es capaz de convertir la corriente continua en una corriente que varia de forma periódica en el tiempo. Estas oscilaciones pueden ser senoidales, cuadradas, triangulares, etc. Dependiendo de la forma que tenga la onda producida. Un oscilador de onda cuadrada suele denominarse multivibrador. Por lo general se les llama osciladores solo a los que funcionan con el principio de oscilación natural que constituyen una bobina L (inductancia) y un condensador C (capacitor). Un oscilador esta compuesto por:

Un circuito cuyo desfase depende de la frecuencia. Un elemento amplificador Un circuito de realimentación.

El circuito oscilador mas usado por principiantes es el 555.

Oscilador LC

Curvas de tensión en un oscilador LC

Un oscilador LC está formado por una bobina y un condensador en paralelo. Su funcionamiento se basa en el almacenamiento de energía en forma de carga eléctrica en el condensador y en forma de campo magnético en la bobina.


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Funcionamiento del circuito

El condensador, en un tiempo igual a cero, ofrece una impedancia cercana a cero ohmios, por lo que permite que fluya una gran corriente a través de él, la cual va disminuyendo hasta que sus placas sean llenadas de tantas cargas positivas y negativas como lo permita el tamaño de las mismas y la permitividad eléctrica del aislante que hay entre ellas.

En este instante el condensador actúa como un aislante, ya que no puede permitir más el paso de la corriente, y se crea un campo eléctrico entre las dos placas, que es el que crea la fuerza necesaria para mantener almacenadas las cargas eléctricas positivas y negativas, en sus respectivas placas.

Por otra parte, en un tiempo igual a cero la bobina posee un impedancia casi infinita, por lo que no permite el flujo de la corriente a través de ella y, a medida que pasa el tiempo, la corriente empieza a fluir, creándose entonces un campo magnético proporcional a la magnitud de la misma. Pasado un tiempo, la bobina actúa prácticamente como un conductor eléctrico, por lo que su impedancia tiende a cero.

Al estar el condensador y la bobina en paralelo, la energía almacenada por el campo eléctrico del condensador (en forma de cargas electrostáticas), es absorbida por la bobina, que la almacena en su campo magnético, pero a continuación es absorbida y almacenada por el condensador, para ser nuevamente absorbida por la bobina, y así sucesivamente. Esto crea un vaivén de la corriente entre el condensador y la bobina. Este vaivén constituye una oscilación electromagnética, en la cual el campo eléctrico y el magnético son perpendiculares entre sí, lo que significa que nunca existen los dos al mismo tiempo, ya que cuando está el campo eléctrico en el condensador no existe campo magnético en la bobina, y viceversa.

Frecuencia de la oscilación

La característica de este tipo de circuito, también conocido como circuito tanque LC, es que la velocidad con que fluye y regresa la corriente desde el condensador a la bobina o viceversa, se produce con una frecuencia (F) propia, denominada frecuencia de resonancia, que depende de los valores del condensador (C) y de la bobina (L), y viene dada por la siguiente fórmula:

Donde:

F se mide en Hercios, C en Faradios y L en Henrios.


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OSCILADOR COLPPITS Es un circuito electrónico, se trata de un oscilador de alta frecuencia que debe obtener a su salida una señal de frecuencia determinada sin que exista una entrada. La estructura es que el elemento central es un transistor, hay una bobina entre el colector y la base y dos condensadores uno entre el colector y el emisor y otro entre la base y el emisor.

OSCILADOR DE RELAJACION Se utiliza para generar una onda no senoidal tal como una onda cuadrada, triangular o diente de sierra. El oscilador contiene un componente no lineal (transistor) que descarga periódicamente la energía almacenada en un condensador o en un inductor causando cambios bruscos en la forma de onda de salida. Se pueden utilizar para proporcionar una señal de reloj para circuitos secuenciales de lógica tales como los relojes.


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OSCILADOR CUARZO (CRISTAL) Es aquel oscilador que incluye en su realimentación un rezonador piezoelectrico se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase dada por el rezonador.

Diodo Varicap

El Diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varié en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V.

La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (Oscilador controlado por tensión).

En tecnología de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensión en el diodo, su capacidad varía, modificando la impedancia que presenta y des-adaptando el circuito, de modo que refleja la potencia incidente.

OSCILADOR PLL-VCO Este es un tipo de oscilador que se controla por voltaje y que se conoce con el nombre de VCO. Su funcionamiento se basa en el diodo varactor que son diodos de capacidad variable. Al modificar la capacidad interna del diodo, se consigue que la frecuencia de operación del oscilador también cambie.


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SAWFILTER

Saw que quiere decir onda acústica de superficie, son filtros de dispositivos electromecánicos de uso común en aplicaciones de radiofrecuencia. Señales eléctricas son convertidas a una onda mecánica en un cristal piezoeléctrico.

AMPLIFICADOR

Un amplificador es un dispositivo que, mediante la utilización de energía externa, magnifica la amplitud o intensidad de un fenómeno físico.


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Amplificadores mecánicos

Se denomina grabación mecánica analógica a un método mecánico de grabación analógica de sonido, actualmente casi en desuso.

Las vibraciones sonoras son transformadas mediante un transductor electroacústico o electromagnético en variaciones eléctricas o magnéticas:

• eléctricas (variación de voltaje): cuando se trata de una cápsula formada por un estilete de cristal de cuarzo o de cerámica que producen corriente eléctrica por la fricción. Las cápsulas piezoeléctricas están en desuso.

• magnéticas (variación del flujo magnético): cuando la cápsula forma un imán móvil o una bobina móvil.

En ambos casos el transductor utilizado para recoger el sonido no era un micrófono sino lo que se conoce como bocina captora. La bocina captora era una pequeña bocina terminada en un diafragma alargado. Este diafragma flexible era el que vibraba conforme a la presión sonora ejercida por el sonido.

Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o magnéticas, dependiendo de la naturaleza del transductor) proporcionaban, mediante un nuevo proceso de transducción, la energía mecánica necesaria para mover la aguja encargada de trazar el surco sobre el soporte.

