Acústica: Conceptes, Mesures i Equips d'Àudio

Conceptes Bàsics del So

Pressió Sonora

Determina quina pressió acústica estan rebent les molècules en un lloc concret per unitat de superfície. Es mesura en N/m². Com que els marges en què es mouen els nivells de pressió sonora són molt amplis, s'utilitza el decibel (dB).

SPL (dB) = 20 log (p/2·10^-5 N/m²)

Longitud d'Ona

És l'espai que recorre l'ona per a cada un dels cicles de compressió i expansió que realitza (m).

Període

És el temps que tarda l'ona a completar cada un dels cicles que descriu (temps en s).

Freqüència

Defineix el nombre de cicles que es completen en un segon de temps (F) (Hz). Funció inversa del període. F = 1/T

F = 340 m/s / longitud d'ona.

Fisiologia de l'Oïda

FONI: percepció subjectiva del so.

SONI: Magnitud que avalua la percepció subjectiva del so quantificant la sensació de sonoritat.

Corbes Isofòniques

Són corbes d'igual sonoritat. Aquestes corbes calculen la relació entre la freqüència i la intensitat de dos sons perquè aquests siguin percebuts igual de forts, amb el que tots els punts sobre una mateixa corba isofònica tenen la mateixa sonoritat.

En aquestes corbes isofòniques s'observa com, a mesura que augmenta la intensitat sonora, les corbes es fan cada cop més planes. Això es tradueix en què la dependència de la freqüència és menor a mesura que augmenta el nivell de pressió sonora, el que significa que si disminueix la intensitat sonora, els últims sons perceptibles en desaparèixer serien els aguts.

• Corba A (corba de nivell de sonoritat de 30 fons, mesures en decibels dBa).
• Corba B (corba de nivell de sonoritat de 70 fons, dBB).
• Corba C (corba de nivell de sonoritat de 100 fons, dBc).

Mesures de Senyals de So

Mesures de Pressió Acústica

Sonòmetre: per adaptar la resposta a l'oïda humana, s'utilitzen corbes de ponderació.

• Ponderació A: baixa potència acústica.
• Ponderació C: alta potència acústica.

Mesures de Senyal Elèctrica

• Valor màxim: mesura des de 0 fins al punt més alt de la senyal. Algun aparell de so indica amb un mesurador de nivell de pic que s'anomena PPM (Peak Program Meter).
• Valor pic a pic: És el doble del valor màxim.
• Valor eficaç: Aquest valor relaciona la nostra senyal alterna de referència amb una altra sense variacions i indica el nivell que tindria la senyal en cas de ser contínua. V_eficaç = 0.707 · valor màxim o V_màx / √2

Mesures de Relació

• dBu = 20 log · V/0.775v
• Unitat de volum: vúmetre. Aquest instrument presenta una escala logarítmica calibrada en dB, de tal forma que ens permet conèixer el nivell de senyal que s'està rebent o proporcionant segons el cas.

Resposta en Freqüència

El nostre oïda seria de 20 a 20.000 Hz.

Distorsió

Anomenem distorsió a qualsevol variació que es produeixi en la forma de senyal de sortida d'un equip respecte a la que es va aplicar a la seva entrada. Un excés de nivell d'entrada farà aparèixer distorsió d'amplitud en excedir els transistors de la seva zona de funcionament normal. Si introduïm dues senyals d'amplitud i freqüència diferents, a l'interior de l'equip es podran generar altres senyals com a resultat de la seva mescla, donant lloc a distorsió per intermodulació (es mesura amb un distorsionòmetre).

Impedància

La impedància és l'oposició que presenta un element al pas del corrent elèctric. Es reconeix per la lletra Z i es mesura en ohms. Formes de distorsió:

• Que la impedància de l'equip font de la senyal sigui exactament igual a la de l'equip que la rep. Això és una condició per aconseguir la màxima transferència de potència entre ambdós.
• Que la impedància de l'equip receptor sigui molt superior a la de l'equip que genera la senyal.

Relació senyal/soroll: 20·log (tensió eficaç de la senyal / tensió eficaç del soroll en les condicions de la mesura anterior).

Connectors d'Àudio

• Connector RCA: Molt estès en els sistemes d'àudio domèstic, element terminal d'una línia apantallada no balancejada. 3.2 mm de diàmetre.
• Connector DIN 41524: Cinc puntes repartides en un arc de 180º. Es completa amb un contacte cilíndric com a element de protecció davant de sorolls.
• Connector Jack: línia paral·lela bifilar (al buit). Línia apantallada no balancejada (tot en un) per a un major índex de protecció de senyal. Línia apantallada balancejada: quan es requereix el màxim nivell de protecció i disminuir al mínim les pèrdues.

Micròfons

Micròfon Dinàmic

Principi de bobina mòbil (com un petit altaveu). La bobina es mou dins del camp magnètic. Sensibilitat mitjana, suporta molts sons sense saturar-se. Impedància baixa de 600 ohms. Resposta colorejada. Efecte de proximitat.

Micròfon de Cinta

Se substitueix la bobina per una prima làmina d'alumini i es col·loca dins de l'imant. Té una impedància de 200 ohms. Reals a freqüències baixes, inclús a més de mig metre. Aguanta sons forts sense saturar-se. Inconvenients: entrega un baix senyal de sortida. Necessita preamplificador.

Micròfon de Condensador

Alimentació prèvia del propi alimentador. Plaques metàl·liques, la que fa una pressió sonora, que farà moure amb una suspensió, farà que les plaques s'acostin i s'allunyin. Principi electroestàtic. La càpsula necessita alimentació externa. Resposta plana, alta sensibilitat, fàcil saturació, alta impedància. Utilitza preamplificador. Alimentació per bateria.

Micròfon Electret

Principi electroestàtic. La càpsula no necessita alimentació externa. Resposta irregular, sensibilitat mitjana, fàcil saturació, alta impedància. Utilitza preamplificador.

Directivitat en Micròfons

• Omnidireccionals: Reben per igual els sons procedents de qualsevol direcció (tipus solapa que estan penjats a la TV).
• Bidireccionals: Reben ones procedents dels dos sentits en la direcció del seu eix (per davant i per darrere) estudi (locutor i entrevistats).
• Cardioides: Reben millor les senyals des de la zona frontal, disminuint en allunyar-nos d'aquesta direcció (forma de cor) micròfon d'un vocalista.
• Hipercardioides: Presenta un lòbul davanter marcadament major que el del darrere (escenari amb bafles d'angles de 135º i 225º). Capten d'una part frontal i part del darrere.
• Unidireccionals: De cancel·lació de fase. Té un hipercardioide a dins (pel·lícules) amb reflector (15º).

Fàding: esmorteïment de la senyal (túnel).

Sistema Diversity: dues antenes, dos captadors, dos receptors.

• Paral·lela bifilar
• Apantallada no balancejada
• Apantallada balancejada