Sonido

1. CÁTEDRA: SONIDO 1
CLASE Nº8 – UNIDAD Nº3
PRINCIPIOS DE AUDIO
ANALÓGICO/DIGITAL
Ing. Cesar Moreno

2. Arthur C. Clarke
( 1917 -2008 )
“Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic”

3. RESEÑA HISTÓRICA : El registro
●
Mediante la periodización de la historia podemos localizar
hechos importantes en el tiempo, asociados al registro sonoro.

5. PREHISTORIA
●
Es el período de tiempo que transcurre desde el origen del hombre hasta la
aparición de los primeros testimonios escritos, en el año 3.300 a.c.
aproximadamente

6. LA CANCIÓN MAS ANTIGUA DEL MUNDO
El himno a Ugarit
●
El himno a Nikkal, corresponde al siglo 14 a.c. Hace 3.400 años aprox. Es
la pieza musical anotada más antigua de la historia.
●
En una excavación en 1950 en el palacio de Ugarit. Fue encontrado entre
los himos hurritas, una coleccioón de caniones escritas en tablillas de
arcilla. La tablilla que contiene el himno a Nikkal, se encuentra conservada
casi en su totalidad.

7. EL HIMNO DE UGARIT
Tablilla nº6 Palacio Real de Ugarit.
Ejemplo : Himno a Nikkal 1, Himno a Nikkal 2

8. INVENCIÓN DE NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA EL
REGISTRO SONORO
●
1857 a 1925 - Registro Acústico mecánico
●
1925 a 1945 – Era de la electricidad
●
1945 a 1975 – Registro magnético
●
1975 en adelante – Era digital

9. 1857 - FONOAUTÓGRAFO
●
Édouard-Léon Scott de Martinville fue un impresor, librero y escritor
francés, inventor del fonoautógrafo, primer aparato grabador de sonido en el
año 1857.
●
Se registro la primera noticia en 1860
Ejemplo: Fonoautógrafo – Éduard Léon Scott

11. 1888 El disco de VINILO
Desarrollado por la empresa Columbia Records en 1948 (perfeccionando el
invento de Emile Berliner en 1888)
●
Año de lanzamiento 1955
●
1960 discos cuadrafónicos
●
Tecnología de microsurco
●
Mayor calidad
●
Diferentes formatos ( velocidades de rotación )
Ejemplo: Disco de vinilo

12. DISCO DE VINILO - ESTEREOFÓNICO

13. 1940 El magnetófono de bobina abierta
●
Registra sonido en soporte magnético.
●
Grabaciones de Larga duración.
●
Material magnéticamente sensible a los campos magnéticos – óxido
de hierro.
●
Cassette desarrollado por Phillips

14. 1970 CASETE
●
Permitía la grabación de sonido o video en cinta
magnética.
●
Uso doméstico
●
Audio portátil – almacenamiento de datos para
computadoras. ( casete – DAT - DCC)
●
Desventajas – Velocidad (Ruido – Sonidos)

15. 1979 El CD
●
Invento revolucionario
●
Guarda datos por medio de un rayo láser en superficie plástica

17. 1995 DVD
●
Formato de disco óptico
●
Digital versatile disco
●
Almacenar ( DVD-R , DVD ROM, DVD R, DVD + RW)
●
SEÑAL DIGITAL
●
Siete veces mayor capacidad de almacenamiento que un CD 4,7Gb

18. 1986 El Mp3
●
Nace el MP3 creado por los científicos Bandernburg , Popp y Grill.
●
Formato que comprime el audio – algoritmo con pérdida de datos.
●
Permitía un archivo tendrá un tamaño aproximado a 11 veces menor que un
CD.
●
1994 – 1995 la internet se identifico como el área apropiada para el
formato.

19. Ya revisamos algunos de los formatos y
soportes de registro sonoro más
importantes de la historia.
¿A que se hace referencia cuando se
menciona la palabra analógico / digital ?