La norma RIAA (siglas de la Recording Industry Association of América, traducción al español: Asociación de la Industria Discográfica de Estados Unidos) de los años 50, teniendo en consideración que las frecuencias graves utilizan un ancho de surco mucho mayor que las agudas, establecía que para imprimir los discos han de utilizarse los dos sistemas tomando como linde la frecuencia de 1.000 Hz.

Evolución histórica de la grabación mecánica analóg ica de sonido

• el paleófono (no se construyó, pero se registró la patente). • el fonógrafo. • el gramófono. • los discos de vinilo.

Fonografo Gramófono Los disco de vinilo


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Amplificadores electrónicos

Un amplificador electrónico es un dispositivo para incrementar la corriente, el voltaje o la potencia de una señal. El amplificador realiza esta función tomando potencia de una fuente de alimentación y controlando la salida para hacer coincidir la forma de onda de la señal de entrada con la de salida, pero con una amplitud mayor.

La relación que existe entre la entrada y la salida del amplificador (normalmente expresada en función de la frecuencia de la señal de entrada) se le denomina función de transferencia del amplificador y a su magnitud ganancia. Como su amplificación depende de la frecuencia, se les suele hacer funcionar en un determinado rango de frecuencias, normalmente donde la amplificación es constante o lineal.

El componente clave de estos amplificadores es el elemento activo, que puede ser un tubo de vacío o un transistor (normalmente BJT, aunque también se emplean MOSFET).

Características técnicas

Las características técnicas de cada modelo determinarán la calidad del amplificador:

• Impedancia. • Factor de amortiguamiento. • Potencia de salida. • Relación señal ruido. • Acoplamiento. • Respuesta en frecuencia. • Sensibilidad. • Diafonía.

Impedancia

La impedancia es la resistencia (oposición) que presenta cualquier dispositivo al paso de una corriente alterna.


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La impedancia de entrada de un amplificador debe ser de, al menos, 10 kΩ. Estos 10 kΩ se dan para que en el caso de posicionar 10 amplificadores en paralelo la carga total sea de un kΩ. (10 kΩ / 10 = 1 kΩ).

Factor de amortiguación

Indica la relación entre la impedancia de salida del amplificador y la impedancia nominal del altavoz al que va conectado.

Cuanto mayor sea el factor de amortiguamiento mejor, pero por encima de doscientos, puede significar que el amplificador está deficientemente protegido contra cargas reactivas que pueden deteriorarlo.

El factor de amortiguamiento se expresa: 200 sobre 8 Ω, lo que significaría que este factor de amortiguamiento es de 0,04 Ω (8/200).

Muchos fabricantes incluyen el factor de amortiguamiento para graves, lo que resulta muy útil, porque sabemos que ésa es la respuesta en frecuencia crítica. Vendría indicado como 150 sobre 8 Ω a 40 Hz.

Potencia de salida

Hace referencia a la potencia eléctrica, no confundir con la potencia acústica.

Como en el altavoz, es la cantidad de energía que se puede introducir en la etapa de potencia antes de que distorsione en exceso o de que pueda sufrir desperfectos.

Se especifica la potencia máxima del amplificador en función de una determinada impedancia, generalmente, 8 Ω. Por ejemplo: 175 W sobre 8 Ω).

Si el amplificador es estéreo, hay que tener en cuenta si esa potencia se refiere a cada uno de los canales o a ambos. Por ello, en las especificaciones técnicas, se añade una de estas dos indicaciones:

• con los dos canales alimentados. • por canal.

En el ejemplo anterior con una potencia de salida de 175 W sobre 8 Ω, si se añade con los dos canales alimentados significa que por canal la potencia será la mitad (87,5 W sobre 8 Ω).

Por el contrario, con una potencia de salida de 175 vatios sobre 8 ohmios por canal, tendremos 350 W sobre 8 Ω con los dos canales alimentados.

En los equipos que permiten modificar la impedancia de entrada, también hay que tener en cuenta las modificaciones que el variar este parámetro introducen en la potencia. En este caso, se hacen aproximaciones cercanas, nunca son absolutas, porque, en el estado actual de los amplificadores, esto no es posible. Así, si tenemos un amplificador en el que en las especificaciones


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técnicas figura 175 W sobre 8 Ω, si reducimos la impedancia a 4 Ω, la potencia será cercana al doble, los 350 W (en un amplificador ideal, debería ser justamente estos 350 W). Dentro de la potencia se diferencia entre potencia nominal y potencia de pico.

Potencia máxima

Potencia máxima eficaz, o potencia media a régimen continuo es la potencia eléctrica real verificable con instrumentos que puede proporcionar la etapa de salida durante un minuto a una frecuencia de 1 Khz. (kilo hertzio) sobre la impedancia nominal especificada por el fabricante (normalmente 4, 6 u 8 Ohmios) y viene dada por la expresión Po= Vo (rms) ²/Zo. Donde:

Po es la potencia de salida. Vo es el voltaje (tensión eléctrica) eficaz de salida. Zo es la impedancia nominal del amplificador

Potencia máxima útil

La potencia eficaz esta limitada por la distorsión del equipo, ya que esta crece con la potencia, de modo que se especifica la potencia útil a un nivel de distorsión nominal, como 1, 2 ó 5% (10% en amplificadores de baja calidad) o menos de 0.25% en otros de alta calidad, esta medida es inferior a la anterior.

Potencia de pico, admisible o musical

Potencia máxima impulsiva (un pico de señal'), que puede soportar cada cierto tiempo el amplificador antes de deteriorarse. Algunos fabricantes en lugar de especificar la potencia nominal, especifican la potencia de pico, para maquillar el alcance del amplificador, pues la potencia de pico siempre es superior a la potencia nominal. Hay que estar alerta a este detalle y tener en cuenta que la potencia de pico de un amplificador es 1,4142 (raíz cuadrada de 2) veces su valor nominal.

