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Conceptos básicos de sonido

Generación de un sonido

Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se originan ondas sonoras

longitudinales. El oído, que actúa como receptor de estas ondas periódicas, las

interpreta como sonido.

Sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico

(por ejemplo el aire).

Al vibrar u oscilar un elemento vibratorio (cuerda de guitarra, cuerdas vocales,

diapasón, etc) se propagan a través del aire una serie de ondas sonoras longitudinales

periódicas que se alejan de la fuente. Las moléculas de aire que colindan con el

elemento vibratorio, se comprimen y se expanden alternativamente, transmitiendo una

onda. Las regiones densas en las que gran número de moléculas se agrupan

acercándose mucho entre sí se llaman compresiones. Las regiones que tienen

relativamente pocas moléculas se conocen como rarefacciones. Las compresiones y

rarefacciones se alternan a través del medio en la misma forma que las partículas de

aire individuales oscilan de un lado a otro en la dirección de la propagación de la onda.

Puesto que una compresión corresponde a una región de alta presión y una rarefacción

corresponde a una región de baja presión, una onda sonora también puede

representarse trazando en una gráfica el cambio de presión P como una función de la

distancia x. La distancia entre dos compresiones o rarefacciones sucesivas es la longitud

de onda.

(a) Compresiones y rarefacciones de

una onda sonora en el aire en un

instante determinado.

(b) Variación sinusoidal de la presión

como función del desplazamiento.

La velocidad del sonido.

Cualquier persona que haya visto a cierta distancia cómo se dispara un proyectil ha

observado el fogonazo del arma antes de escuchar la detonación. Ocurre algo similar al

observar el relámpago de un rayo antes de oír el trueno. Aunque tanto la luz como el

sonido viajan a velocidades finitas, la velocidad de la luz es tan grande en comparación

con la del sonido que pueden considerarse instantánea. La velocidad del sonido se

puede medir directamente determinando el tiempo que tardan las ondas en moverse a

través de una distancia conocida. En el aire el sonido viaja a una velocidad de unos 340

m/s .

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Parámetros de un sonido

Efectos sensoriales Propiedad física Intensidad acústica (Volumen) Intensidad Tono Frecuencia Timbre (Calidad) Forma de la onda

Frecuencia.

La frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de

tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Aplicada al sonido, se puede definir

como el número de vibraciones que se producen por segundo, que da origen al sonido

analógico. El espectro de un sonido se caracteriza por su rango de frecuencias. Ésta se

mide en Hertzios (Hz). El oído humano capta sólo aquellos sonidos comprendidos entre

los 20 Hz y 20.000 Hz. Las frecuencias bajas corresponden a sonidos graves, mientras

que las frecuencias próximas a los 20000 Hz, corresponden a sonidos agudos.

Espectro de frecuencias.

Es la representación gráfica del conjunto de ondas que se transmiten a través del aire.

Se denomina periodo al tiempo que tarda una señal en volver a repetirse, se mide en

segundos y es la inversa de la frecuencia.

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Decibelio. Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia de

sonido se cuantifica como 0 dB y el umbral del dolor para el oído humano se sitúa en

torno a los 130-140 dB.

En la siguiente figura se pueden observar estos parámetros:

Captación de un sonido analógico.

El dispositivo que capta una onda sonora y la convierte

en una señal eléctrica es el micrófono. Se basa en el

principio del electromagnetismo según el cual al mover

un conductor eléctrico dentro de un campo magnético se

produce una corriente eléctrica proporcional al

movimiento del conductor.

Si acoplamos una bobina (conductor eléctrico) a una

membrana estando dentro de un campo magnético

creado por un imán, cuando lleguen las ondas sonoras

moverán ligeramente la membrana y la bobina, creando

en esta una pequeña corriente eléctrica que

posteriormente será amplificada.

Emisión de un sonido analógico

El dispositivo que a partir de una señal eléctrica es capaz de generar un sonido se

denomina altavoz. El principio de funcionamiento es el mismo que el del micrófono sólo

que al contrario, es decir, en este caso es la señal eléctrica que pasa por la bobina la

que genera el movimiento de la membrana y ésta al vibrar, emite ondas acústicas

proporcionales a la señal eléctrica que mueve la bobina

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Propagación del sonido.

