Fundamentos del Sonido: Ondas, Propiedades, Altavoces y Filtros de Audio

¿Qué es una onda?

Una onda es un mecanismo de transmisión y propagación de energía a través de un medio, por ejemplo el aire.

Medios de transmisión

Los medios de transmisión que existen son el aire y el agua.

La frecuencia es la velocidad con la que se producen las ondas sonoras y se relaciona con la unidad de tiempo.

Propiedades de las ondas sonoras

¿Qué es la amplitud?

Es el valor máximo de presión, tanto negativa como positiva, alcanzado por la onda sonora.

Longitud de onda

Es la distancia entre dos ondas de presión consecutivas.

Altura o tono

Se distingue la frecuencia de las ondas sonoras, diferenciando sonidos altos, medios y bajos.

Intensidad

La intensidad del sonido es equivalente a la amplitud de la onda.

Graves y agudos

Los sonidos se clasifican en graves y agudos.

¿Qué es la amplitud de onda?

Es la distancia desde el punto más alto hasta la base. Sus unidades dependen del tipo de onda que tratemos.

Timbre

El timbre es una característica por la cual se distinguen diferentes sonidos con idéntica frecuencia e intensidad.

Fenómenos ondulatorios

Refracción

Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

Reflexión

Es el rebote de la onda sobre un medio no transparente al sonido, por ejemplo, una pared de hormigón.

Interferencia

Es la unión de dos sonidos con características distintas.

Sonido estereofónico

El sonido estereofónico es el que está grabado y reproducido en dos canales separados: uno en el lado izquierdo y otro en el derecho.

Componentes de audio

Altavoz

Es un elemento de generación de sonidos. Lo elaboran las ondas sonoras que constituyen el sonido.

Amplificador

Es un elemento de amplificación de señal y ajustes. Sirve para transmitir la señal y aumentar la potencia en equipos sencillos.

Moduladores de amplitud

Permiten transmitir la frecuencia de emisión de las ondas electromagnéticas.

Tipos de antenas

• Antena de AM: dispone de polarización de ondas verticales.
• Antena de FM: vertical o ligeramente inclinada; se transmite con polarización horizontal.
• Antena activa: miniantena dotada de amplificación de señal, empleada para la recepción de ondas cortas y largas.

Características de los altavoces

• Potencia: los watts que acepta un altavoz o amplificador.
• Sensibilidad
• Impedancia
• Rango de frecuencia
• Rendimiento
• Distorsión
• RMS
• Altavoz dinámico: suspensión, chasis, bobina, masa, polo, imán, membrana, cono y araña.
• Altavoz electroestático: lámina móvil, cono resonante, masa, polo, bobina y terminal de conexión.
• Altavoz piezoeléctrico: chasis, elemento piezoeléctrico, lámina, oscilador y terminal.

Conectores de audio

• ISO: conector universal que se adapta en audio.
• Fakra

Comunicación y tipos de onda

Los sistemas se comunican mediante canales de comunicación y red aérea. Algunos tipos de onda son:

• Amplitud modulada (AM): onda larga, empleada para emisiones de largo alcance a nivel internacional.
• Onda media: cubre el territorio nacional.

Filtros de audio

Filtros pasivos

Se intercalan entre el amplificador y el altavoz para determinar el rango de frecuencia de la señal de audio.

Filtros activos

Se intercalan entre la fuente de sonido y el amplificador, previo a la salida. Trabajan con potencias elevadas y necesitan alimentación exterior. Ofrecen calidad de sonido al no tener mucha distorsión.

Conceptos clave de filtros

• Banda de paso: rango de frecuencia que el filtro deja pasar sin alterar las características sonoras.
• Banda atenuada: frecuencias que el filtro deja pasar, pero cuyas características se alteran al disminuir la ganancia.
• Frecuencia de corte: frecuencia a partir de la cual la atenuación es cuantiosa. Tiene pérdidas de 3 dB.
• Pendiente: atenuación que hay entre la frontera y la banda de paso. Cuanto más vertical sea la pendiente, más rápido será el corte de atenuación.
  • Filtro de 1.er orden: 6 dB/octava
  • Filtro de 2.º orden: 12 dB/octava
  • Filtro de 3.er orden: 18 dB/octava
  • Filtro de 4.º orden: 24 dB/octava

Filtros de banda de paso

Low pass (paso bajo)

Es un filtro de paso bajo, utilizado para altavoces de graves. Solo deja pasar frecuencias muy bajas, inferiores a 100 Hz.

High pass (paso alto)

Es un filtro de paso alto, utilizado en todas las frecuencias que no sean las de graves. Trabaja con frecuencias por encima de 5000 Hz.

Band pass (paso de banda)

Es un filtro de paso de banda, utilizado para reproducir frecuencias medias, cortando las altas y las bajas.

Crossover (filtro de cruce)

Son los filtros que permiten ajustar el rango de frecuencia. Sirven para proteger los altavoces y evitar la distorsión. Pueden ser activos de 3 vías, permitiendo la separación de agudos, graves y medios. Se emplean en etapas de potencia.

Radio Data System (RDS)

El Radio Data System o sistema RDS es un sistema de información del que disponen muchas emisoras. Incorpora una serie de datos que permiten conocer el nombre de la emisora, la frecuencia, entre otros.