Relación señal/ruido

Hace referencia al voltaje de ruido residual a la salida y se expresa en dB. Para que la relación señal /ruido esté por debajo del umbral de audición, debe ser de al menos 100 dB. Mayor, 110 dB, en el caso los amplificadores de alta potencia (por encima de los 200 vatios). La cual surge al hacer frotación.


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Acoplamiento

Indica la forma en que el amplificador está conectado al altavoz.

• Se habla de “acoplamiento directo”, cuando ambos esta acoplados directamente, sin pasos intermedios.

Internamente, el amplificador funciona con tensión continua, pero a la salida convierte la señal en corriente alterna. Cuando conectamos directamente un amplificador con el altavoz, este acoplamiento directo debe hacerse de forma que la corriente continua residual (DC offsets) sea lo más baja posible, no superando los 40 milivoltios. (Los más habituales están en 15 milivoltios).

Respuesta en frecuencia

Calcula el límite dentro del cual el amplificador responde de igual forma (respuesta plana) a las audiofrecuencias (20 a 20.000 Hz) con una potencia muy baja.

La respuesta en frecuencia en los amplificadores se mide en dB tomando como referencia potencia de 1 vatio con una impedancia de 8 ohmios. Para obtener una óptima respuesta en frecuencia, ésta debe estar en torno a 5 dB por encima (+ 5 dB) o por abajo (- 5 dB).

Sensibilidad

Indica la cantidad de flujo eléctrico necesario de entrada para producir la máxima potencia de salida.

La sensibilidad viene indicada por dBu a una determinada impedancia. El dBu expresa el nivel de señal en decibelios y referido a 0,7746 VRMS. (Al hacer referencia a voltios, en muchos manuales, principalmente norteamericanos, en lugar de dBu usan dBV). Así, 774,6 mVRMS equivaldrán a 0 dBu.


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Diafonía

La diafonía indica que en un sistema estéreo, un canal de audio, afecta al otro.

La diafonía depende de la frecuencia. Así hablaremos de que la diafonía es soportable cuando este en torno a 50 dB para graves y agudos y 70 dB para los tonos medios.

Para eliminar problemas de diafonía, los amplificadores cuentan con rectificadores, condensadores de filtro. Además, muchos fabricantes introducen fuentes de alimentación independientes para cada canal, lo que resulta muy efectivo.

TIPOS DE AMPLIFICADORES DE POTENCIA

Amplificador de Clase A (CLASS-A AMPLIFIER)

La corriente de salida circula durante todo el ciclo de la señal de entrada, en un solo transistor. La corriente de polarización del transistor de salida es alta y constante durante todo el proceso, independientemente de si hay o no hay salida de audio. La distorsión introducida es muy baja, pero el rendimiento también será bajo, estando siempre por debajo del 50%.Lo que significa que la otra mitad de la corriente amplificada será disipada por el transistor en forma de calor.

En general, podemos afirmar que esta clase de amplificación es frecuente en circuitos de audio y en

los equipos domésticos de gama alta, ya que proporcionan una calidad de sonido potente y de muy buena calidad. Resumiendo, los amplificadores de clase A tienen mayor calidad de sonido, cuestan más y son menos prácticos, ya que despilfarran corriente, pero, devuelven señales muy limpias.

Amplificador clase B (CLASS-B AMPLIFIER)

Durante un ciclo la corriente circula y es amplificada por 1 transistor, y durante otro ciclo circula y es amplificada por otro transistor, lo cual permite un descanso de un semiciclo a cada transistor y uno de trabajo y disipación de potencia. Además, no circula corriente a través de los transistores de salida cuando no hay señal de audio.


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El problema es que ocurre la llamada "distorsión por cruce", ya que cuando en el primer ciclo la tensión de la señal cae por debajo de los 0.6v (tensión aproximada de polarización de juntura base-emisor de un BJT), se despolariza el BJT y deja de amplificar lo cual también ocurre cuando en el otro ciclo, la tensión no llega todavía a los 0.6v. En resumen, en el caso de una senoidal, tendríamos 1.2v no amplificados, aunque esta no es la mejor forma de definirlo.

Amplificador de Clase AB (CLASS-AB AMPLIFIER)

Mismo caso que el amplificador B solo que existe una pequeña corriente que circula por los 2 transistores constantemente, que los polariza reduciendo enormemente la llamada "distorsión por cruce" Como en los amplificadores de clase A, hay una corriente de polarización constante, pero relativamente baja, evitando la distorsión de cruce (de ahí su nombre: AB) En el caso de amplificadores de sonido son los más usados llegando a distorsiones menores del 0.01% (THD=0.01%)

Amplificador de clase C (CLASS-C AMPLIFIER)

La corriente de salida solo circula durante menos de medio ciclo de la señal de entrada. Y luego se complementa la salida con un circuito compuesto de capacitores y bobinas. La clase C trabaja para una banda de frecuencias estrecha y resulta muy apropiado en equipos de radiofrecuencia. No se utiliza en sonido, por su gran nivel de distorsión.


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Amplificador de clase D (CLASS-D AMPLIFIER)

Esta clase de operación usa señales de pulso (digitales), que están encendidas por un intervalo corto y apagado durante un intervalo largo. El uso de técnicas digitales hace posible obtener una señal que varía a lo largo del ciclo completo para producir la salida a partir de muchas partes de la señal de entrada. La principal ventaja de la operación en clase D es que el amplificador está encendido (usando potencia) sólo por intervalos cortos y la eficiencia general puede ser muy alta. Se compone de 4 transistores, funcionando 2 a la vez, al corte o a la saturación. Finalmente se define la eficiencia de potencia de un amplificador, como la relación de la potencia de salida a la potencia de entrada.

Tradicionalmente se han visto relegados a aplicaciones limitadas como amplificadores para dispositivos portátiles o ‘’subwoofers’’, en los que la distorsión o el ancho de banda no son factores determinantes. Sin embargo, con la tecnología actual existen amplificadores clase-D para toda la banda y niveles de distorsión comparables a los de clase AB o incluso clase A.

