1. Tecnología Del Sonido
UNIACC
Comunicación Audiovisual
03/04/12 1

2. ACÚSTICA
Ondas
* VIBRACION MECANICA
ONDAS * REQUIERE MEDIO ELASTICO PARA PROPAGARSE
MECANICAS * DIRECCION LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL
* COMPRESION Y DESCOMPRESION DEL MEDIO
* VELOCIDAD 340 MTS/SEGUNDO
* EXTINCION NATURAL Y POR ELIMINACION DE FUENTE
2

3. Compresiones y descompresiones se
asemejan a onda sinusoidal
(También se la llama “rarefacción”)
CS 2008 Propiedad de UNIACC 3
3

4. ACÚSTICA
Ondas
* GENERACION ELECTRONICA
ONDAS * NO REQUIERE DE UN MEDIO ELASTICO
ELECTRO * DIRECCION LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL
MAGNETICAS * VELOCIDAD DE LA LUZ ( ONDAS HERTZIANAS )
* 300.000 KM / SEG
* EXTINCION POR ELIMINACION DE FUENTE
4

5. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• UNIDAD DE PRESION
• MICROBARIO ( µb )
• UMBRAL DE ESCUCHA 0,0002 µb
• UMBRAL DEL DOLOR 1000 µb
• UNIDAD DE INTENSIDAD
• DECIBEL ( DB )
• PARAMETROS DE MEDIDA UMBRAL DE ESCUCHA 0 DB
• SONIDO UMBRAL DEL DOLOR 140 DB
• UNIDAD DE POTENCIA
• WATT
• UMBRAL DE ESCUCHA 10 ( -12 )
WATT
• UMBRAL DEL DOLOR 100 WATT
5

6. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
MICROBARIO WATT DECIBEL
UMBRAL DEL DOLOR
1000 10 (2) 140 DESPEGUE NAVE
ESPACIAL
100 10 134 AVION A REACCIÓN
10 10 (-2 ) 94 FABRICA MECANICA
1 10 (-4 ) 74 TRAFICO NORMAL
0.01 10 (-6 ) 34 VIVIENDA
0.002 10 (-10 ) 14 CAMPO
0.0002 10 (-12 ) 0 UMBRAL DE AUDICION
6

7. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
ESFERICA PROP. OMNIDIRECCIONAL
COHETE
FUENTE SONORA
DIRECTIVA PROPAGACION DIRECCIONAL
PARLANTE, VOZ HUMANA
7

8. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
• ALTURA
• INTENSIDAD
• TIMBRE
• RITMO
8

9. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
GRAVES
ALTURA FRECUENCIA HZ MEDIOS
AGUDOS
INTENSIDAD AMPLITUD DB VOLUMEN
9

10. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
TIMBRE ARMONICOS COLOR
RITMO PULSO NEGRAS X COMPAS VELOCIDAD
10

11. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
GRAFICA DE ONDA 3 HZ
λ
A
3 CICLOS X
SEG
1 CICLO
11

12. Un sonido de 1000 Hz
Fuente: http://www.asu.edu/clas/shs/sinex/shs311/1-sound/sound.htm#spectrum
CS 2008 Propiedad de UNIACC 12
12

13. Sonido de señal de 300 Hertz
Fuente: http://www.umanitoba.ca/faculties/arts/linguistics/russell/138/sec4/acoust1.htm
Haga doble click sobre el icono del parlante
CS 2008 Propiedad de UNIACC 13
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14. Sonido de señal a 500 Hz
CS 2008 Propiedad de UNIACC 14
14

15. Una voz humana
Fuente: http://www.asu.edu/clas/shs/sinex/shs311/1-sound/sound.htm#spectrum
CS 2008 Propiedad de UNIACC 15
15

16. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
PARAMETROS DE ONDA
 FRECUENCIA Nº CICLOS POR SEGUNDO
 LONG. DE ONDA DISTANCIA DOS CRESTAS CONSECUTIV
 AMPLITUD DISTACIA DESDE 0 A MAX. ELONGACIO
 PERIODO TIEMPO EN REALIZAR UN CICLO
16

17. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• RELACIÓN ENTRE FRECUENCIA Y LONGITUD DE ONDA
• FR = 1/λ λ = 1/ FR
INVERSAMENTE PROPORCIONALES
• MIENTRAS UNA CRECE LA OTRA DISMINUYE EN LA
MISMA PROPORCION
17

18. Ondas de presión sinusoidales.
Longitud de onda
(http://www.isvr.soton.ac.uk/SPCG/Tutorial/Tutorial/Tutorial_files/Web-basics-frequency.htm)
- Wave velocity: velocidad de la onda.
- Same wave velocity: la misma velocidad
de onda.
- Different frequencies: frecuencias
diferentes.
-Long wavelength: longitud de onda
larga.
-Short wavelength: longitud de onda
corta.
- Sound pressure: presión del sonido.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 18
18

19. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE
FR ( HZ ) LONG. DE ONDA ( λ )
10 34
20 17 FR x λ
40 8,5
80 4,3
100 3,4
1000 0,34 340 MTS / SEG.
5000 0,068
10.000 0,034
15.000 0,023
20.000 0,017
19

20. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• CALCULO FRECUENCIA y λ
• 340 mts/seg = fr (hz) x λ (mts)
• 340 / fr = λ
• 340 / λ = fr
20

21. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
VELOCIDAD DEL SONIDO
 AIRE 340 METROS POR SEGUNDO A CUALQUIER
FRECUENCIA
 LIGERA VARIACION POR TEMPERATURA Y
HUMEDAD
 A MAYOR DENSIDAD DEL MEDIO MAYOR
VELOCIDAD
21

22. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
 MEDIO VELOCIDAD ( MTS / SEG )
 AIRE 340
 AGUA 1441
 PLOMO 1223
 MADERA 3300
 LADRILLO 3800
 VIDRIO 5000
 HIERRO 5128
22

23. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• ALTURA TONAL FRECUENCIA
• RANGO AUDITIVO HUMANO PROMEDIO:
20 HZ A 20 KHZ
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24. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
FRECUENCIA INSTRUMENTOS
• PIANO 28 HZ 3,5 KHZ
• VIOLIN 165 HZ 3 KHZ
• VIOLONCELLO 70 HZ 700 HZ
• CLARINETE 140 HZ 1,8 KHZ
• FLAUTA 200 HZ 2 KHZ
• TROMPETA 150 HZ 950 HZ
• TIMBAL 60 HZ 850 HZ
• PLATILLOS 300 HZ 14 KHZ
24

25. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
INTENSIDAD INSTRUMENTOS MUSICALES
• PIANO 60 a 100 DB
• ORGANO 35 a 110 DB
• BOMBO 35 a 115 DB
• TROMPETA 55 a 95 DB
• VIOLIN 42 a 95 DB
25

26. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• TIMBRE : * CARACTERISTICA O COLOR DEL
INSTRUMENTO
* PERMITE LA DIFERENCIACION ENTRE
ELLOS
* DETERMINADO POR LOS ARMONICOS
26

27. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• ARMONICOS : * FRECUENCIAS QUE ACOMPAÑAN A LA
FUNDAMENTAL
* SON SOLO ASCENDENTES
* SE DETERMINAN MULTIPLICANDO LA
FRECUENCIA DE LA
FUNDAMENTAL POR EL Nº DEL
ARMONICO DESEADO
27

28. Ejemplo de una fundamental y cinco
armónicas, misma amplitud
www.sfu.ca/sca/Manuals/ ZAAPf/g/gain_change.html
CS 2008 Propiedad de UNIACC 28
28

29. Ejemplo en el dominio del tiempo y en el
dominio de la frecuencia (www.cord.edu/dept/physics
/p128/lecture98_35.html)
CS 2008 Propiedad de UNIACC 29
29

30. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• CALCULO DE ARMONICOS
• FRECUENCIAS FUNDAMENTALES O PRIMER ARMONICO DE
UN PIANO DE 88 TONOS
• DO CENTRAL 261,63 HZ OCTAVAS
• RE CENTRAL 293,66 HZ ( 8 NOTAS )
• MI CENTRAL 329,63 HZ
• FA CENTRAL 349,23 HZ SEPARADAS
• SOL CENTRAL 392 HZ POR EL
• LA CENTRAL 440 HZ DOBLE DE LA
• SI CENTRAL 493,88 HZ FRECUENCIA
• DO 1/8 MAS ARRIBA 523,25 HZ
30

31. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
CALCULO DE ARMONICOS
CALCULO DE LOS 6 PRIMEROS ARMONICOS DEL DO UBICADO
1/8 MAS BAJO QUE EL DO CENTRAL
DO 1/8 MAS BAJO 261,63 : 2 130,81 DO
130,81 X 2 261,63 DO
130,81 X 3 392,43 SOL
130,81 X 4 523,24 DO
130,81 X 5 654,05 MI ( 329 X 2 )
130,81 X 6 784,86 SOL ( 392 X 2 )
31

32. ACÚSTICA
Ondas Mecánicas
• RANGO DE FRECUENCIA VOZ :
• HOMBRE 100 HZ A 8 KHZ
• MUJER 150 HZ A 10 KHZ
• RANGO OIDO HUMANO PROMEDIO:
• 20 HZ A 20 KHZ
• RESPUESTA DE FRECUENCIA
• GAMA DE FRECUENCIA A LA QUE RESPONDE UN
TRANSDUCTOR ( PARLANTE, MICRÓFONO,
EQUIPO DE AUDIO )
32

33. ACÚSTICA
El oido
• OIDO EXTERNO : OREJA (PABELLON AUDITIVO)
RECIBE EL SONIDO
CONDUCTO AUDITIVO
CANALIZA AL INTERIOR
• OIDO MEDIO : TIMPANO ( FINA MEMBRANA)
CADENA DE HUESECILLOS
( MARTILLO, YUNQUE, LENTICULAR, ESTRIBO)
TROMPA DE EUSTAQUIO
( CONDUCTO A LA FARINGE )
33

34. ACÚSTICA
El oido
• OIDO INTERNO : VENTANA OVAL
( TRANSMITE VIBRACIONES )
VESTIBULO
CANALES SEMICIRCULARES
CARACOL O COCLEA
34

35. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
• REFLEXIÓN
• REFRACCIÓN
• DIFRACCIÓN
• ABSORCIÓN
35

36. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
• REFLEXIÓN
• CHOQUE DE SEÑAL CONTRA MEDIO MAS DENSO
• PARTE QUE REBOTA ES LA SEÑAL REFLEJADA
• LO HACE CON UN ANGULO DE REFLEXIÓN
• PROVOCA :
 AUMENTO DE INTENSIDAD
 REVERBERACIÓN
 RESONANCIA ( ECO EXCESIVO)
36

37. Reflexión de un sonido, caso en que la dirección de
la onda es perpendicular a la superficie de
reflexión
http://www.saskschools.ca/curr_content/physics20/sound/reflection_sound.htm
CS 2008 Propiedad de UNIACC 37
37

38. Reflexión del sonido en una
superficie parabólica
http://www.saskschools.ca/curr_content/physics20/sound/reflection_sound.htm
Aplicación en micrófonos parabólicos
CS 2008 Propiedad de UNIACC 38
38

39. Micrófonos parabólicos
CS 2008 Propiedad de UNIACC 39
39

40. Tipos de reflexiones dependiendo del
material que refleja el sonido
CS 2008 Propiedad de UNIACC 40
40

41. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
• REFRACCIÓN
• PASO DE LA SEÑAL A UN MEDIO MAS DENSO
• UNA PARTE PASA OTRA QUEDA ATRAPADA
• LO HACE CON UN ANGULO DE REFRACCIÓN
• PROVOCA :
 ATENUACIÓN DE LA SEÑAL
 VARIACIÓN DE FRECUENCIAS ORIGINALES
41

