Fundamentos del Sonido y Procesamiento de Señales de Audio

¿Qué es el sonido?

El sonido es la sensación producida en el órgano del oído por el movimiento vibratorio de los cuerpos, transmitido a través de un medio elástico.

Conceptos básicos de señales

• Señal acústica: Ondas que se transmiten por un medio elástico en forma de presión sonora.
• Señal eléctrica: Se comporta como una corriente alterna. Transformamos la señal acústica en eléctrica para amplificar el sonido, grabarlo, transportarlo y realizar mediciones para su representación.

Potencia frente a presión acústica

• Potencia acústica: Energía generada por una fuente sonora en forma de ondas.
• Presión acústica (SPL): Efecto de la potencia del sonido cerca de la fuente sonora.

Componentes y transmisión

• Cable y conector: El cable conduce la señal eléctrica (formado por un conductor y un aislante). El conector es el adaptador que permite la conexión del cable al elemento de entrada o salida.
• Radiofrecuencia: Utiliza el aire como medio transmisor, permitiendo la emisión de la señal eléctrica sin cables mediante antenas, empleando frecuencias no audibles.
• Señal balanceada: Dado que la señal de audio tiene poca amplitud y es sensible a ruidos e interferencias, se utiliza el balanceo para asegurar una transmisión libre de ruidos.

Procesamiento y representación

• Procesado de la señal: El objetivo es que el procesado sea imperceptible y el deterioro mínimo. Incluye modificaciones de la dinámica, frecuencia y tiempo, además de la mezcla de señales y la grabación (conversión de energía eléctrica a magnética).
• Forma de onda: Representación temporal de cualquier señal. La señal de audio se comporta como una eléctrica alterna.
• Representación espectral: Representación gráfica de una onda desde la perspectiva de la frecuencia.
• Tono puro y señal compleja: El tono puro es la expresión mínima de cualquier señal de audio; la frecuencia que lo define se denomina "frecuencia fundamental" (20-20.000 Hz). Una señal compleja está formada por una frecuencia fundamental y armónicos (frecuencias superpuestas).

Ruido y mediciones

• Ruido acústico: Sonidos no deseados provenientes del entorno.
• Ruido eléctrico: Sonidos no deseados producidos dentro de los circuitos de los componentes.
• Decibelio (dB): Unidad equivalente a 10 veces un belio, utilizada para realizar mediciones de presión sonora, potencia y tensión electroacústica.

Clasificación de las señales

• Según la amplitud: Analógica o digital.
• Según el nivel de la señal: Audio profesional, señal mono y tensión constante.
• Según el número de señales: Mono, estéreo y multicanal.

Audio profesional frente a consumo

En el audio profesional, la calidad sonora es la prioridad; los equipos se diseñan para permitir ajustes precisos.

• Nivel de línea profesional: +4 dBu.
• Nivel de línea de consumo: -10 dBV.

Configuraciones de canal

• Mono: Una única señal y canal. Se utiliza habitualmente en instalaciones industriales.
• Estéreo: Dos señales de audio que deben trabajarse simultáneamente (L y R).