La captación y reproducción del sonido: principios y tecnologías

UNIDAD 4

La captación y reproducción del sonido

Módulo: Medios técnicos audiovisuales y escénicos

Ciclo de Grado Superior de Producción de audiovisuales y espectáculos Profesora: Marta Campos IES EL BROCENSEMódulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

ÍNDICE:

1. Introducción
2. El sonido
1. Características de la onda sonora
2. Características del sonido
3. La captación del sonido
1. Características de los micrófonos
2. Tipos de micrófonos
3. Accesorios de los micrófonos
4. Sistemas de alimentación
4. La reproducción del sonido
1. Las mesas de mezclas
1. Tipos
2. Partes
2. Los amplificadores
1. Características
2. Modos de funcionamiento
3. Tipos
3. Los altavoces
1. Características
2. Tipos
5. Equipamiento auxiliar. Los procesadores de señal

2Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

Introducción a la cadena sonora

En la producción de audio se conoce por cadena sonora, la ruta del material sonoro desde su fuente, es decir desde el elemento que vibra y produce las ondas sonoras, hasta su destino, que habitualmente es el oído. Por lo tanto, siempre que se trabaje con sonido debe recordarse que el último elemento de la cadena, inmediato o separado en espacio y tiempo, es el oído humano, pero este oído puede percibir solo las vibraciones comprendidas entre determinados límites. Habrá casos, por tanto, en los que el oído humano no pueda captar el sonido. Será en estos casos cuando haya que recurrir al micrófono, cuya función principal es convertir la señal auditiva en eléctrica de modo que sea posible su amplificación, manipulación y grabación. Posteriormente, esta señal será convertida de nuevo en auditiva por el altavoz, que es un elemento electro-acústico que actúa de manera inversa al micrófono, puesto que su función es convertir la señal eléctrica en acústica para que ésta pueda excitar al oído, ya que éste no es sensible a las señales eléctricas.

Constitución de la cadena sonora

Así, la CADENA SONORA queda constituida de la siguiente forma: FUENTE (señal auditiva) MICRÓFONO (señal eléctrica) AMPLIFICADOR (amplifica y modifica la señal eléctrica) ALTAVOZ (convierte la señal en acústica) RECEPTOR CADENA ELECTRO-ACÚSTICA BÁSICA G G Fuente sonore Micrófono Pre amplificador / mezcladora Procesador Amplificador de potencia Parlante Sistema auditivo 3Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

El sonido

El sonido puede ser definido como una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico a partir de una vibración y que llega a un receptor (normalmente el oído) donde se produce una sensación auditiva. En base a esta definición, para que se produzca un sonido son necesarios tres elementos: - Un cuerpo capaz de vibrar - Un medio elástico en el que dicho cuerpo pueda vibrar, es decir, en el que puedan desplazarse las vibraciones. - Un receptor que reaccione ante los estímulos que le llegan. oido receptor emisor medio aire El cuerpo que vibra puede ser desde un panel hasta las cuerdas vocales, y sus vibraciones producen, alternativamente, compresiones y depresiones en el medio en el que se están propagando (ya sabemos que el sonido no puede propagarse en el vacío), y así sucesivamente hasta que dichas vibraciones llegan al receptor, cuyo papel es fundamental, puesto que estas variaciones producirán un sonido siempre que la frecuencia de vibración se encuentre dentro de los límites capaces de causar sensación auditiva en el oído, una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Herzios en el caso del oído humano, aunque este rango puede verse variado por factores como la edad, enfermedades, ...

Puntos de vista del estudio del sonido

En base a estos tres elementos, se establece que el sonido puede ser estudiado desde dos puntos de vista: - Como fenómeno físico: como vibración mecánica que se desplaza por un medio elástico, sin tener en cuenta las sensaciones provocadas. - Como fenómeno fisiológico: es una sensación auditiva producida por una vibración mecánica que ha utilizado un medio para propagarse; es decir, toma como base las sensaciones que el sonido produce en el oyente, sin tener en cuenta la naturaleza del fenómeno que las origina. Para que el estudio del sonido sea de calidad habría que tener en cuenta las dos posibilidades. 4Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

Características de la onda de sonido

Las características de una onda de sonido pueden y suelen representarse gráficamente mediante un eje vertical para la amplitud o presión sonora y un eje horizontal que representa el tiempo. Vemos en estos gráficos valores positivos y negativos que se dibujan en el eje vertical y que corresponden a las compresiones (+) y descompresiones (-) del aire. Estos gráficos representan, por tanto, la "forma de onda del sonido" suponiendo que se trata de una fuente que vibra de manera regular y elemental, lo que se denomina "movimiento armónico simple". El resultado de este movimiento es una onda simple conocida como "onda senoidal", que es la que vamos a ver en los diferentes ejemplos. Las principales características de la onda de sonido son: longitud de onda, amplitud, frecuencia, periodo y velocidad.