42. Fenómenos Que Afectan Al Sonido
Difracción
• La difracción involucra un cambio en la dirección de
las ondas cuando pasan por una abertura o alrededor de
una barrera en su camino.
• La difracción de las ondas de sonido se puede sentir en
la vida práctica. Escuchamos el sonido que se difracta
(se dobla) alrededor de las esquinas o a través de las
puertas abiertas, permitiéndonos escuchar a otros que
están en habitaciones vecinas.
• La difracción es la curvatura de las ondas alrededor de
aperturas pequeñas y la dispersión de las ondas más
allá de las aberturas.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 42
42

43. Ejemplo de difracción del sonido
CS 2008 Propiedad de UNIACC 43
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44. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
• ABSORCION
• ES LA RELACION ENTRE :
• ENERGIA SONORA ABORVIDA POR EL MATERIAL
• ENERGIA QUE LLEGA AL MATERIAL DESDE LA FUENTE
• SE MIDE EN SABIN
44

45. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
•incidental
•reflejada
•absorvido
•Medio mas denso
•refractada
45

46. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
• COEFICIENTES DE ABSORCION (SABIN)
125 HZ 1000 HZ 4000 HZ
• LADRILLO 0,03 0,04 0,07
• MADERA 0,15 0,07 0,07
• PUBLICO 0,44 0,62 0,5
46

47. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
REVERBERACIÓN
 GENERADA POR REFLEXIÓN
 TIEMPO QUE DEMORA SEÑAL EN CAER EN 60 DB
 NATURAL Y ARTIFICIAL
47

48. PERSISTENCIA ACÚSTICA
• El oído puede percibir por separado sonidos que
estén por encima de 0,1 s para sonidos musicales y
0,07 s para sonidos secos (palabra).
• Estas magnitudes están directamente relacionadas
con la velocidad de propagación del sonido. Si el
obstáculo está a 17 m, entonces para recibir el
sonido reflejado debe recorrer 34 m (ida y vuelta),
lo que equivale a 1/10 parte de 344 m/s que es la
velocidad del sonido en el aire.
48

49. PERSISTENCIA ACÚSTICA
• Ahora bien, dependiendo de si el sonido
reflejado llega por encima o por debajo de
este límite se producirá reverberación o eco.
• Por encima de una décima de segundo o de
17 m, tenemos eco, porque el oído capta el
sonido original y el sonido reflejado como
dos sonidos distintos.
49

50. PERSISTENCIA ACÚSTICA
• Por debajo de una décima de segundo o de
17 m, tenemos reverberación. porque el
oído capta el sonido original y el sonido
reflejado como un solo sonido
• Reverberación y eco pueden coexistir si hay
varios obstáculos a diferentes distancias.
50

51. Reverberación
• La reflexión de las ondas de sonido
sobre las superficies puede conducir a
dos fenómenos: a un eco o a una
reverberación.
• Una reverberación ocurre a menudo en
una pequeña sala cuya altura, ancho y
longitud son de aproximadamente 17
metros o menos.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 51
51

52. Reverberación
• ¿Por qué los 17 metros? El efecto de una onda
de sonido sobre el cerebro dura por una pequeña
fracción de un segundo; el cerebro humano
mantiene el sonido en memoria por hasta 0,1
segundos. Si el sonido reflejado alcanza el oído
dentro de los 0,1 segundos del sonido original
inicial, parecerá que el sonido se prolonga,
fenómeno que se llama reverberación. Es como
si se repitiera después de una breve fracción de
tiempo.
52

53. Reverberación
• La recepción auditiva de reflexiones
múltiples en las paredes y los techos
dentro de 0,1 segundo causa lo que se
llama una reverberación.
53

54. Reverberación
• El tiempo de reverberación
depende también de los materiales
de las paredes, del techo y del piso,
la longitud de la habitación, la
altura del techo, la forma de la
habitación, la presencia de público
y otros.
54

55. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
TIEMPOS IDEALES DE REVERBERACIÓN
SALA CONFERENCIA 05, A 0,8 SEG
DISCOTEQUE 1 SEG
SALA CONCIERTOS 1,5 SEG
55

56. Reverberación 1
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RT60/RT60.html
Aplauso único en sala vacía
sin alfombra en el piso.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 56
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57. Reverberación 2
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RT60/RT60.html
Aplauso único en sala vacía
con alfombra en el piso.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 57
57