La propagación del sonido se da siempre en todas direcciones y está determinada por el

espacio en el que se realiza. Si se trata de espacios abiertos, el sonido sufrirá grandes

atenuaciones con las distancias, de tal manera que para espectáculos en la calle y con

mucho público se va a necesitar un potente equipo de sonido. En espacios cerrados, la

distancia no va a ser un gran problema, pero aparecerá un nuevo inconveniente que es

la inteligibilidad, es decir, puede ocurrir que no se entienda el mensaje que se

transmite. Para resolver este problema, es necesario conocer algunos conceptos, como

son:

La reverberación.- Cuando se transmite un sonido en un espacio cerrado, éste se

propaga en todas las direcciones y parte de él irá al oyente, pero el resto se irá hacia

las pareces y techo del recinto. Dependiendo del material del que están recubiertas

estas superficies, se reflejará o será absorbido en mayor o menor medida (en general

las superficies lisas y pulidas reflejarán bien el sonido y las superficies rugosas, lo

absorberán). Cuando nuestro oído, recibe por un lado el sonido directo e instantes

después el sonido reflejado, puede suceder que no se interprete bien el mensaje. A este

fenómeno se le llama reverberación. El cerebro, cuando recibe un sonido directo y su

reflexión con una diferencia entre ellos superior a 50 ms, lo interpreta como dos sonidos

diferentes. A este fenómeno se le denomina “eco”. Para solucionar el problema de la

reverberación, se suele trabajar con los materiales que recubren las paredes y techo de

los locales cerrados.

La resonancia.- Es el fenómeno por el cual un cuerpo entra en vibración ante la

proximidad de la producción de un sonido de frecuencia igual a la que dicho cuerpo

puede producir. Si escuchamos el sonido de una guitarra eléctrica sin amplificador y una

guitarra acústica, la diferencia de sonido es notable. Esta diferencia es debido al

fenómeno de resonancia que se produce en el cajón de la guitarra acústica, haciendo

que las cuerdas sigan vibrando durante más tiempo y por tanto se oirá su sonido con

mayor amplitud. En algunos locales pequeños, éstos funcionan como si fuesen cajas de

resonancia, sobre todo con las frecuencias graves, haciendo que el sonido en el local,

esté descompensado y al oírse mucho más las frecuencias graves, éstas anulan las

demás, haciendo que no se entienda el mensaje de una forma limpia. Para evitar este

fenómeno, se recurre a instalar en el local elementos que absorban esas frecuencias, o

se recurre a los ecualizadores que podrán eliminar dichas frecuencias.

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El equipo de sonido.

Faders (volumenes de canales) Master

Salidas

Amplificador

Amplificador

Monitor de escenario

Altavoces PA

EcualizadorGanancia

Envíos

Entradas

Efectos

L R

Todo equipo de sonido contará con una parte dedicada a generar la señal eléctrica que

vamos a manejar. Esta señal puede partir de fuentes acústicas (voces, percusión,

instrumentos, etc) o directamente de fuentes eléctricas, tanto de instrumentos

(guitarra eléctrica, teclado, etc) como de equipos reproductores de sonido (mp3, móvil,

ordenador, etc.). En el caso de las fuentes acústicas, el encargado de convertir la señal

a eléctrica es el micrófono.

Todas estas señales son de bajo voltaje (1V aprox), y se introducen en un equipo

denominado mesa de mezclas, la cual se encargará de hacer que por sus salidas salgan

los sonidos correspondientes a la mezcla que nosotros deseemos de las señales que

tiene a su entrada.

La señal de salida de la mesa de mezclas también es una señal de bajo voltaje, por lo

que necesita ser aumentado su valor; esta función la realiza el amplificador, el cual

aumenta el valor de la señal que tiene a su entrada, por lo que a su salida tendremos la

misma forma de onda de la señal de entrada, pero con un valor de amplitud bastante

superior (en torno a los 70 v), la cual ya puede conectarse a unos altavoces y hacer que

el sonido salga a través de ellos, convirtiendo la señal eléctrica nuevamente en acústica,

pero con un volumen muy superior.

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Una mesa de mezclas en realidad se compone de dos mesas, una que regula los sonidos

que salen de los altavoces de salida que van al público (denominados PA) y otra para la

salida hacia los altavoces que van al escenario (monitores).

Dependiendo del tipo de mesa de mezclas, tendremos diferentes canales de entrada,

dependiendo del uso que se la vaya a dar y las necesidades que tengamos. Así todos

estos canales de entrada, tienen una misma configuración. En nuestro caso, la mesa de

mezclas que vamos a utilizar es de la casa Behringer, modelo UN2222FX y consta de los

siguientes elementos:

SECCION DE ENTRADA:

Conector CANON para micrófono

Conector JACK para entradas de línea.

Pulsador MIC/LINE para accionar la entrada que se está introduciendo,

siendo MIC para micrófonos (conector CANON) y LINE para equipos

reproductores de sonido (conector JACK).

Control de ganancia para ajustar la señal de entrada a la mesa de

mezclas. Dispone de un led rojo para indicar cuando la señal está

saturada y por tanto su calidad se verá mermada.