Amplificadores de potencia de RF

Los amplificadores de RF se usan para elevar el nivel de la señal de RF que se recibe a través de la antena receptora. Debido al nivel de señal demasiada pequeña que amplifica esta etapa, se requiere que el amplificador presente alta impedancia de entrada y con alta ganancia. Estos transistores son dispositivos controlados por voltaje de muy alta impedancia (del orden los Megaohms) y funcionan en forma similar a los tubos de vacío. La mayoría de los transistores bipolares de RF son del tipo NPN, o de canal N (si se trata de transistores de efecto de campo, o MOSFET), debido a la mayor movilidad de los portadores minoritarios, cuando éstos son electrones, frente a aquellos materiales cuya conductividad mayoritaria es por huecos. La alta movilidad favorece el funcionamiento a frecuencias elevadas. Aunque las tensiones y corrientes de funcionamiento de los diferentes tipos de dispositivos activos varían, los principios básicos de la amplificación son los mismos. Una onda electromagnética la podemos crear y transmitir, luego, con los aparatos adecuados, la podemos recibir y utilizar. Para poner una onda electromagnética en el espacio necesitamos una serie de elementos: vamos a poner como ejemplo una emisora de radio (pero sería aplicable a cualquier otro tipo de emisión), en este caso lo que queremos transmitir es la voz; nuestra


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voz, al estar delante del micrófono, se convierte en corrientes eléctricas que un emisor se encarga de convertir en corrientes de Radio Frecuencia (R.F.), estas corrientes se aplican a una antena de emisión (que es la encargada de convertir las corrientes del emisor en ondas electromagnéticas). Estas ondas viajan por el espacio, si dentro del alcance de estas ondas ponemos un receptor, la antena de este receptor se encarga de convertir esas ondas electromagnéticas en débiles corrientes eléctricas; estas corrientes el receptor las amplifica y las trata de forma conveniente para que sean capaces de excitar el altavoz.

AMPLIFICADOR DE FI

La función de los amplificadores de F. I. consiste en amplificar una banda de frecuencias de un ancho de 10 Khz., 5 Khz. a cada lado de la frecuencia intermedia nominal. Esto quiere decir que si la frecuencia intermedia es 455, las frecuencias que deben de pasar están en un rango de 450 y 460 Khz., si no fuese así, la calidad de reproducción se vería afectada. Se determina este ancho de banda debido a que las emisoras transmiten en ese ancho (10 Khz.).


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ECUALIZADOR

Un ecualizador es un dispositivo que procesa señales de audio. Modifica el contenido en frecuencias de la señal que procesa. Para ello, cambia las amplitudes de sus coeficientes de Fourier, lo que se traduce en diferentes volúmenes para cada frecuencia. Con esto se puede variar de forma independiente la intensidad de los tonos básicos. Ciertos modelos ecualizadores gráficos actúan sobre la fase de las señales que procesan, en lugar de actuar sobre la amplitud. De un modo doméstico generalmente se usa para reforzar ciertas bandas de frecuencias, ya sea para compensar la respuesta del equipo de audio (amplificador + parlantes -altavoces-) o para ajustar el resultado a gustos personales. Los hay analógicos y digitales, activos o pasivos, paramétricos, gráficos y paragráficos.

Los ecualizadores profesionales suelen tener, al menos, 10 bandas. Las normas ISO establecen que las bandas de frecuencia han de ser, al menos, 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 y 16 000 Hercios. Estas bandas de frecuencias básicas son controladas por un fader (u otro potenciómetro o control alternativo) que puede atenuar o introducir ganancia hasta en 12 dB e, incluso, más. Para evitar distorsión por saturación ("clipping"), cada fader cuenta con un diodo LED, que se enciende justo antes de que se recorte la señal.

El ecualizador paramétrico es un ecualizador que permite el control individual de tres parámetros por cada banda: su frecuencia central, su ganancia, y su ancho de banda. Un ecualizador similar es el semi-paramétrico, que sólo presenta el control individual de dos parámetros (generalmente frecuencia central y ganancia), mientras que el tercero es fijo.

El ecualizador paramétrico Éstos controlan los tres parámetros fundamentales, que son el ancho de banda, la frecuencia central y la amplitud de la señal. El manejo de éstos es más complejo, ya que hay que ajustar todos los parámetros.


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PRESCALER

Un prescaler es un aparato electrónico que toma la frecuencia y la reduce a un factor predeterminado. Por ejemplo convertir la señal de 1MHz. A una señal de 100KHz. (Se posiciona la frecuencia en el factor de 10). En la construcción de receptores, transmisores y otros equipos para el cuarto de la radio, muchas veces hay que realizar medidas de frecuencia en osciladores, mezcladores, etc., para lo que se utiliza normalmente un frecuencímetro digital, instrumento que se encuentra prácticamente en el laboratorio de cada radioaficionado. Este frecuencímetro debe ser lo suficientemente sensible para poder medir señales de muy baja amplitud y así evitar una excesiva carga sobre el circuito bajo prueba. También debe poder medir las frecuencias más altas que vayamos a utilizar, que en el trabajo en las bandas de UHF pueden superar el límite de 1GHz.


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TIPOS DE MODULACION

AMPLITUD MODULADA (AM)

Las señales de información deben ser transportadas entre un transmisor y un receptor sobre alguna forma de medio de transmisión. Sin embargo, las señales de información pocas veces encuentran una forma adecuada para la transmisión. La modulación se define como el proceso de transformar información de su forma original a una forma más adecuada para la transmisión. Demodulación es el proceso inverso. La modulación se realiza en el transmisor en un circuito llamado modulador.

Modulación de amplitud (AM es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información). Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente RF. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y video. La banda de radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz. La radiodifusión comercial de TV se divide en tres bandas (dos de VHF y una de UHF). Los canales de la banda 1 entre 2 y 6 (54 a 88 MHz), los canales de banda alta de VHF son entre 7 MHz) y los canales de UHF son entre 14 a 83 (470 a 890 MHZ). La modulación de amplitud también se usa para las comunicaciones de radio móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) (26.965 a 27.405 MHz). Un modulador AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada de información: una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la señal de información. La información actúa sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La resultante se llama onda modulada o señal modulada.