20. VOCABULARIO - ANALOGÍA
1. f. Relación de semejanza entre cosas distintas.
2. f. Razonamiento basado en la existencia de atributos semejantes en seres o cosas
diferentes.
3. f. Biol. Semejanza entre partes que en diversos organismos tienen una misma
posición relativa y una función parecida, pero un origen diferente.
4. f. Der. Método por el que una norma jurídica se extiende, por identidad de razón, a
casos no comprendidos en ella.
5. f. Gram. Semejanza formal entre los elementos lingüísticos que desempeñan igual
función o tienen entre sí alguna coincidencia significativa.
6. f. Gram. morfología.
7. f. Ling. Creación de nuevas formas lingüísticas, o modificación de las existentes, a
semejanza de otras; p. ej., los pretéritos tuve, estuve, anduve se formaron por
analogía con hube.

21. EJEMPLOS DE SEÑALES ANALÓGICA QUE
PERCIBIMOS
● LUZ
● SONIDO
● ENERGÍA
● TEMPERATURA

22. SEÑAL ANALÓGICA
Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo
de fenómeno electromagnético.
De esta forma se puede representar una función matemática
continua en donde la amplitud va cambiando a través del tiempo.
Ejemplo: Heating courve of water

23. SEÑAL ELÉCTRICA - ANALÓGICA
La señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la
tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente
alterna.
Aumenta el valor de signo eléctrico positivo (+) durante medio
ciclo, y disminuye el signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo
siguiente.
El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca
que se cree un trazado en forma de onda sinusoidal.

24. EJEMPLO DE SISTEMA ANALÓGICO
● Un ejemplo de sistema electrónico analógico es del parlante:
● Las ondas de sonido son capturadas por un micrófono y
convertidas en una pequeña variación analógica de tensión
denominada señal de audio
● Esta tensión varía de manera continua a medida que cambia
el volumen y la frecuencia del sonido y se aplica a la entrada
de un amplificador lineal.
Ejemplo: Parlante 1 , Señal 1, E.M.A. 1

25. DESVENTAJAS DE LA SEÑAL ANALÓGICA.
1) No admite la multigeneración: Cada vez que se genera una copia de
la grabación original, se producen pérdidas debido al desgaste
producidos por el sistema mecánico.
2) Se degrada con facilidad: Las cintas se des-magnetizan al si se
aproximan a un imán. Los discos de vinilo se rayan y los surcos
sufren alteraciones con el paso constante de la aguja.
3) Resulta más complejo y limitado el montaje y la edición de las
grabaciones.

26. SEÑAL DIGITAL
● La era digital fue un cambio muy radical para el registro sonoro.
● Reducción en los costos
● Reducción del soporte para registro y la reproducción del audio
Digital.
● Reproducción se torna más simple además casi todos los
dispositivos digitales al igual que los soportes de almacenamiento de
audio tienden a tener mayor vida útil.
● Los soportes de audio ahora tienen más duración y mejor calidad.
● El medio digital desplazó a los antiguo discos de vinilo.
● Sony anunció en 2010, la finalización en la producción de los
reproductores de casete Walkman.

27. Propiedades únicas del AUDIO DIGITAL
Ocasionalmente es útil perder un cuadro de video
del flujo de información. No sucede lo mismo con el
audio, se puede perder el sentido para esa
dimensión ante la falta de información.

28. Para digitalizar una señal de audio se utiliza un conversor
( dispositivo electrónico) de señal Analógica a señal Digital o
viceversa.
– CAD Conversor Analógico Digital
– ADC Analog-to-Digital Converter

29. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE AUDIO
●
Los cambios de los valores a lo largo del tiempo se dan en la amplitud
●
En el caso del sonido la presión se incrementa y disminuye en el tiempo.
●
Observar las variables del gráfico.

30. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE AUDIO

31. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE AUDIO
●
Son necesarios 2 procesos para digitalizar
una señal de audio.
Primera etapa del proceso:
– Muestreo: En este proceso, a partir de una señal
continua , se toman muestras para generar una señal
discreta que sea representativa de la señal original.
– Recordemos que si tomanos un segmento de una señal
continua, podremos encontrar infinitos valores
posibles en esta señal.

33. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE AUDIO
●
Segundo proceso:
– Cuantificación: Imaginemos que tomamos una sola
muestra y la separamos del resto.

36. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL DE
AUDIO
Video 1
●
¿Cuál será el valor de “MUESTREO” mas adecuado para
digitalizar mi señal de audio con buena calidad?