SECCIÓN DE ECUALIZACIÓN:

, que es la encargada de regular los graves, medios y agudos de la

señal de entrada. Para ello, dispone de varios potenciómetros que

regularán las frecuencias graves, medias y agudas de la señal.

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SECCIÓN DE AUXILIARES Y EFECTOS:

Los canales AUX, se utilizan para mandar parte de la señal de ese

canal a la salida en JACK AUX SEND, de tal forma que esta señal de

salida, se puede llevar a través de un amplificador a los monitores

del escenario. Este botón por tanto sería el FADER del canal, de la

mezcla de sonido para los monitores. El MASTER, es otro botón que

veremos más adelante.

Los botones FX, se refiere a la cantidad del efecto programado, que

se le quiere añadir al sonido que circula por ese canal.

SECCIÓN PAN, MUTE Y FADER DEL CANAL.

Botón PAN.- Sitúa el canal en el campo estéreo, es decir, envía el

sonido de ese canal a la parte izquierda (L) o derecha (R) o a las dos

por igual.

MUTE.- Pulsando este botón, el canal deja de mandar señal al

mezclador y por tanto deja de oírse en la señal de salida general, por

lo que silencia ese canal.

Botón de FADER.- con él controlamos la ganancia (volumen de

sonido) que enviamos a través de ese canal.

PROCESADOR DE EFECTOS:

Nos permite seleccionar el tipo de efecto que queremos introducir en los sonidos que

van por cada uno de los canales, así como su intensidad.

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ENVIOS AUXILIARES:

AUX SEND.- ajusta la cantidad de señal que se envía a través de

los jacks de salida AUX SEND, para poder utilizarla como envío a

los monitores de escenario. Actúa como master de las señales AUX

de los canales de entrada.

FX.- ajusta la cantidad de señal de efecto que queremos que se

mezcle con la señal general de salida. Actúa como master de las

señales FX de los canales de entrada.

Ejemplos de conexiones de la mesa UN2222FX.

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CABLES.

El conexionado de una mesa de mezclas, se realiza a través de cables que transmiten la

señal de un sitio a otro. Estos cables osn diferentes en función de la señal que tengan

que transportar. Así podemos hablar de:

Cables de altavoz o potencia.- Constan de 2 conductores, identificados por su colores

como positivo y negativo (generalmente rojo (+) y negro (-)) y se suelen conectar a

los altavoces respetando la polaridad anteriormente mencionada.

Cables de señal no balanceados- Constan de un conductor con aislante rodeado de

una malla o apantallamiento, o bien de dos conductores con aislante. En el sistema no

balanceado, la señal viaja entre el conductor y la malla, siendo el positivo el conductor y

la malla el negativo.

Cables de señal para líneas balanceadas.- Constan de dos conductores aislados,

rodeados de una malla (positivo, negativo y malla). Con este sistema se consigue

mayor rendimiento, ya que utiliza la malla exclusivamente para captar ruidos y

desecharlos, impidiendo que se mezclen con la señal original. Cuando tenemos un cable

balanceado y queremos convertirlo en no balanceado, basta con unir el cable negativo y

la malla.

Mangueras multipar.- Consiste en una manguera que contiene en su interior un

número determinado de cables generalmente balanceados. Se utiliza principalmente

para unir los cables de las señales de entrada y salida de la mesa de mezclas con las

conexiones del escenario, por tanto en sus extremos tendrán conectores de diferentes

tipos para realizar estas conexiones.

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CONECTORES.

Son los elementos de unión entre los cables y los aparatos. Existen multitud de

conectores, entre los que destacan por su importancia los siguientes:

RCA.- Conector de dos contactos, punta y anillo. Se utiliza mucho en equipos de sonido

domésticos. Existe conector macho y hembra.

JACK.- Se fabrica en distintos tamaños y los mas utilizados son ¼” y 1/8”, también

llamado minijack. Los hay de dos contactos: punta y cuerpo (jack mono) y el de tres

contactos: punta, anilo y cuerpo (jack estéreo). También se encuentran en su

modalidad macho y hembra. Las conexiones para soldar los cables a estos conectores

son las que se muestran en la figura:

Algunos de los tipos y formas más conocidas son:

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CONECTOR XLR (CANON).

Es el conector más usado en el audio profesional. Tiene tres puntos de contacto y se fabrica en macho o hembra. Sus conexiones se muestran en la siguiente figura:

Algunos de los tipos y formas más conocidas son:

FABRICACIÓN DE CABLES DE SONIDO.

Para unir los diferentes elementos que componen un equipo de sonido, se hace a través de cables con sus correspondientes clavijas en sus extremos. Estos cables, generalmente se pueden conseguir en cualquier tienda de sonido o electrónica y los hay de muy diferentes configuraciones y longitudes según las necesidades que tengamos. En nuestro caso vamos a aprender a construir estos cables, con las características que queramos, utilizando dos conectores y un cable y un soldador para unir el cable a los conectores.