Varias formas o variaciones de modulación de amplitud son posibles de generar. Aunque matemáticamente no es la forma más sencilla, la portadora de AM de doble banda lateral (AM DSBFC) se discutirá primero, puesto que probablemente sea la forma más utilizada de la modulación de amplitud. AM DSBFC se le llama algunas veces como AM convencional. La onda modulada de salida contiene todas las frecuencias que componen la señal AM y se utilizan para llevar la información a través del sistema. Por lo tanto, a la forma de la onda modulada se le llama la envolvente. Sin señal modulante, la onda de salida simplemente es la señal portadora amplificada. Cuando se aplica una señal modulante, la amplitud de la onda de salida varía de acuerdo a la señal modulante. Observe que la forma de la envolvente de AM es idéntica a la forma de la señal modulante. Además el tiempo de un ciclo de la envolvente es el mismo que el periodo de la señal modulante. Consecuentemente, la relación de repetición de la envolvente es igual a la frecuencia de la señal modulante. Espectro de frecuencia de AM y ancho de banda Como se estableció


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anteriormente, un modulador AM en un dispositivo no lineal, Por lo tanto, ocurre una mezcla no lineal y la envolvente de salida es una onda compleja compuesta de un voltaje de CD, la frecuencia portadora y las frecuencia de suma y diferencia (es decir, los productos cruzados). La suma y diferencia de frecuencias son desplazadas de la frecuencia portadora por una cantidad igual a la frecuencia de la señal modulante. Por lo tanto, una envolvente de AM contiene componentes en frecuencia espaciados por FM Hz en cualquiera de los lados de la portadora. Sin embargo, debe observarse que la onda modulada no contiene un componente de frecuencia que sea igual a la frecuencia de la señal modulante. El efecto de la modulación es trasladar la señal de modulante en el dominio de la frecuencia para reflejarse simétricamente alrededor de la frecuencia del conducto.

La recepción de AM es el proceso inverso de la transmisión de AM. Un receptor de AM convencional, simplemente convierte una onda de amplitud modulada nuevamente a la fuente original de información (o sea, demodular la onda AM). Cuando se demodula una onda AM, la portadora y la porción de la envolvente que lleva la información (o sea, las bandas laterales) se convierten (se "bajan ") o se trasladan del espectro de radio frecuencia a la fuente original de información. El propósito de este capitulo es describir el proceso de demodulación de AM y mostrar varias configuraciones del receptor para poder realizar este proceso. Un receptor debe ser capaz de recibir, amplificar, y demodular una señal de RF. Un receptor también debe ser capaz de limitar las bandas del espectro Total de radio frecuencias a una banda específica de frecuencias. En muchas aplicaciones el receptor debe de ser capaz de cambiar el rango (banda) de frecuencia que es capaz de recibir. A este proceso se le llama sintonizar el receptor. Una vez que una señal de RF se recibe, se amplifica, y se limitan las bandas, deberá convertirse a la fuente original de información. A este proceso se le llama demodulación. Una vez demodulada, la información podría requerir de mayor limitación de las bandas y una amplificación, antes de considerarse lista para usar. Para entender completamente el proceso de demodulación, primero es necesario tener una comprensión básica de la terminología utilizada para describir las características de los receptores y de los circuitos del receptor. La figura siguiente muestra un diagrama a bloques simplificado de un típico receptor de


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AM. La sección de RF es la primera etapa y, por lo tanto, frecuentemente se llama la parte frontal. Las funciones principales de la sección de RF son: detectar, limitar las bandas y amplificar las señales RF recibidas. En esencia, la sección de RF establece el umbral del receptor (o sea, el nivel mínimo para la señal de RF que el receptor puede detectar y demodular a una señal de información útil).

La sección de RF abarca uno o más de los siguientes circuitos: antena, red de acoplamiento de la antena, filtro (PRE-selector), y uno o más amplificadores de RF. La sección de mezclador / convertidor reduce las frecuencias de RF recibidas a frecuencias intermedias (IF). La sección de IF generalmente incluye varios amplificadores en cascada y los filtros pasa-bandas. Las funciones principales de la sección de IF son la amplificación y selectividad. El detector de AM demodula la onda de AM y recupera la información de la fuente original. La sección de audio simplemente amplifica la información recuperada a un nivel utilizable.

FRECUENCIA MODULADA (FM)

En telecomunicaciones, la frecuencia modulada (FM) ó la modulación de frecuencia transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia


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En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la onda es directamente proporcional al valor instantáneo de la señal de entrada. La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla. El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video.

Modulador de FM

La modulación de una portadora sobre FM, aunque se puede realizar de varias formas, resulta un problema delicado debido a que se necesitan dos características contrapuestas: estabilidad de frecuencia y que la señal moduladora varíe la frecuencia.

• Modulación del oscilador . En oscilador estable, controlado con un cristal piezoeléctrico, se añade un condensador variable con la señal moduladora (varactor). Eso varía ligeramente la frecuencia del oscilador en función de la señal moduladora. Como la excursión de frecuencia que se consigue no suele ser suficiente, se lleva la señal de salida del oscilador a multiplicadores de frecuencia para alcanzar la frecuencia de radiodifusión elegida.

• Moduladores de fase . Como la frecuencia es la derivada de la fase con respecto al tiempo, se puede modular la fase de la portadora y, posteriormente, derivar la señal para obtener la modulación de frecuencia. Se modula la fase de la portadora con circuitos que presentan reactancia variable con la señal moduladora. Nuevamente se obtienen excursiones de frecuencia reducidas que hay que multiplicar.


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• Modulador con PLL . Vuelve a ser el VCO, pero ahora su salida se compara con una frecuencia de referencia para obtener una señal de error, de modo que se tiene una realimentación negativa que minimiza dicho error. La señal de error se filtra para que sea insensible a las variaciones dentro del ancho de banda de la señal moduladora, puesto que estas variaciones son las que modulan la salida del VCO.

