Conceptos Fundamentales del Sonido y la Digitalización de Audio

Propiedades Fundamentales del Sonido

El sonido es una variación periódica de presión generada por un objeto vibrante que se propaga en un medio determinado. Cuando las vibraciones se producen de forma arbitraria, sin ninguna secuencia rítmica, se denomina ruido.

Amplitud (A)

Es la característica de las ondas sonoras que se percibe como volumen.

Frecuencia (f)

Es el número de ciclos completos que se repiten en un segundo. Las ondas que se repiten cada cierto tiempo se denominan periódicas. La frecuencia se mide en hercios (Hz), donde un hercio equivale a un ciclo por segundo.

Periodo (T)

Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo. Viene dado por la expresión: T = 1/f

Longitud de Onda (λ)

Es la distancia que recorre un sonido en un ciclo completo. Se expresa mediante la fórmula: λ = V / f (donde V es la velocidad de propagación del sonido).

Intensidad

Depende de la energía que transporta la onda sonora y está en relación directa con su amplitud. Una onda de mayor amplitud producirá un mayor desplazamiento de la membrana del oído, y la sensación será la de un sonido más fuerte. A mayor amplitud de onda, mayor será el volumen y viceversa. Para indicar el nivel de intensidad se utiliza el decibelio (dB).

Altura o Tono

Es la característica que permite percibir un sonido como más grave o más agudo que otro. El oído humano capta frecuencias entre 20 Hz y 20 kHz. Las frecuencias inferiores a 20 Hz se denominan infrasonidos, y las superiores a 20 kHz, ultrasonidos.

Timbre

Es la característica que nos ayuda a reconocer a las personas por la voz o a distinguir distintos tipos de instrumentos musicales. Una onda sonora puede vibrar con varias frecuencias simultáneas. La frecuencia de vibración más grave, que determina el periodo y el tono, se denomina frecuencia fundamental.

Digitalización de Audio

La digitalización es el proceso mediante el cual se transforman datos analógicos en un formato digital.

Frecuencia de Muestreo

Es el número de muestras que se toman en un intervalo determinado de tiempo.

Resolución

Es el número de dígitos binarios que utilizamos para representar cada muestra. Por ejemplo, en un sistema de 8 bits, cada muestra puede tomar 256 valores diferentes; en uno de 16 bits, 65536 valores.

Dispositivos Clave en el Procesamiento de Audio

Micrófono

Convierte la vibración de presión del aire que se ejerce sobre su membrana en una señal eléctrica. Esta señal se introduce en el ordenador mediante el cable que conecta el micrófono a la entrada correspondiente de la tarjeta de sonido.

Tarjeta de Sonido

Actúa como elemento digitalizador. Muestrea la señal analógica que recibe, la divide en intervalos iguales y convierte cada uno de ellos en su equivalente binario.