fourier y resonancia

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clase 4

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Page 1: Fourier y resonancia
Page 2: Fourier y resonancia

Fourier es una técnica

matemática, desarrollada hace más de

siglo y medio por José Fourier y

publicada en su libro Théorie analitique

de la chaleur, y que da cuenta de la

complejidad de los sonidos, más allá de

las características que se ha indicado

anteriormente, es decir, intensidad-tono-

timbre.

Page 3: Fourier y resonancia
Page 4: Fourier y resonancia

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

440Hz

880Hz

1320Hz

3520Hz

106

0

-6-10

14

-14

Ciclo

Fundamental 1er armónico

2do armónico

3er armónico

8vo armónico Espectro Sonoro o armónico

Page 5: Fourier y resonancia

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

Page 6: Fourier y resonancia

El análisis a la Fourier de un sonido lo

descompone en todas y cada una de

las frecuencias que lo forman, y le

asigna a cada frecuencia una

intensidad o amplitud específica. Al

conjunto de frecuencias amplitudes se

le llama el espectro del sonido

analizado.

Page 7: Fourier y resonancia

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

Page 8: Fourier y resonancia

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

Page 9: Fourier y resonancia

En un sonido nuestra sensación de tono (y de su cambio) no está determinada únicamente por la "frecuencia" del sonido, cuando éste es complejo, ya que, sencillamente, un sonido complejo no tiene una sola frecuencia, y ni siquiera bastan para definirlo sus armónicos principales. La sensación de "un" sonido es el resultado de toda una serie de ondulaciones de distintas frecuencias, cuyas importancias relativas cambian rápidamente con el tiempo.

Page 10: Fourier y resonancia
Page 11: Fourier y resonancia

Cualquier forma de onda, a condición de que sea periódica (se repita siempre igual) se puede descomponer en una serie más o menos larga (quizás infinita) de ondas puras (senoidales) llamadas armónicos. Estos armónicos son tales que su combinación o mezcla dan lugar de nuevo al sonido original, y sus frecuencias son múltiplos enteros de la del sonido fundamental.

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Page 13: Fourier y resonancia

En la imagen tenemos una

representación en la forma de un mapa

de frecuencias que no está formado por

líneas situadas a unas distancias fijas,

sino que hay algo entre las líneas.

Nuestro oído percibe estos sonidos

como ruidos.

Page 14: Fourier y resonancia

Ondas puras y compuestas

A modo de resumen podemos decir que, desde el punto de vista del análisis de Fourier, la única onda pura que existe es la que tiene forma senoidal. Todas las demás con compuestas, es decir: son el resultado de una combinación o mezcla de una serie de componentes puros. Estos componentes puros, llamados armónicos, forman los intervalos de la serie armónica, a partir de la altura del sonido principal. Cada armónico se corresponde con un modo de vibración del cuerpo sonoro.

Page 15: Fourier y resonancia

SonidoResonancia

Se produce cuando el periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de un cuerpo.

El cuerpo vibra aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento.

El resonador de Helmholtz

Page 17: Fourier y resonancia

Sonido

Resonancia

Page 19: Fourier y resonancia

Sonido

Cajas de Resonancia

• Son cavidades cuya misión es reforzar

los sonidos producidos por otra parte

del instrumento.

• La forma y tamaño de estas cajas es determinante para que sus frecuencias naturales estén comprendidas dentro de la banda que se quiere reforzar.

• Modifican el timbre de los instrumentos, ya que para ciertas frecuencias se originan mayores amplitudes de resonancia que otras.

Page 20: Fourier y resonancia

El conjunto de frecuencias reforzadas preferentemente por una caja de resonancia constituye lo que se denomina, su formante.

Sonido

Page 21: Fourier y resonancia

Un formante es el peak de intensidad en el espectro de un sonido; se trata de concentración de energía que se da en una determinada frecuencia.

La mayoría de los formantes de los sonidos del habla se producen por la resonancia del tracto vocal). La vibración de las cuerdas vocales produce ondas sonoras con un espectro de frecuencia bastante distribuido, estas son filtradas por el tracto vocal y algunas frecuencias son reforzadas y otras atenuadas. Las frecuencias fuertemente reforzadas son precisamente los formantes principales de la emisión sonora.

Page 22: Fourier y resonancia

- Sonido de baja intensidad a nivel de Cuerdas Vocales

- Cavidad y estructuras que amplifiquen el sonido

- Cavidad y estructuras que enriquezcan el sonido

- Características de sonoridad y calidad del sonido

En la voz existe un vibrador y cavidades amplificadoras

Page 23: Fourier y resonancia

Laringe

Cavidades de resonancia

Organos fonoarticulatorios

“la voz humana está constituida por un

sonido complejo, cuyos componentes

cambian en relación a las características

variables de la laringe y del tracto vocal”

Page 24: Fourier y resonancia
Page 25: Fourier y resonancia

Resonancia desde el punto de vista físico

• Propiedad de un objeto para vibrar a cierta

frecuencia

• La vibración puede ser generada por una

oscilación externa que genera una

vibración simpática

• La vibración simpática actúa

selectivamente como un filtro

Page 26: Fourier y resonancia

Introducción

• Límites de sensibilidad de nuestro oído: 20hz hasta los 20.000hz.

Teniendo en cuenta que el oído humano puede diferenciar sonidos con1hz de diferencia, podríamos tener multitud de notas.

es preciso elegir ciertas frecuencias o tonos con las que podamos

disponer de un conjunto de sonidos que permitan la construcción de lasmelodías.

La gama usual de frecuencias de los sonidos musicales, esconsiderablemente más pequeña que la gama audible, siendo el tonomás alto de un piano el de frecuencia 13.186 Hz, este valor podemosconsiderarlo como el límite superior de los tonos fundamentales.

Escalas Musicales

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Nivel intensidad Tiempo de exposión máximo80 decibelios 8 horas83 decibelios 4 horas86 decibelios 2 horas89 decibelios 1 hora92 decibelios 30 minutos95 decibelios 15 minutos98 decibelios 07 minutos

El 29 de abril es el día internacional pro conciencia del

ruido

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Escucha Binaural

El hecho de tener dos oídos nos permite la localización y la dimensión del sonido

Localización: dado por la intensidad del sonido, el tiempo de llegada y las fases.

Dimensión: relación entre tiempo de llegada e intensidad. Determina la profundidad y extensión del sonido

A medida que incrementamos la frecuencia aumenta la direccionalidad

Page 36: Fourier y resonancia

Escucha Binaural

Igual Intensidad Relativa

Igual Tiempo de Llegada

Igual Fase Acústica

Igual Timbre

LR

C

Mayor Intensida en R

La señal llega primero a R

Varía la Fase Acústica

Se pierden agudos en L