Demodulador de FM Se utilizan sobre todo dos métodos: Detector con PLL . La señal del PLL proporciona la señal demodulada. Discriminador reactivo . Se basa en llevar la señal de FM a una reactancia, normalmente bobinas acopladas, de forma que su impedancia varíe con la frecuencia. La señal de salida aparece, entonces, modulada en amplitud y se detecta con un detector de envolvente.


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DEMODULADOR DE FM

RECEPTOR DE RADIO FM

La señal de F.M. es interceptada por la antena y amplificada por el amplificador de R.F. Luego es alimentada al mezclador. Un oscilador local autoexcitado introduce una señal de frecuencia fija en el mezclador. La frecuencia intermedia (f.i.) resultante es acoplada desde el mezclador hasta el amplificador de f.i. Hay dos o más etapas de amplificación de f.i. Un limitador a continuación del amplificador de f.i. alimenta la señal de f.i. que vá al detector de F.M., el cual es del tipo discriminador. La finalidad de este limitador es suprimir la modulación de amplitud en la señal de f.i. y presentar una señal de F.M con amplitud constante al discriminador. El limitador no se utiliza en los receptores que emplean demoduladores de F.M. del tipo de "detector de relación" a causa de que está limitada de por sí y detecta la señal de F.M. La señal de audio de salida del detector es amplificada por las etapas de audio que alimentan al altavoz. A menudo se incorporan a los receptores de F.M. una etapa de control automático de frecuencia (C.A.F.) aunque no siempre. La finalidad del C.A.F. es mantener al oscilador local en su frecuencia, es decir, evitar deslizamientos de la frecuencia del oscilador local.


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SHORTWAVE (SW) U ONDA CORTA

Banda de radiofrecuencias comprendidas entre los 2300 y los 29900 Khz. en la que transmiten (entre otras) las emisoras de radio internacionales y las estaciones de radioaficionados para transmitir su programación al mundo. En estas frecuencias las ondas electromagnéticas, que se propagan en línea recta, rebotan a distintas alturas (cuanta más alta la frecuencia a mayor altura) de la ionosfera lo que permite que las señales alcancen puntos lejanos e incluso den la vuelta al Planeta.

La Radio de Onda corta es similar a las estaciones de onda media local (AM) que usted puede oír normalmente, sólo que la señal de onda corta viaja más distancia.

BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO RADIOELÉCTICO

FRECUENCIAS LONGITUDES DE ONDA

Banda VLF (Very Low Frequencies – Frecuencias Muy Bajas) 3 – 30 kHz 100 000 – 10 000 m

Banda LF (Low Frequencies – Frecuencias Bajas) 30 – 300 kHz 10 000 – 1 000 m

Banda MF (Medium Frequencies – Frecuencias Medias) 300 – 3 000 kHz 1 000 – 100 m

Banda HF (High Frequencies – Frecuencias Altas) 3 – 30 MHz 100 – 10 m

Banda VHF (Very High Frequencies – Frecuencias Muy Altas) 30 – 300 MHz 10 – 1 m

Banda UHF (Ultra High Frequencies – Frecuencias Ultra Altas) 300 – 3 000 MHz 1 m – 10 cm

Banda SHF (Super High Frequencies – Frecuencias Super Altas) 3 – 30 GHz 10 – 1 cm


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Banda EHF (Extremely High Frequencies – Frecuencias Extremadamente Altas)

30 – 300 GHz 1 cm – 1 mm

Señal Analógica

Una señal analógica es aquella función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.

Se dice que una señal es analógica cuando las magnitudes de la misma se representan mediante variables continuas, La gran desventaja respecto a las señales digitales, es que en las señales analógicas, cualquier variación en la información es de difícil recuperación, y esta pérdida afecta en gran medida al correcto funcionamiento y rendimiento del dispositivo analógico.

SEÑAL DIGITAL

Se dice que una señal es digital cuando las magnitudes de la misma se representan mediante valores discretos en lugar de variables continuas. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.

Cabe mencionar que además de los niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo o de bajo a alto, denominadas flanco de subida o de bajada, respectivamente.


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Señal digital: 1) Nivel bajo, 2) Nivel alto, 3) Flanco de subida y 4) Flanco de bajada.

DIGITAL VS. ANALÓGICO:

Ruido Digital:

Cuándo los datos son transmitidos usando métodos analógicos, una cierta cantidad de "ruido" entra dentro de la señal. Esto puede tener diferentes causas: datos transmitidos por radio pueden tener una mala recepción, sufrir interferencias de otras fuentes de radio, o levantar ruidos de fondo del resto del universo. Pulsos eléctricos que son enviados por cableados pueden ser atenuados por la resistencia de los mismos, y dispersados por su capacitancia, y variaciones de temperatura pueden acrecentar o disminuir estos efectos. Cualquier variación puede proveer una gran cantidad de distorsión en una señal analógica.

En el caso de las señales digitales, aún las pequeñas variaciones en la señal pueden ser ignoradas de forma segura. En una señal digital, estas variaciones, se pueden sobreponer, pues, cualquier señal cercana a un valor particular será interpretada como ese valor.

Facilidad en la lectura:

En la lectura humana de la información, los métodos digitales y analógicos resultan ambos de gran utilidad. Si lo que se requiere es una impresión instantánea de resultados, los medidores analógicos usualmente ofrecen la información de una manera rápida, cuando lo que se requiere es exactitud los digitales son los preferidos.

Pérdida sistemática de los Datos:

Cuándo se desea convertir una señal analógica a una digital, para ser procesada por otros sistemas digitales, algunos datos pueden perderse.

DERECHO DE AUTOR

El Derecho de autor (del francés droit d'auteur) es un conjunto de normas y principios que regulan los derechos morales y patrimoniales que la ley concede a los autores (los derechos de autor), por el solo hecho de la creación de una obra literaria, artística o científica, tanto publicada o que todavía no se haya publicado.


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Una obra pasa al dominio público cuando los derechos patrimoniales han expirado. Esto sucede habitualmente trascurrido un plazo desde la muerte del autor (post mortem auctoris). Por ejemplo, en el derecho europeo, 70 años desde la muerte del autor. Dicha obra entonces puede ser utilizada en forma libre, respetando los derechos morales.

