Clases de Realización 2012-2013 : M09: El Sonido [1 PARTE]

UF3 EQUIPOS DE SONIDO:

Qué es el sonido?
- En cuánto al oído humano, es la sensación producida en el oído cuándo llega a los huesos del oído.
- El sonido solo puede pasarse por el aire o el agua pero no por el vacío.
- Es una onda mecánica

La velocidad del sonido varía:
Es parecido a la luz, según el medio por el que viaja como el aire, el agua o la temperatura en la que está el medio, varía la velocidad, eso si en cuánto al vacío el sonido no puede propagarse.
345 m/s (temperatura de 22ºC)
"x" m/s (temperatura de 24ºC)

Para calcular la velocidad de propagación del sonido:

El sonido en cuánto a las ondas son exactamente iguales que las de la luz, una subida y baja equivale a 1 ciclo:

El sonido se divide en tres partes:

- Infrasonidos

- Audio (Los sonidos que nosotros oímos)

- Ultra Sonidos

LOS INFRASONIDOS:

- Van por debajo de los 30 hz

- Se usan para detectar objetos, aunque para ello han de ser bastante grandes.

- Los usan tanto los elefantes como las ballenas.

- Hay sensores que se utilizan usando los infrasonidos para prevenir explosiones, erupciones, tornados y meteoritos

- También los usan los sismógrafos para medir los terremotos.

ULTRASONIDOS:

- Son los sonidos superiores a 20 Khz aproximadamente.

- Lo usan los delfines y los murcielago (ecolocación).

- También se usa para las ecografías.

- También para alejar y hacer huir a los perros.

Como calcular la frecuencia:

Espectro de Frecuencia: Los sonidos realmente no se componen de una sola frecuencia, si no de varias mezcladas, por ejemplo la nota "La" se compondra de "x" frecuencias para sonar como suena.

-Bandas de Frecuencia: Es de que frecuencia a que frecuencia va, los sonidos rara vez se componen de varias bandas de frecuencia (Infrasonidos, Sonidos Audibles, Ultrasonidos, tv, microondas, etc).

- Bandas de Octava: Son las frecuencias que van desde "x" frecuencia, hasta "el doble de x", en resumen sería esto (32, 63,125,250,500 Hz i 1, 2, 4, 8 i 16 kHz) o otro ejemplo de 125 Hz hasta 250 Hz.

- Bandas de media octava: Es lo mismo que lo anterior pero dividido entre dos.

- Bandas de tercios de octavas: Lo mismo pero dividido entre tres.

El Espectograma / Sonograma: Es la gráfica tridimensional que enseña la energia de las frecuencias de un señal, y como va variando según el tiempo. (Vertical = frecuencia, Horizontal = tiempo)

Presión Sonora: Es la diferencia entre la presión instantánea que llega al oído y la presión de la atmosfera
Presión atmósfera (100 mil pascales)
1 hectopascal = 100 Pascales

El limite del dolor son 200 Pascales, y el limite de audición (lo que podemos escuchar) = 20 micropascales.

Nivel de presión Sonora (SPL / Sound Pression Level):

Es la presión sonora (El sonido realmente es presión) expressada en decibels SPL para poder distinguir cuándo un sonido es fuerte o flojo, ya que usar la unidad pascales sería demasiado complicado, se usaron valores estandarizados para ello.

- Si se quiere sumar volumen en Db SPL (4 db + 4 db) es imposible, primero se ha de pasar a pascales, hacer la suma, y luego pasarlo de nuevo a db, aunque hay un truco que es que cuándo hay dos decibelios a sumar del mismo numero (2 + 2) se pueden sumar aproximadamente sumándole +6 db.

En resumen 2 db + 2 db + 6 db = 10 db.

QUE ES LA SONORIDAD?

Es la sensación que tiene el ser humano de poder distinguir la diferencia de intensidad entre dos sonidos,

cuando son sonidos más débiles lo notamos mejor.

FONIO: 0 db = 0 Fonios

SONIO: Para distinguir entre la diferencia de intensidad o la igualdad de intensidad de un dos sonidos distintos (diferentes instrumentos musicales) se invento una nueva unidad de medida, el "Sonio".