Longitud de onda

a) Longitud de onda (2): es la distancia entre dos puntos de una onda que se encuentran en el mismo estado de movimiento. La longitud de onda es, por tanto, la distancia entre dos picos adyacentes de Longitud de onda (2) compresión o descompresión. λ 2

Amplitud de la onda sonora

b) Amplitud (A): es el máximo valor de desplazamiento. A mayor numero de moléculas desplazadas mayor será la cresta y el valle de la onda sonora. Este numero de moléculas en movimiento, y por lo tanto el tamaño de la onda sonora, se llama amplitud. En definitiva, la amplitud hace referencia a la potencia de una onda de sonido y determina el volumen del mismo. En la siguiente imagen puede apreciarse la diferencia entre longitud de onda y amplitud. Longitud de onda ». 0.5 Amplitud A distancia -05 Amplitud Longitud de onda 2. 5Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

Frecuencia de la onda sonora

c) Frecuencia: es el número de oscilaciones que describe la onda por segundo. es decir, el número de ciclos o vibraciones completas realizadas en un segundo. Se mide en ciclos por segundo o Herzios (Hz). Al variar la frecuencia de una onda varían los tonos de la sensación auditiva que produce.

Periodo de la onda sonora

d) Periodo: es el tiempo que tarda una onda en realizar un ciclo completo. Se expresa con la letra T. Periodo: T=1/3 sg Frecuencia: f= I/T = 3Hz 1 segundo

Velocidad de propagación del sonido

e) Velocidad: indica la velocidad a la que se propaga una onda sonora. Esta velocidad variará dependiendo de la densidad y elasticidad del medio por el que se desplaza. En el aire esta velocidad es relativamente baja comparada con la velocidad a la que el sonido viaja a través de la mayoría de los sólidos. La velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 340 m/s, aunque ello depende de la temperatura del aire. A la temperatura de congelación por ejemplo, la velocidad se reduce hasta aproximarse a los 330 m/s. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN DIFERENTES MEDIOS Medios Velocidad (m/s) Aire 330 Aire ( a 20°℃) 340 Corcho 500 Agua 1450 Hormigón 3100 Ladrillo 3700 Cobre 3960 Hierro 5100 Aluminio 5200 Vidrio 5500 Tabla de ejemplos de velocidad del aire (no memorizar) 6Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

Características del sonido

El oído es capaz de distinguir los sonidos en función de cuatro características o cualidades presentes en ellos y que están relacionadas con las características de la onda sonora. Estas cualidades son el tono, la intensidad, el timbre y la duración.

Tono del sonido

a) Tono: también se conoce como altura, es una característica del sonido que está estrechamente relacionada con su frecuencia, es decir, variará dependiendo de la vibración o la rapidez de la onda sonora. Nos permite diferenciar entre tonos graves, medios y agudos. Vibración lenta frecuencia baja sonidos graves Vibración rápida +frecuencia alta sonidos agudos La gama de frecuencias audibles por el oído humano está entre los 20-20000Hz. Entre estos valores se establece una escala que va de los sonidos graves a los agudos. Fuera de estos límites tenemos los infrasonidos (menores a 20Hz) y los ultrasonidos (mayores a 20000 Hz). Amplitud Sonido más agudo Tiempo Î Amplitud Sonido mas grave Tiempo AUDIBLES GRAVES MEDIOS AGUDOS INFRASONIDOS FRECUENCIAS (HERCIOS) ULTRASONIDOS 20 100 400 2000 3000 8000 20000 CONVESRACIÓN NORMAL VOZ HUMANA

Intensidad del sonido

b) Intensidad: la energía de una fuente de sonido está directamente relacionada con la amplitud con la que vibra. La medida en que dicha energía se traslada por el medio es lo que se conoce como intensidad del sonido. Cuanto mayor sea el tamaño de la onda, mayor amplitud tendrá y mayor será su intensidad por tanto. Nuestra impresión subjetiva en el oído de la amplitud es el volumen del sonido. La medida más habitual para representar la intensidad es el decibelio (dB). Sonido fuerte (intensidad alta) Sonido debil (intensidad baja) Amplitud pequeña sonidos débiles +baja intensidad Amplitud grande sonidos fuertes alta intensidad 7Módulo: Medios técnicos audiovisuales Profesora: Marta Campos

Timbre del sonido

c) Timbre: es junto con la intensidad y el tono, la tercera característica del sonido que permite determinarlo con exactitud. El timbre viene determinado por el número de armónicos y es la característica que nos permite diferenciar los distintos instrumentos musicales en un mismo tono e intensidad, es decir, dos ondas de la misma amplitud y frecuencia no tienen que ser iguales, así, la misma nota musical es diferente para cada instrumento. TIMBRE DEL SONIDO d Onda principal Armonicos Como puede observarse en la imagen, una onda va acompañada de ondas secundarias llamadas armónicos. Dependiendo de estos armónicos la onda será diferente, y por tanto, el sonido también.

Duración del sonido

d) Duración: es el tiempo que permanece la onda sonora, o dicho de otra forma, el tiempo en el que se mantienen las vibraciones producidas por la misma. Vendrá determinada por los segundos que permanece. TIMBRE TONO DO , DO ) AGUDO GRAVE MISMA NOTA, DIFERENTE TIMBRE DURACIÓN INTENSIDAD LARGO 8