El símbolo (una letra "P" mayúscula ubicada dentro de un círculo) representa la reserva de los "derechos de autor sobre una grabación sonido" (música) y es la abreviatura para la palabra "fonógrafo" (phonograph en inglés) o registro fonográfico. Este símbolo hace referencia más directamente a la obra musical en sí grabada en un determinado disco, cassette, CD, etc., de hecho, es muy común verlo impreso en las contraportadas de los álbumes musicales.

Por otro lado, el símbolo © (una letra "C" mayúscula dentro de una circunferencia) hace referencia más propiamente al derecho de autor (copyright) sobre obras intelectuales de otra índole, como por ejemplo: libros, folletos, obras dramáticas, obras cinematográficas y audiovisuales; dibujos, pinturas etc.


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DIGITALIZACION DE AUDIO

Procesamiento digital de sonido

El procesamiento digital de sonido es un tipo de procesamiento digital de señales especializado en el tratamiento de la señal de audio.

Conversión analógica-digital

Una conversión analógica-digital (CAD) (ó ADC) consiste en la trascripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas.

La digitalización o conversión analógica-digital (conversión A/D) consiste básicamente en realizar de forma periódica medidas de la amplitud de la señal y traducirlas a un lenguaje numérico. La conversión A/D también es conocida por el acrónimo inglés ADC (analogic to digital converter).

En esta definición están presentes los cuatro procesos que intervienen en la conversión analógica-digital:

1. Muestreo: El muestreo (en inglés, sampling) consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de onda. La velocidad con que se toman esta muestra, es decir, el número de muestras por segundo, es lo que se conoce como frecuencia de muestreo.

2. Retención (En inglés, Hold): Las muestras tomadas han de ser retenidas (retención) por un circuito de retención (Hold), el tiempo suficiente para permitir evaluar su nivel (cuantificación).

3. Codificación: La codificación consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario.

4. Cuantificación: En el proceso de cuantificación se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras. Consiste en asignar un margen de valor de una señal analizada a un único nivel de salida. Incluso en su versión ideal, añade, como resultado, una señal indeseada a la señal de entrada: el ruido de cuantificación.


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Ventajas

1. La señal discreta (digital) es más fácil de transmitir, almacenar o manipular (en el caso del sonido: editar, comprimir, etc.).

2. La señal digital es inmune al ruido. La señal digital es menos sensible que la analógica a las interferencias, etc.

3. Se puede tomar una muestra de sonido y cambiar cualquiera de sus parámetros para generar un sonido diferente sin tener que recrearlo en la realidad. (Las aplicaciones de esta ventaja en la generación de efectos especiales es infinita).

4. La señal digital permite la multigeneración infinita sin pérdidas de calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico, la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración.

5. Ante la pérdida de cierta cantidad de información, la señal digital puede ser reconstruida gracias a los sistema de regeneración de señales (usados también para amplificarla, sin introducir distorsión). También cuenta, con sistemas de detección y corrección de errores que, por ejemplo, permiten introducir el valor de una muestra dañada, obteniendo el valor medio de las muestras adyacentes (interpolación).

6. La señal digital puede ser enviada a casi cualquier punto del planeta en cualquier momento a un muy bajo costo a través de Internet y a partir de aquí puede ser reenviada a su remitente o a algún otro destino. Esto sin que la señal sufra variaciones o alteraciones de calidad severas.

7. Con el tiempo no se degrada 8. Una señal digital es más fácil de procesar que una analógica. 9. Las señales son convertidas a formato discreto (digital) para facilitar su

transmisión o almacenamiento. 10. Es posible realizar mediante procesamiento digital acciones imposibles

de obtener mediante el procesamiento analógico (por ejemplo, filtros con respuesta de frecuencia arbitraria).

El procesamiento se hace en forma digital porque éste es usualmente más cómodo de realizar y más barato de implementar que en el procesamiento analógico. Además las señales digitales requieren usualmente menos ancho de banda y pueden ser comprimidas.

Inconvenientes

1. Se necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior, en el momento de la recepción.

2. Hay una pérdida inherente de información al convertir la información continua en discreta. Por mínimo e insignificante que resulte siempre hay un error de cuantificación que impide que la señal digital sea exactamente equivalente a la analógica que la originó.

3. La señal digital requiere mayor ancho de banda para ser transmitida que la analógica. Además, requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj de transmisor, con respecto a los del receptor. Un desfase, por mínimo que sea, cambia por completo la señal.


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4. Si se utiliza compresión con pérdida, será imposible reconstruir la señal original.

NORMATIVAS DE AUDIO

Una norma o estándar es una especificación que reglamenta procesos y productos para garantizar la interoperabilidad. Estas normativas están creadas para el audio como la radiodifusión que en ingles se dice Broadcasting es la distribución de audio y/o señales de vídeo que transmiten los programas a una audiencia.

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es el organismo especializado de las Naciones Unidas encargado de regular las telecomunicaciones, a nivel internacional, entre las distintas administraciones y empresas operadoras.

La Union Internacional de Telecomunicaciones (ITU), con sede en Ginebra (Suiza), es la agencia de las Naciones Unidas para las tecnologías de la información y comunicación y a él pertenecen 191 Estados Miembro y más de 700 Miembros del Sector de las Comunicaciones y Asociados.

Radiocomunicación: Este sector gestiona el espectro de frecuencias radioeléctricas y de las órbitas de los satélites.

Normalización: Cuyo principal producto son las Recomendaciones de normativas, que son normas que definen cómo operan las redes de telecomunicaciones.

Desarrollo: Cuya misión es alcanzar los objetivos del Sector basados en el derecho de todos los habitantes del planeta a comunicarse por medio del acceso a las infraestructuras y a los servicios de información y de comunicación.

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es el organismo especializado de las Naciones Unidas encargado de regular las telecomunicaciones, a nivel internacional, entre las distintas administraciones y empresas operadoras.