El Sonometro: Dispositivo que sireve para captar la contaminación acustica del ambiente, o de los tubos de escape de las motos o de los coches, etc.

Las Curvas Isofónicas:

Como el oído humano se comporta distinto con según que frecuencias e intensidades, han hecho como unas curvas que van desde "x" frecuencia a "x" frecuencia según para lo que haga falta.

- Curva A (o dBa): es para la respuesta del oido frente a intesidades bajas, es el que está ajustado al limite de lo que escuchamos, además, es el usado por la policía para medir la contaminación acústica de todo .

- Curva B (o dBb): Es para intensidades medianas, no tiene demasiadas utilidades.

- Curva C (o dBc): Es muy usada porque capta intensidades altas, además de muy cercanas al limite del dolor del oído.

- Curva D (o dBd): Capta intesidades muy altas y sirve para estudiar el nivel de sonido de los aviones.

El Oscilograma: Es la representación de la amplitud de una onda electromagnética en el tiempo

Potencia Acústica (dBw): Es la cantidad de energía acústica producida por una fuente de sonido, como un altavoz, por unidad de tiempo, la cuál se mide en Watts.

- Expresado en Watts el limite de audición es 10⁻¹²dBw.

- Esto viene dado por la amplitud de la onda, si la amplitud es más grande significa que generará más energía.

- Cuando la Presión Sonora se multiplica por dos, la Potencia Acustica se le suman solo 3 dBw.

Volumen: Es lo usado para dar + o - intensidad al volumen

Intensidad Acústica: Es la Potencia acústica por superficie a la que llega, además el sonido igual que la luz es capaz de rebotar y de traspasar un objeto o medio.

(FORMULA POR PONER)

FASE: Es cuando dos ondas chocan, como por ejemplo cuando choca la onda del telefono con el altavoz, q produce sonidos raros. La fase no se puede medir en grados, pero lo podemos medir en grados diciendo que 1 ciclo = 360º.

CUALIDADES DEL SONIDO:

- Tono: Los tonos se dividen entre tres: Los graves, Los medios y los Agudos, es la división de una frecuencia o sonido en sus tres partes.

- Timbre: Es lo que nos permite diferenciar entre sonido diferentes (distintos instrumentos) pero notas iguales.

- Intensidad: Es la fuerza de ese sonido. < > (Piano, pianisimo, mezzo forte, etc)

- Duración: Lo que dura ese sonido.

El Efecto Doppler: Es el que efecto que según lo cerca, lejos o si está en movimiento hace que el sonido cambie.

LA PROPAGACIÓN DEL SONIDO:

Reflexión: Lo refleja el sonido

La reflexión total: es cuándo coge el mismo angulo al rebotar porque se ha pasado el angulo que provocaba en el otro medio.

Refracción: es la desviación del sonido al entrar en otro medio.

Angulo critico o limite: Es cuándo va por la superficie del nuevo medio.

Absorción:

Absorción de Aire: Es que según lo caliente o frío que este el aire, el sonido se dejará absorber más o menos.

Frecuencia Crítica: Es a partir de que frecuencia empieza a absorber el sonido, contra más baja suele ser mejor.

Difracción (Dispersión / Difusión): Es el principio de Huygens dice que el sonido tiene la propiedad de rodear un obstaculo, además, si el sonido choca contra el obstáculo se esparce.

El tiempo de Reverberación: Es el tiempo que transcurre hasta que la intensidad del sonido se reduce a una millonésima parte de su valor inicial

- Campo Sonoro: Donde se oye el sonido.

- Campo Directo (Dry): Es el sonido que viene directamente de la fuente, secamente.

- Campo Reverberante (Wet): Donde se suaviza el sonido al unirse los dos, "Sonido Directo y Reverberante".

- Eco: Es cuándo el sonido ha de viajar más de 17 metros y no le da tiempo a volver para juntarse con el Sonido Directo y convertirse en Reverberante, por eso se repite lo que dice uno, una y otra vez.

- Reverberación: Es cuando un sonido viaja menos de 17 metros ya que al rebotar se junta con el sonido Directo y lo suaviza convirtiéndolo en sonido reverberante.

- Frente de Ondas Secundario: Es cuando choca y se crea una nueva onda dentro de ese agujero.

