Fundamentos de Acústica y Electrónica de Audio

Atenuación y Distancia

Cuando los dB se atenúan por -6, estamos a mitad de la distancia (puntuales). Fuentes Lineales: -3 dB.

Duplicar la potencia equivale a incrementar un nivel en 3dB. Duplicar el valor de tensión o intensidad implica incrementar un nivel en 6dB.

Aumentar un nivel sonoro en 10 dB implica duplicar dicha sensación sonora. Duplicar una sensación sonora implica multiplicar la potencia x10 y los valores de tensión o intensidad x3.

dB = 20 log V / Vref.

Vs/Ve = Para conocer si atenúa o amplifica la señal en amplificadores.

Ejemplo 1:

Calcula el aumento de nivel sonoro en dB que se producirá cuando se eleva la tensión aplicada a un altavoz, de 20v a 100v:

dB = 20 log 100v/20v = 13.9 dB.

Ejemplo 2:

Calcular el incremento de tensión que habrá que realizar sobre un altavoz que recibe inicialmente 10v, para obtener un aumento de nivel sonoro de 10 dB.

10 dB -> V = x3; 10 dB = 20 log x/10v = log x/10 = 2; inv. log = 2; 10 elev. 2 = 100v.

Filtros

Filtro Paso Bajo:

Dejan pasar frecuencias bajas y oponen las altas. fci= 0Hz. XC = 1/2pi*f*c=ohm.

Filtro Paso Alto:

Inversa Paso Bajo: fcs= infinito.

Filtro Paso Banda:

Se conecta en serie un FPA y un FPB a los que se les ha variado las FC. (Eq. Ecualizadores).

FC: valor sobre el que actúa cada filtro.

BW: Determina la amplitud de la zona de trabajo, extensión a ambos lados de la FC que abarca la corrección efectuada por el filtro.

Q (select): Indica la pendiente que tiene la curva de actuación del filtro. Relación entre el BW y la FC.

Ganancia: Es la cantidad de amplificación o atenuación que provoca el filtro sobre la señal.

BW= fcs-fci; Q= fc/BW; R1= 1/2*pi*BW*C; R2= 1/4*pi*Q²*C*BW; R3= 2R1;

Amplificadores Operacionales

Constitución:

Es un circuito integrado formado por varias etapas amplificadores diferenciales conectadas entre sí que tiene una ganancia muy grande y presenta unas características ideales como amplificador de tensión.

Funcionamiento:

• Lazo Abierto Sin Realimentación: La tensión en la entrada inversora aumenta, la tensión de salida disminuye. No Aumenta, Salida Aumenta. Comparador de Tensión.
• Lazo Cerrado Con Realimentación Negativa: Una parte de la señal de salida se aplica a la entrada inversora, Amplificador Ganancia constante.
• Lazo Cerrado Con Realimentación Positiva: Una parte de la señal de salida se aplica a la entrada no inversora, Trabaja en saturación.

Tipos de Amplificadores:

• Inversor: v0=-R2/R1*Vi (invierte la salida 180º).
• No inversor: En Fase. Vo= R1+R2/R1*Vi.

Logaritmos

Dos potencias eléctricas de 15 y 30 W tendrán una diferencia de valor expresada en dB de...

15W = 10 log (W/10^-12) = 10^1.5 * 10^-12 = 131.7 dB.

Vpp=2Vmax, Vmed=0.63Vmax, Vef=0.707Vmax, Vmax= Cuadrados x Time Div. F=1/T, T=1/F; T=Amplitud por microsegundos <->; W= 10^-12; P= 2*10^-5; 10 inv. XY -12 Memoria; 10 inv XY 10.5.

Magnitudes

• Presión Sonora: Presión acústica que reciben las moléculas en un lugar concreto por unidad de superficie (N/m² o dB).
• dB: Unidad logarítmica de relación que nos permite representar magnitudes susceptibles de adoptar valores muy dispares.
• Longitud de Onda: La diferencia entre los máximos y mínimos de presión generados en el medio por el sonido. (Lambda).
• Periodo: Tiempo que tarda en completar cada uno de los ciclos que describe. T. s.
• Frecuencia: Número de ciclos que se completan en un segundo de tiempo (Hz).
• Impedancia: Oposición que presenta un elemento al paso de la corriente. Z ohm.

Medidas de Señales de Sonido

Vmax, Vpp, Vef, Medidas Relación, Unidad Voltios.

Distorsión

Variación que se produce en la forma de la señal de salida de un equipo respecto a su entrada.

Relación Señal/Ruido

S/N = 20log Vs/Vr. Separación Entre Canales. Diafonía: Mezcla entre canales,.

Micrófonos

Micrófono Dinámico:

Arrollamiento de hilo conductor unido a la membrana, que se mueve a partir de las variaciones de presión que llegan hasta ella. La bobina está dentro del campo magnético generado por un imán permanente, de forma que cuando se desplaza, ésta corta las líneas del campo magnético del imán.

Aplicaciones: Nivel Acústico alto, soporta grandes presiones sonoras sin saturarse. Gran capacidad de desplazamiento de la membrana. Impedancia: 600. Resonancia Mecánica. Vocalista. Realce de las frecuencias bajas a corta proximidad.

Micrófono de Cinta:

Posee lámina de aluminio. Impedancia: 200. Realce frecuencias bajas a 1m. Sonidos de vocalistas a distancia media e Instrumentos. Respuesta buena y fuerte sin saturación. Bajo nivel de señal que entrega. Preamplificación de señal. Ruido en la manipulación.

Micrófono de Condensador:

Una placa conductora fija separada de una membrana móvil de material conductor.

Ventaja: Respuesta en Frecuencia, que en los sistemas de calidad puede resultar virtualmente plana, por lo cual son ideales para aplicaciones de calibración y adquisición de sonido para mediciones. Impedancia elevada y dificulta la conexión con equipos de audio. Alimentación por Batería y Phantom.

Micrófono Electret:

Parecido al condensador, la separación entre el imán y la membrana no es aire, es un dieléctrico fabricado con material especial que mantiene el campo eléctrico entre sus caras, polarizadas permanentemente. (electreto)