CÓDEC Son archivos residentes en el ordenador que permiten a uno o varios programas descifrar o interpretar el contenido de un determinado tipo de archivo multimedia.


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Un códec de audio es un tipo de códec específicamente diseñado para la compresión y descompresión de señales de sonido audible para el ser humano. Por ejemplo, música o conversaciones.

Los códec de audio cumplen fundamentalmente la función de reducir la cantidad de datos digitales necesarios para reproducir una señal auditiva. Lo que comúnmente se denomina "compresión de datos", pero aplicado a un fin muy concreto.

Los códecs de audio se caracterizan por los siguientes parámetros:

1. Número de canales: un flujo de datos codificado puede contener una o más señales de audio simultáneamente. De manera que puede tratarse de audiciones "mono" (un canal), "estéreo" (dos canales, lo más habitual) o multicanal. Los códec de audio multicanal se suelen utilizar en sistemas de entretenimiento "cine en casa" ofreciendo seis (5.1) u ocho (7.1) canales.

2. Frecuencia de muestreo: de acuerdo con el teorema de Nyquist, determina la calidad percibida a través de la máxima frecuencia que es capaz de codificar, que es precisamente la mitad de la frecuencia de muestreo. Por tanto, cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, mayor será la fidelidad del sonido obtenido respecto a la señal de audio original. Por ejemplo, para codificar sonido con calidad CD nunca se usan frecuencias de muestreo superiores a 44,1 Khz., ya que el oído humano no es capaz de escuchar frecuencias superiores a 22 kHz.

3. Número de bits por muestra. Determina la precisión con la que se reproduce la señal original y el rango dinámico de la misma. Se suelen utilizar 8 (para un rango dinámico de hasta 45 dB), 16 (para un rango dinámico de hasta 90 dB como el formato CD) o 24 bits por muestra (para 109 a 120 dB de rango dinámico). El más común es 16 bits.

4. Pérdida. Algunos códecs pueden eliminar frecuencias de la señal original que, teóricamente, son inaudibles para el ser humano. De esta manera se puede reducir la frecuencia de muestreo. En este caso se dice que es un códec con pérdida o lossy codec (en inglés). En caso contrario se dice que es un códec sin pérdida o lossless codec (en inglés).

Lista de códecs de audio

Sin pérdida (que la información no sufre alteraciones a la hora de su descodificación).

• Apple Lossless (ALAC). • Direct Stream Transfer (DST). • FLAC (Free Lossless Audio Codec). • Lossless Audio (LA). • LOSSLESS AUDIO COMPRESSION WITH Ltac • LPAC (Lossless Predictive Audio Codec). • Monkey's Audio (APE).


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• OptimFROG. • RealAudio Loseless. • RKAU. • Shorten (SHN). • True Audio (TTA (Códec)). • WavPack. • Meridial Lossless Packing (MLP).

Con pérdida (que la información sufre alguna alteración a la hora de su decodificación).

• MP1 (MPEG audio layer-1). • MP2 (MPEG audio layer-2). • MP3 (MPEG audio layer-3). • Advanced Audio Coding (AAC). • Ogg Vorbis • WMA (Windows Media Audio). • Musepack • AC3 (Dolby Digital A/52). • DTS (Digital Theather Systems). • ADPCM. • ADX (usado en videojuegos). • ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding). • Perceptual Audio Coding • TwinVQ

Codificación de voz

• AMBE. • AMR. • CELP. • EVRC. • G.711 (Ley Mu y Ley A). • G.722. • G.723. • G.726. • G.728. • G.729. • GSM • HILN (MPEG-4 Parametric audio coding). • iLBC • IMBE. • Perceptual Audio Coding (usado en radio digital y vía satélite). • Speex (libre de patentes). • SMV. • QCELP. • VSELP.


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Protocolo de audio digital

Un protocolo de audio digital es un protocolo de comunicación (un estándar) que permite transmitir en tiempo real la señal digital entre dos sistemas digitales.

Los protocolos más utilizados son:

1. Protocolo AES/EBU. Utiliza un interfaz RS-422 de dos canales con líneas balanceadas que acaban en conectores XLR-3 o D-sub. (conector multipin que utilizan, por ejemplo, los cables SCSI).

2. Protocolo AES3-ID. 3. Protocolo S/PDIF. Utiliza el formato de interfaz digital desarrollado por

Sony y Philips. En esencia, es una versión del protocolo AES/EBU, sin embargo, utiliza no balanceada y, por tanto, conectores RCA o fibras ópticas. Este protocolo se utiliza con el formato DAT y en los lectores de CD.

4. Protocolo SDIF-2. Utiliza un formato de interfaz digital Sony, con líneas desbalanceadas de 75 ohms y conectores BNC. El protocolo SDITF-2 es utilizado por los formatos ditilas basados en cinta magnética digital de vídeo que utilizan el códec PCM.

5. Protocolo MADI. 6. Protocolo IEC958. 7. Protocolo MIDI. 8. Protocolo OpenSound Control (OSC).


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CONCLUSIONES

• En conclusión el sonido es una onda de variación rápida en la presión del aire dentro de un medio.

• La psicoacústica estudia la percepción subjetiva de las cualidades (características) del sonido: intensidad, tono y timbre.

• Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos en un medio, ya sea en un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, etc.).

• Un amplificador es un dispositivo que, mediante la utilización de energía externa, magnifica la amplitud o intensidad de un fenómeno físico.

• Un ecualizador es un dispositivo que procesa señales de audio. Modifica el contenido en frecuencias de la señal que procesa.

• Un estándar es el que sirve como tipo, modelo, norma, patrón o referencia por ser corriente, de serie.

• Una normativa es conjunto de normas aplicables a una determinada materia o actividad.

• Un Codec es una abreviatura de Codificador-Decodificador. Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos (stream) o una señal.

BIBLIOGRAFIA

• ES.WIKIPEDIA.COM • WWW.UNICROM.COM • WWW.MONOGRAFIAS.COM • MANUAL BASICO DE AUDIO SONY • MATERIAL DIDACTICO SONY

Introduccion a Equipos de Audio (1 Parte) Resumen

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