- Sombra Acústica: Es cuándo el sonido choca contra un agujero y recorta el sonido base.

- Interferencias: Es cuándo se mezclan dos ondas de sonido y hace que suene mal o como no debería, ya que al ajuntarse se suman, se restan o se anulan.

- Ondas Estacionarias: Es cuando chocan dos ondas que van en direcciones opuestas, esto hace que se convierta en una onda estacionaria. Esto hace que de golpe vaya la onda tanto de izquierda a derecha como de derecha a izquierda, con la diferencia de que los nodos de esta onda siempre están parados.

- Resonancia: En acústica, la resonancia es el reforzamiento de ciertas amplitudes sonoras como resultado de la coincidencia de ondas similares en frecuencias, es un caso particular de resonancia mecánica.

- Modos Propios / Eigetons: Es esa onda estacionaria generada en el interior de un determinado espacio.

- Pulsos / Pulsaciones / Bateos: son dos frecuencias tan próximas entre si (dos sonidos muy parecidos) que hacen un promedio entre las dos, a nosotros nos sonará raro porque parecerá que hay un sonido medio entre las dos notas.

Ex. 1.000 Hz - "1.100 Hz" - 1.020 Hz.

VENTAJAS DEL SONIDO DIGITAL:

1. Se puede almacenar y ocupa menos espacio.

2. El sonido es más limpio y no se escuchan cosas extras, porque no hay sonidos de fondo.

3. Es más fácil editarlo.

4. Inmune a las degradaciones y aguantan las caracteristicas originales.

5. Efectos de sonido compatibles.

6. Se pueden hacer copias fácilmente.

7. Acceso a la información rápidamente.

8. La posibilidad de trabajar en red con el sonido.

9. Permite el acceso al base de datos de sonidos por internet, pagando o gratis.

10. Permite una mejor facilidad de procesamiento.

PROCESO DE DIGITALIZACIÓN:

1. Conversión A/D

2. Filtrado: Es decir de que frecuencia a que frecuencia quiero que deje pasar para que no se escuchen sonidos indeseables.

3. Mostreo: es hacer muestras del sonido analógico, muestras / por segundo.

El teorema de Nyquist, es el teorema que dice que al menos ha de tener x muestras por segundo para que se oiga bien, mínimo 40.000 Hz, aunque el estándar para audio digital es 44.1 Hz y si el audio va acompañado de vídeo 48.000 Hz.

Otras frecuencias: 88,2 Khz, 96 Khz, 196 Khz.

Para atrapar las muestras hace el sistema Sample and Hold, que es aguantar el sonido el tiempo suficiente para que recoja la muestra.

4. Cuantificación: Es asignar a cada muestra un valor.

- Error de Cuatificación: El error pasa porque cuando se hace el promedio de todas las muestras, al ser promedio no da exacto y quizás puede dar un poco de más o de menos y eso puede provocar que haya ruido.

Para arreglar eso lo que se hace es meter al inicio es meter un sonido electrónico de bajo nivel llamado "Dither", a la entrada del conversor A-D para reducir el error.

5. Codificación: Es convertir toda la información en Binario (0's y 1's)

Normalmente se usa la codificación PCM por que es robusta y permite multiplexar señales (lo que es lo mismo, mezclar o sumar señales.

Bit Rate: Es la velocidad de lectura de datos 128.320 Kb/s

6. Conversión D/A

7. Deglitcher: Es un mostreador que sirve para reordenar las muestras, ya que sale el sonido aleatorio, usa el sistema Sample and Hold.

- Es fundamental mirar los niveles de audio de la entrada analógica

dBFS (Decibelios a escala completa)

dBu (Decibelios analógicos)

FORMATOS DE AUDIO DIGITAL:

El formato de archivo es como un contenedor con la información dentro.

Hay dos tipos de formatos:

Los que son el mismo programa y solo los puedes abrir con el, y los que se pueden abrir con cualquiera.

- Capçalera / Cabecera: Es la información del archivo, los hay con (autodescriptivos) o sin cabecera.

Sin cabecera (.snd, .ffsd, .ul), estos archivos son sin compresión.