58. Reverberación 3
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RT60/RT60.html
Persona hablando en sala vacía
sin alfombra en el piso.
“Estoy en una sala con mucha reverberación”
CS 2008 Propiedad de UNIACC 58
58

59. Reverberación 4
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RT60/RT60.html
Persona hablando en sala vacía
con alfombra en el piso.
“
Estoy en la misma sala después que se instaló una alfombra
en el piso”
CS 2008 Propiedad de UNIACC 59
59

60. Eco
• Los sonidos rodean los objetos que son pequeños
en comparación con la longitud de onda. Un
objeto que sea grande en comparación con la
longitud de onda de un sonido reflejará buena
parte de este sonido. Estos reflejos, en la medida
que ocurran con un tiempo de desfase mayor que
el de la reverberación, se llaman eco.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 60
60

61. Eco
• El eco se produce como una reflexión de un
sonido desde un obstáculo lejano.
• El hecho de que los objetos reflejen el sonido ha
sido aprovechado por el hombre en la navegación
para localizar los icebergs o el fondo, en la pesca
comercial para encontrar grandes bancos de peces,
y en operaciones militares para determinar la
posición de los submarinos.
61

62. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
1.- AISLACION ACÚSTICA
• APLICACIONES 2.- AMPLIFICACIONES
3.- ESTUDIOS GX Y TV
62

63. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
RUIDO
• SONIDO ALEATORIO
• DIVERSAS FRECUENCIAS
• SIN RELACION ARMONICA
63

64. Ruido
• En la tecnología del sonido, ruido es una
señal indeseada que se agrega,
intencionalmente o no, a un sonido
deseado.
• Esto puede ocurrir a nivel acústico o a nivel
eléctrico.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 64
64

65. Definición de ruido en sonido a
nivel acústico
Algunos ejemplos de ruido a nivel acústico:
• En una reunión, otras conversaciones
distintas a la que tienen dos personas que
conversan.
• El ruido de un trueno sobre una conversación
o sobre lo que se está escuchando en la radio o
la televisión.
• El ruido de un camión que pasa por la calle
anexa a una sala donde se está llevando a cabo
una reunión.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 65
65

66. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
NIVELES PROMEDIO DE RUIDO
VIVIENDA 40 DB
OFICINA 55 DB
FABRICA 80 DB
66

67. Ruido en sonido, a nivel eléctrico
Algunos ejemplos de ruido a nivel eléctrico.
• Zumbido originado por una fuente de
poder.
• Ruido de fondo de una cinta magnética.
Las cintas magnéticas producen un ruido de
fondo detectable cuando no están grabadas.
CS 2008 Propiedad de UNIACC 67
67

68. Ruido en sonido, a nivel eléctrico
• Ruido inducido por un equipo o sistema eléctrico
vecino. Por ejemplo un motor de auto que induce
un ruido en una radio o en un televisor.
• Los dispositivos digitales tales como los toca CDs
y toca DVDs introducen menos ruido que los
dispositivos analógicos como los cassettes de
audio ya mencionadas.
• Las componentes eléctricas también introducen
ruido.
68

69. Música enmascarada por el ruido
CS 2008 Propiedad de UNIACC 69
69

70. Relación señal a ruido
• La frase razón señal a ruido es un término
usado para la razón entre la magnitud de una
señal de información deseada, y la magnitud
del ruido de fondo.
• La razón señal a ruido se simplifica como:
– S/N (Signal to Noise), ó,
– SNR (Signal to Noise Ratio).
CS 2008 Propiedad de UNIACC 70
70

71. Razón señal a ruido
• Debido al gran rango dinámico de los
sonidos en música, la razón señal a ruido se
expresa en dB.
• Mientras mayor sea el valor de la razón
señal a ruido, mejor.
71

72. Relación señal a ruido
CS 2008 Propiedad de UNIACC 72
72

73. ACÚSTICA
Fenómenos Que Afectan Al Sonido
RUIDO GAUSIANO
 RUIDO TERMICO
 COMPONENTES DE CIRCUITOS
 GENERACIÓN DE CALOR
73