Conceptos Fundamentales en Acústica
Absorbentes Acústicos
Absorbentes Anecoicos
Los absorbentes anecoicos aprovechan la reflexión de una onda acústica cuando esta encuentra una variación en las características físicas del medio en el que se propaga. El material más utilizado es la espuma de poliuretano cargada con partículas de carbón, cortada en forma de pirámide.
Reflectores Acústicos
En cuanto a la absorción, todos los materiales son susceptibles de sufrir reflexiones de las ondas sonoras. Reflejarán más o menos en función de su coeficiente de absorción: a menor coeficiente de absorción, mayor energía reflejarán.
- Los reflectores son aquellos elementos constructivos diseñados específicamente para generar reflexiones, con el objetivo de reforzar acústicamente determinadas zonas y utilizando las reflexiones de primer orden, ya que estas son las que mayor contribución pueden aportar al campo sonoro.
- Los reflectores se construyen con materiales lisos, rígidos y no porosos.
Difusores Acústicos
En determinados entornos, se hace necesario crear un campo sonoro muy difuso que genere un sonido envolvente, de manera que el campo reverberante llegue al receptor por igual en todas las direcciones. Para ello, es necesario que el sonido se refleje de manera aleatoria y uniforme en todas las direcciones. Esto se consigue mediante el uso de difusores, que son capaces de reflejar el sonido de forma uniforme en todas las direcciones.
Acondicionamiento Acústico de Salas
Parámetros de Calidad en Acústica de Salas
- Tiempo de Reverberación (RT)
- Relación Señal/Ruido (S/N): Es necesario mantener el nivel de intensidad sonora suficientemente por encima del ruido de fondo. Este parámetro debe ser lo más alto posible.
- Distancia a la Fuente: Se optimiza usando dispositivos como altavoces.
- Uniformidad del Campo Sonoro
- Inteligibilidad: Se refiere a la claridad y comprensión del sonido.
Equipos y Componentes de Audio
Mesas de Mezclas (Mezcladores)
Una mesa de mezclas es un equipo formado por un conjunto de canales amplificadores, donde se procesa la señal procedente de diferentes fuentes de sonido. Permite agrupar las señales a voluntad del usuario para su procesamiento conjunto y posterior combinación, antes de su suministro a otro equipo externo (como un amplificador o un equipo de grabación). Disponen de una gran variedad de controles.
Funcionamiento de una Mesa de Mezclas
- Recibe la señal de audio de diferentes dispositivos externos, realiza un procesamiento básico independiente para cada canal, combina el sonido de las distintas fuentes y lo envía por sus salidas a otro equipo.
Estructura Básica de una Mesa de Mezclas
- Canales de Entrada: Reciben la señal de audio de las distintas fuentes, ajustan su nivel y direccionan las señales a etapas posteriores. La entrada de micrófono puede suministrar la alimentación en corriente continua (phantom power) que necesitaría un micrófono de condensador.
- Salidas: Combinación de las entradas. La salida principal se denomina máster y puede tener salidas auxiliares.
- Sistema de Monitorización: Permite visualizar el nivel de la señal en indicadores de nivel o escuchar las señales sin afectar a las salidas principales.
Tipos de Mesas de Mezclas
Se diferencian en el número de canales de entrada, de agrupaciones y vías auxiliares de que disponen. Según su función pueden ser:
- Mesas de Estudio: Utilizadas en estudios de grabación. Disponen de una salida por cada una de las entradas a grabar para su conexión con un grabador multipista.
- Mesas PA (Public Address): Diseñadas para sonorizar actuaciones en directo.
- Mesas de Monitores o de Escenario: Permiten el control del sonido que recibe cada intérprete en el escenario. Disponen de diferentes salidas de envío auxiliares, que se entregan a cada músico con la mezcla personalizada correspondiente.
- Mesas Especializadas: Para necesidades específicas, como las mesas de DJ. Suelen poseer pocos canales de entrada.
Procesadores de Tiempo
Generan diversos tipos de retardos a partir de la señal original para lograr efectos como reverberación (crear un mejor ambiente) o retardo (estéreo, eco, entre otros efectos).
Medidores e Indicadores de Señal
Permiten monitorizar la intensidad de las señales registradas o procesadas por el equipo. Su objetivo es evitar distorsión por saturación, verificar posibles fallos en conectores y controlar la relación S/N. Tipos:
- Medidor de Unidades de Volumen (VU-meter).
- Picómetro: Mide la señal de pico.
- Medidores Electrónicos de Barra: Sustituyen a los medidores de aguja.
- Luz de Activación: Indicador de que el equipo está encendido.
Filtros de Cruce (Crossovers)
Los filtros de cruce se pueden encontrar dentro de la caja del altavoz o colocarse externamente entre el amplificador y el altavoz para eliminar las señales de frecuencia inadecuadas. Su función es evitar que las frecuencias graves lleguen a un tweeter y las agudas a un woofer. Existen filtros paso bajo, paso banda o paso alto, dependiendo del rango de frecuencias que se desee dejar pasar (bajas, en un rango específico o altas, respectivamente).
Clasificación de Filtros de Audio
- Filtro de 2 vías: Para graves y agudos.
- Filtro de 3 vías: Para graves, medios y agudos.
- Filtro de 4 vías: Para subgraves, graves, medios y agudos.
Filtros Pasivos
Son aquellos cuyo circuito está formado por componentes pasivos (resistencias, bobinas y condensadores). No necesitan alimentación de corriente continua (CC); simplemente hay una conexión de señal de entrada y de salida. La ganancia de este filtro será menor que la unidad.