SIN COMPRESIÓN (son los más usados para el audio profesional)

- WAV: el más bueno de windows (1992)

- BWAV: para sonido profesional (codigos de tiempo y localizadores)

- BWF: es el más usado para las radios (guarda metadatos, como el nombre del artista, grupo, nombres, y enlaza con la foto [caratula] )

- AIFF: El equivalente al WAV de Windows pero para MAC.

- AIFF-C: Igual que el anterior, pero te deja ponerle compresión 6 : 1.

- AU: Sonido para UNIX (Linux) puede ponerse a 8 bits, por lo tanto es bastante pobre.

- SDI: Es para sonidos mono, es el usado en Mac, en el Pro Tools.

- SDII: Es el archivo usado en el PRO TOOLS, es multicanal y sirve para compartir entre ordenadores.

OTROS FORMATOS SIN COMPRESIÓN:

- VOC (Sound Blaster)

- SND (Sun)

- SF (IRCAM)

- VOX (Dialogic)

- MAT (Matlab)

- MID (MIDI)

- RAW (Fichero de audio en bruto, también existe para otras cosas)

- CDA (Windows CD Audio)

FORMATOS CON COMPRESIÓN:

Hay dos tipos de formatos con compresión:

- Lossless (compresión sin perdida)

- Lossy (con pérdida)

- ALE, ALAC (.m4a): Es el usado por Itunes y el Ipod.

- DOLBY TRUE HD: Es el sonido usado para vídeo, se mete dentro de un archivo de vídeo. Es el estándar en HD-DVD y opcional en Blu-ray. Cualquier vídeo puede ponerse esta compresión.

Soporta 7 canales de audio independientes (24 bits / 96 kHz + 1 (LFE, para los subwoofer / bajos)

- DTS - HD (MASTER AUDIO) (.dts)

Es la versión nueva de lo de los dos cd's, eso si ahora se usa un disco duro para ello.

48 kHz, 20 bits, compresión 4 : 1.

Se pueden poner los canales de audio que quieras, además tiene muy buena calidad.

- ATRAC (Es el usado con el MINIDISC de Sony)

Usado en todos los equipos de sonido (SDDS).

Tiene una compresión 5 : 1 con una frecuencia de muestreo 44.1 kHz.

Extensiones que solo pueden usar programas de SONY o aparatos de Sony .oma, .omg, .atp.

FORMATOS DE INTERCAMBIOS DE ARCHIVOS

- FLAC (.flac)

- Monkey's Audio (.ape)

- Wav pack (.wv)

FORMATOS CON PERDIDA DE INFORMACIÓN

- Hay formatos que eran con compresión, pero ahora ya le han añadido la opción sin compresión, por ejemplo, el MP3.

- MPEG (.mp3): es un formato muy universal, tiene compresión 0 : 1 y la calidad es inferior a un cd.

- WMA (.wma) [Windows Media Audio]: Es el equivalente al mp3.

- OGG (.vorbis): formato de código abierto, tiene una calidad superior al MP3 y es muy usando en los vídeo-juegos.

- AAC o MP4: Es el más usado en las radios (los podcast) y para los ipod's y el itunes.

- REAL AUDIO (.ra, .rm, .rpm): era el usado por streaming cuando antes hacía falta descargarlo entero para escucharlo. Utiliza una descompresión que va según la veloc. de internet

- AC3 (.ac3) [Audio Codec 3 de Dolby]: usado para sonido multicanal 5.1 de la marca, compresión 14 : 1, frecuencia 48 kHz y 16 bits.

NF2 MICROFONÍA

La importancia de los micros es la importancia de captar el sonido bien, han de estar bien colocados.

- ¿Que es un micro? Es un transductor electroacústico que capta las vibraciones para transformarlas en sonido.

- Diafragma: es la membrana que recoge y reproduce las diferencias de presión.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS MICROS:

- Sensibilidad: es la eficiencia del micro, o sea el nivel de señal que sale del micro (la tensión de salida es mV [mili voltios] / Pa [Pascales] y Dbv [Negativos]).

Formula de la diferencia de Sensibilidad:

Sensibilidad = 20log x (Sensibilidad 1 / Sensibilidad 0) x dBv

- Margen dinámico (Dynamic Range): es la diferencia entre el sonido total y el ruido.

- Headroom: Es cuando el sonido llega a ser peligroso para tus oídos.