37. TEOREMA NYQUIST
El teorema demuestra que para que la reconstrucción exacta de una
señal periódica continua en banda base a partir de sus muestras sea
posible, es necesario que la señal esté limitada en banda y en donde
además, la tasa de muestreo debe ser “superior al doble de su
ancho de banda”.

38. TEOREMA NYQUIST

39. TEOREMA DE NYQUIST

40. TEOREMA DE NYQUIST

41. TEOREMA NYQUIST

42. TEOREMA NYQUIST

43. TEOREMA DE NYQUIST
Para ser capaces de muestrear en el tiempo la señal, la
frecuencia de muestreo debe ser “el doble o mayor” que
la frecuencia máxima del ancho de banda que deseo
muestrear.

44. TEOREMA DE NYQUIST
Ej: Si quiero registrar el ancho de banda audible por el ser humano
( 20Hz a 20kHz).
– Identifico la frecuencia máxima del espectro que quiero
almacenar 20kHz.
– El teorema de Nyquist me dice que la “ frecuencia de
muestreo”(fs) debe ser el doble de esa frecuencia máxima
que quiero mustrear.
Por lo tanto el valor de mi fs será de = “?”

45. Ejercicio:
Cuales serán los valores de frecuencias de muestreo
mínimos para mantener la calidad al digitalizar los
siguientes anchos de banda.
1) Radio ( 20Hz – 16kHz)
2) Teléfono ( 100Hz – 6 kHz )
3) CD audio ( 20 – 20 kHz )
TAREA : escuchar el sonido característico de estos
sonidos.
TEOREMA DE NYQUIST

46. ¿ Que sucede cuando no se cumple el
teorema de Nyquist ?

47. ALIASING
Efecto que se produce cuando la frecuencia
de muestreo no es lo suficientemente
veloz, y por lo tanto hace que las señales
continuas se tornen indistinguibles.
Al reconstruir la señal en dichas
condiciones, se genera una señal parásita .

48. RESUMIENDO EL PROCESO DE MUESTREO
●
1er proceso en la conversión de señal analógica a
digital.
●
Se toman muestras en intervalos regulares de tiempo
para luego asignarles un valor arbitrario de amplitud
( cuantificacion ).
●
La calidad del muestreo lo define la cantidad de
muestras que se tomen por segundo.

49. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL DE
AUDIO
●
¿Cuál será el valor de “CUANTIFICACIÓN” mas adecuado
para digitalizar mi señal de audio con buena calidad?

50. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL DE
AUDIO
Valores habituales de longitud de palabras:
●
8 bit = 256 niveles
●
16 bit = 65.536 niveles
●
24 bit = 16.8 millones de niveles

51. ACTIVIDAD 1:
Atención : En lo posible utilizar auriculares para
analizar el siguiente sonido.
1)“Focaliza tu atención en el cambio de sonido que se
produce al cambiar la FRECUENCIA DE
MUESTREO.”
2)Registrar cuál es el valor, que a su criterio, otorga
mejor sonido.

52. ACTIVIDAD 2:
Atención : En lo posible utilizar auriculares para
analizar el siguiente sonido.
1)“Focaliza tu atención en el cambio de sonido que se
produce al cambiar el nivel de CUANTIFICACIÓN.”
2)Registrar cuál es el valor, que a su criterio, otorga
mejor sonido.

53. FUENTES DE CONSULTA
BIBLIOGRAFIA:
● Antoni Carrión Isbert Diseño Acústico de espacios Arquitectónicos -
Edicions UPC, 1998
● Basilio Pueo Ortega, Miguel Romá Romero Electroacústica Altavoces y
Micrófonos – Pearson Educación, S.A., Madrid, 2003
● Ze-Nian Li, Mark S. Drew and Jiangchuan Liu. “Fundamentals of
Multimedia”.
● Handbook for Sound Engineers Fourth Edition - Glen M. Ballou Editor
● Raymond A Serway Fisica para Ciencias e Ingeniería Volumen I –
Thomson Editores S.A.
● Everest, F.A. & Pohlmann, K.C. - Master Handbook of Acoustics - 5th ed