Fundamentos de Acústica y Sistemas de Vídeo: Conceptos Técnicos

1. ¿Qué es el sonido?

El sonido es cualquier fenómeno que involucre la propagación de ondas mecánicas, generalmente a través de un fluido u otro medio elástico que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

2. Tipos de ondas sonoras según su desplazamiento

Dependiendo de cómo se desplacen las partículas en el medio, las ondas pueden ser:

• Ondas longitudinales: cuando el movimiento de las partículas es paralelo a la dirección de propagación.
• Ondas transversales: cuando el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación.

3. Potencia acústica

Es la cantidad de energía radiada al medio por una fuente en forma de ondas y por unidad de tiempo. Su magnitud depende de la amplitud de la señal y se mide en vatios (W). Lo que denominamos volumen es la percepción del oído humano ante dicha potencia. El oído no percibe esta variación de forma lineal, sino logarítmica, expresándose en decibelios (dB).

4. Intensidad sonora

Es la potencia acústica por unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación. Se mide en vatios por metro cuadrado (W/m²).

5. Tono y Timbre

• Tono: Los sonidos formados por una única señal senoidal de frecuencia y amplitud constantes se denominan tonos puros.
• Timbre: Cualidad subjetiva que permite distinguir dos fuentes de sonido con la misma frecuencia fundamental y amplitud. Viene determinada por los armónicos que se suman a la fundamental, alterando la forma de onda.

6. Sistemas monofónicos vs. estereofónicos

• Sistemas monofónicos: No existe apreciación de la espacialidad (1 canal).
• Sistemas estereofónicos: Existe apreciación de la espacialidad (2 canales). El oído humano funciona como un sistema estereofónico natural.

7. Curvas de sonoridad

También llamadas curvas isofónicas, son gráficas que muestran qué nivel de presión sonora necesita un sonido de cualquier frecuencia para ser percibido con la misma sonoridad que un tono de 1 kHz.

8. Clasificación del ruido acústico

En función de la relación intensidad-periodo:

• Ruido fluctuante: Su intensidad varía con el tiempo (ej. tráfico).
• Ruido impulsivo: Intensidad que se incrementa de manera abrupta en un periodo muy pequeño de tiempo.

En función de la frecuencia:

• Ruido blanco: Distribución uniforme de potencia en el espectro audible.
• Ruido rosa: Su intensidad disminuye 3 dB por octava.
• Ruido marrón: Formado fundamentalmente por ondas graves y medias.

9. Fenómenos acústicos

• Efecto Larsen (Acoplamiento acústico): Retroalimentación entre micrófonos y altavoces en una misma sala.
• Efecto eco: Retardo entre el sonido directo y el reflejado (llega al menos 0,1 segundos después).
• Efecto Haas: Fenómeno donde el cerebro fusiona sonidos independientes que llegan con un retardo menor a 50 ms, interpretándolos como uno solo.

10. Equipos de medida y generación

• Generador de ruido rosa: Utilizado para ecualizar salas y calibrar equipos de audio.
• Inyector de señales: Instrumento para introducir señales en circuitos y comprobar el comportamiento de sus etapas.
• Sonómetro: Mide niveles de presión sonora. Se clasifican en clases (0 a 3) según su precisión, siendo la clase 0 la de laboratorio y la 1 la de campo.

11. Sistemas de vídeo

Analógico vs. Digital

• Vídeo analógico: Señal eléctrica que varía de forma continua en el tiempo.
• Vídeo digital: Sistema discreto donde la información se traduce a código binario.

Métodos de barrido

• Modo progresivo: Procesa la imagen completa (cuadro o frame).
• Modo entrelazado: Procesa primero líneas pares y luego impares para formar una imagen.

Técnicas de digitalización

• Intraframe: Digitaliza el fotograma completo (alta calidad, gran tamaño).
• Interframe: Digitaliza fotogramas clave y solo registra cambios (delta-frames) en los demás (menor tamaño, menor precisión de edición).

12. Perturbaciones en sistemas de vídeo

Incluyen ruido eléctrico, distorsión, diafonía, interferencias (IMD, IF) y sobrecargas armónicas o de la fundamental, que degradan la calidad de la señal original.

13. Proceso de digitalización de señales

1. Muestreo: Toma de muestras periódicas de la señal analógica.
2. Retención (Sample & Hold): Mantiene el valor para su procesamiento.
3. Cuantización: Conversión de la amplitud a valores discretos (genera ruido de cuantización).
4. Codificación: Conversión a código binario.