- Respuesta en frecuencia: es una gráfica que nos enseña la sensibilidad del micrófono según las distintas frecuencias, porque según para que se quieran usar hay que evitar algunas frecuencias para que nos se oigan sonidos extraños.

- Directividad: Es la capacidad de los micros para captar en una dirección o en varias.

Hay varios tipos de micros:

Micro Omnidireccional: Es que el micro capta sonido por todas direcciones.
Micros Direccionales:
- Unidireccional: solo van en una dirección. (Cardioides, SuperCardioides, Hipercardioides, tienen forma de corazón)
- Bidireccional: Capta sonido en dos direcciones, y se suele usar para entrevistas en las cual solo hablan dos personas.

- Circulo Polar:

EFECTO LARSEN:
Es cuando un micro se retro-alimenta porque el micro capta lo que el mismo micro sale por el altavoz.
Peluche: es como un filtro para el ruido que se usa en el cine, normalmente se le llama peluche.

- Impedancia: es la oposición de la resistencia al paso de la corriente eléctrica. Para que se escucho el mismo sonido tanto la mesa como el micro han de tener la misma impedancia (resistencia).
Hay dos tipos de micros:
- Baja impedancia (Inferior a los 600 Ohm's): son los usados para cables de 100 metros.
- Alta impedancia (Superior a los 1.000 Ohm's): Pierden la señal a partir de los 8 metros.

Ruido Propio: Es cualquier sonido que sale del aparato sonoro, sin estar usándolo ya que los aparatos no son perfectos.
S/N (Señal Ruido) = 20 log x (Sonido / Ruido) [Sirve para saber si el micro es bueno]
- Si te sale de 84 dBv para arriba es que es bueno, pero si te sale menos es que es malo.

Respuesta impulsional: Mide la velocidad del micrófono ante un sonido rápido.

SPL Max (Sobrecarga / Límite de saturación): El nivel de sonido desde el cual se empieza a distorsionar la señal, hay que dejar un margen para que si hay un sonido alto no pase nada.

MICRÓFONOS DE INDUCCIÓN MAGNÉTICOS:
Hay de dos tipos:

- Micros Dinámicos:
Tienen baja sensibilidad y es bueno con la respuesta a bajas frecuencias, pero malo o probre con las frecuencias altas, también tiene baja impedancia, generan poco ruido, son los más robustos, resisten muy bien el calor y la humedad, además, son los más utilizados en el directo.

- Micro de cinta: es igual que el anterior pero con la diferencia de la manera que tiene para captarlo, ya que este usa como una especie de cinta.

MICROFONOS DE CONDENSADOR (Polarizados)

- Estos tipos de micrófonos necesitan la ayuda de una corriente extra para funcionar llamada "phantom power" (son necesarios 48 V), tienen alta sensibilidad, margen dinámico muy grande, respuesta en frecuencia muy extensa, tienen una impedancia muy alta , son caros y frágiles.

Funcionamiento:

La Energía Phantom está como al 100% de la corriente, al meterle corriente producida por la placa al moverse se va directamente por el cable porque es corriente sobrante que no se puede almacenar.

MICROFONOS DE CONDENSADOR ELECTRET (Es igual que el anterior):

Son baratos, no les afecta la humedad, tienen el diafragma muy pequeño y son de poco peso, además son muy usados con todo y se usan mucho a lo inalámbrico.

OTROS MICROFONOS:

- Micro Inalámbrico: de estos micros hay de dos tipos, el "diversity" (que tiene dos señales y elige la más buena), o el non-diversity (1 señal).

-Micros parabolicos: Son los usados en los campos de fútbol para grabar algo muy lejos, ya que con su forma de parabólica el sonido choca dentro y lo concentra en un solo punto.

- Micros Piezoeléctricos: Es un micro que capta el sonido a traves de las cosas solidas como una pared, para ello se tiene que tener contacto directo con la pared para que capte las vibraciones.

Solo captan el sonido directo, sin sonidos extras, así que se suelen usar sobretodo para instrumentos (batería).

- Micrófono de Carbón: Su funcionamiento es el siguiente, cuando el diafragma comprime el carbón cambia su resistencia y eso hace que pase más o menos corriente y en base a eso se calcula la señal eléctrica.