SOLDADOR. Es el elemento que nos va a permitir unir los cables a los conectores mediante la aplicación de calor y la aportación de un material (estaño), que será el que los una.

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Funcionamiento: Enchufarlo y esperar a que se caliente verificando que no está la punta en contacto con algo que se pueda quemar. Limpiar la punta del soldador. Pelar los cables y dejar la distancia adecuada para el conector que se vaya a usar. Estañar dando calor a las partes que se van a soldar (cables pelados y pestañas de los conectores donde se van a unir los cables. Juntar estas partes y aplicar calor con la punta del soldador. Precauciones: Hay que tener mucho cuidado con las quemaduras. Si la punta del soldador toca el cable de corriente del mismo, se puede producir un cortocircuito. Las gotas de estaño líquido queman mucho. En estas fotografías se puede observar el proceso:

Estañado de los cables Estañado de los conectores

Unión del cable con el conector Cable finalizado

Para ver el proceso con más detalle, puedes visitar la siguiente web:

http://king2419.blogspot.com.es/2009/04/hacer-un-cable-de-audio-para-conectar.html

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Ejemplos de algunos cables típicos:

MICROFONOS.

Son los encargados de transformar la energía acústica en eléctrica. Los ha de diferentes

tipos y formas entre los que destacan:

Micrófonos dinámicos.- Son los mas utilizados y se basan en una membrana asociada a

una bobina que está dentro de un campo magnético producido por un imán. Al emitir un

sonido cerca de él, la membrana se mueva, haciendo que a su vez la bobina también lo

haga, por lo que se induce en ella una corriente eléctrica proporcional a la onda acústica

que mueve la membrana. Se caracterizan porque son muy robustos, relativamente

baratos y fáciles de manejar.

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Micrófonos de condensador.- Son micrófonos sobre todo usados en estudios de

grabación, por lo que suelen ser bastante más sensibles que los dinámicos y también

mucho más caros. Se basan en el principio de funcionamiento de un condensador, en el

que una de las placas está moviéndose acompasadamente con la señal acústica que

recibe. La distancia entre las placas varía y por tanto también la capacidad del

condensador, que a su vez influirá en la intensidad que circula en el circuito al que va

conectado el condensador. Este circuito necesita alimentación eléctrica para alimentar al

condensador y a un pequeño amplificador. Esta alimentación generalmente la reciben de

la mesa de mezclas a través del cable que se conecta en él (alimentación PHANTON).

Micrófonos eléctricos.- Su forma es muy parecida a los de condensador y necesita

también alimentación para el circuito amplificador, que suele ser una pila alojada en el

mismo micrófono. Tienen menos sensibilidad que los de condensador, no recoge bien

los sonidos agudos, y también son mucho más baratos.

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Otras características de los micrófonos.

Directividad.- Es una de las principales características de los micrófonos y nos indica el

tipo de captación del sonido. Se representan mediante una gráfica polar en la que se

expresa la atenuación que tienen para captar sonidos, dependiendo de la posición que

ocupen. Así tendremos los siguientes tipos:

- Micrófonos omnidireccionales.- Son los que captan el sonido en todas las

direcciones.. Esta característica a veces no interesa dado que también recogen

los sonidos de los altavoces, por lo que se puede producir el efecto de

realimentación o acople.

- Micrófonos unidireccionales.- Solo captan sonido en una dirección. Los mas

conocidos con los micrófonos de cañón muy utilizados en el cine, para captar el

sonido desde una cierta distancia.

- Micrófonos bidireccionales.- Captan el sonido en dos direcciones y tienen una

atenuación total en un ángulo de 90º.

- Micrófonos cardioides.- Su diagrama polar es una curva en forma de corazón. Es

el más usado porque no sufre una atenuación muy grande hasta los 90º y esto

permite una cierta libertad de movimiento de la fuente sonora. A su vez los hay

de diferentes tipos según podemos apreciar en la figura.

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Sensibilidad.- Determina el nivel de señal eléctrica que obtenemos con un micrófono

con respecto a la señal acústica que recibe. Los más sensibles, suelen ser los mas caros.

Impedancia.- Es la resistencia interna que ofrece el micrófono y suele oscilar entre los

200 Ω y los 600 Ω.

MICRÓFONOS INALÁMBRICOS.

Son necesarios cuando es necesario prescindir del cable que une el micrófono a la mesa

de mezclas. Se compone de un emisor que va acoplado al micrófono y que transforma la

eléctrica a una señal de radiofrecuencia que se transmite a través del aire, hasta que es

captada por un receptor, que la convierte de nuevo en señal de audio.