Filtros Activos
Su circuito está formado por componentes pasivos y activos. Estos filtros necesitan alimentación de corriente continua (CC) para su funcionamiento. Son filtros muy selectivos que trabajan generalmente con señales de entrada débiles, por lo que están conectados a la entrada del amplificador de potencia de cada vía.
Conectividad y Cableado de Audio
Elementos de Conexión
Los conectores y las líneas de transmisión son esenciales para transportar la señal del sonido.
Las líneas de transmisión pueden ser no balanceadas (2 hilos: señal y referencia a tierra, comunes en equipos domésticos), cuyos conectores suelen tener dos terminales (como los RCA). O balanceadas (3 hilos: dos trenzados para la señal en modo diferencial y una malla de apantallamiento externo), que utilizan conectores de tres pines (como los XLR).
Tipos de Conectores de Audio
- Jack: Utilizados comúnmente en auriculares, micrófonos e instrumentos musicales. Pueden ser mono o estéreo, y su señal no es balanceada. Presentan una configuración coaxial con terminales Ring, Tip y Sleeve. Disponibles en tamaños de 6.5, 3.5 y 2.5 mm.
- XLR o Canon: Conector robusto y fiable para señal balanceada. Dispone de tres contactos: positivo (+), negativo (-) y masa.
- RCA: Conector para señal no balanceada, utilizado en líneas de audio de bajo nivel (como salidas de grabación). Suelen ir en pareja: el rojo para el canal derecho de sonido y el negro/blanco para el izquierdo. El contacto exterior es la conexión a masa y el interior a la señal. Común en la conexión de equipos Hi-Fi.
- DIN: Conector con cinco (o tres) terminales para audio de bajo nivel. Utilizado en instrumentos musicales electrónicos como conector para el protocolo MIDI.
- Conectores de Presión: Disponen de una palanca con muelle que retiene un cable pelado y hace contacto eléctrico con dos lengüetas metálicas. Se utilizan para la conexión entre amplificadores y altavoces o cajas acústicas, y suelen tener dos terminales (rojo y negro).
Clasificación de Conductores (Cables)
Los conductores se pueden clasificar en dos categorías:
- Simétricos (Balanceados): Formados por un par de cables paralelos, separados por un material dieléctrico, adecuados para transmisiones balanceadas. Ejemplo: los cables de carga de los altavoces.
- Asimétricos (No Balanceados): De tipo coaxial, con un conductor central envuelto en material aislante, rodeado de una malla conductora y una cubierta aislante.
Se utilizan también cables multipares, formados por la agrupación de cuatro o más conductores.
Acústica de Recintos y Fenómenos Sonoros
Acústica de Recintos
Parte de la acústica que se encarga de estudiar el acondicionamiento acústico de un local o sala con la finalidad de lograr una buena inteligibilidad del habla o de la música.
Se divide en dos partes principales: Aislamiento acústico del local o recinto, y acondicionamiento acústico para minimizar el eco y la reverberación.
Reverberación
Fenómeno acústico que se produce cuando un sonido se propaga en un espacio cerrado: una parte de este impacta sobre las superficies del habitáculo y objetos, y otra parte llega directamente desde la fuente a los receptores.
Resonadores Acústicos
Son elementos o paneles que pueden ser portátiles o fijos y se colocan en los espacios sonorizados para minimizar o absorber la reverberación de ciertas frecuencias.
Tipos:
- De membrana simple (tipo Helmholtz)
- Múltiple (tipo Helmholtz)
El resonador de membrana simple se basa en una lámina de madera que está separada una distancia de su soporte. Cuando a la membrana le llega un frente de ondas audibles, vibra a su deflexión máxima para un cierto rango de frecuencias para la cual ha sido calculada.
Sistemas de Audio para Automóviles
Receptor de Radio para Automóvil
Es un receptor que se alimenta con 12V de la batería del vehículo. Trabajan en dos bandas: AM y FM. Los canales para escuchar sonido estereofónico suelen ser dos (L y R) delanteros y dos (L y R) traseros.
Antenas para Receptor de Radio Automóvil
Las antenas son el elemento que se encarga de captar las ondas de radio que se encuentran en el espacio. Dichas ondas electromagnéticas son captadas por la antena y las transforma en tensión eléctrica.
- Antenas Fijas: La varilla es fija y su longitud es apropiada para su frecuencia de trabajo.
- Antenas Motorizadas: Son aquellas cuya varilla puede recogerse o estirarse. Llevan un pequeño motor eléctrico que se activa al encender el receptor de radio.
Fusibles en Sistemas de Audio Automotriz
Tipos de fusibles comunes: fusibles aéreos, de burbuja y ANL.
Conector FAKRA
Conector FAKRA: En sustitución del ISO 10457.
Altavoces para Coche
- Coaxiales: De dos vías (woofer y tweeter) o de tres vías (woofer, medio y tweeter).
- De Vías Separadas: Subwoofer, woofer, tweeter.
Filtros de Cruce o Crossover en Audio Automotriz
Surgieron ante la imposibilidad de construir un único altavoz que tuviera una respuesta lineal en toda la banda de frecuencias audibles.
Fuentes de Interferencia en el Receptor de Radio del Automóvil
Los componentes del automóvil que pueden generar interferencias en el receptor de radio son:
- Eléctricos: Motor de puesta en marcha, alternador, motor del limpiaparabrisas, motor del climatizador, ventilador de refrigeración.
- Electrónicos: Encendido electrónico.