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FÍSICA DEL SONIDO
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SONIDO vs. AUDIO
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SONIDO
((((((
))))))
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AUDIO
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Presión Sonora Presión en reposo 100.000 Pa Presión Atmosférica
Valores de Presión Pascal (Pa) Presión sonora entre 0,00002 y 20 Pa “Umbrales Auditivos”
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El decibelio (dB) Alexander Graham Bell (1847-1922)
A
B
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El decibelio (dB) VOLTAJE
Comparación o Relación de Voltajes dBs Acústicos (SPL): dB (SPL) = 20Log10 (P1/Po) !
P1: Presión del sonido a estudiar Po: Valor de referencia
POTENCIA
Se toma como convención los 0dBs como valor de referencia que equivalen a un sonido con una presión de 20uPa = 0,00002Pa (medida de presión mínima)
dBs Eléctricos: dB (w) = 10Log10 (Ps/Pe) ! Ps: Potencia de Salida Pe: Potencia de Entrada
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Partes Fundamentales de la Onda Senoidal T
amplitud (dBs)
Presurización
Amplitud
λ
Fases
Rarefacción
F
1s
tiempo (s)
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Como escuchamos??? ESPECTRO AUDITIVO
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Las Fases
SUMA
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Las Fases
CANCELACIÓN
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Generadores y decodificadores de Senoidales El Generador de Tono
?...
1000 hz
?...
4000 hz
?...
60 hz
?...
440 hz
?...
7000 hz
?...
125 hz
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Generadores y decodificadores de Senoidales El Osciloscópio
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Generadores y decodificadores de Senoidales EL Analizador de Espectro
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Frecuencia vs. Timbre Prueba auditiva ?...
?...
?...
?...
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RESPUESTA DE FRECUENCIAS DE UN SISTEMA
125 Hz
4000 Hz = 4Khz
1000 Hz = 1KHz
7000 Hz = 7Khz
20 Hz
20000 Hz = 20Khz
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Análisis de Fourier (análisis armónico) Tonos PurosTonos Puros
Tonos Compuestos
A = 440 Hz Jean Baptiste Joseph Fourier s Físico y Matemático 1768-1830
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Análisis de Fourier (análisis armónico) Fundamental o 1er armónico
Tonos Puros
2do. Armónico
3er. Armónico
Tono Compuesto
Jean Baptiste Joseph Fourier s Físico y Matemático 1768-1830
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Análisis de Fourier (análisis armónico)
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Análisis de Fourier (análisis armónico)
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- Los Armónicos
Fuente: Acústica Musical y Organología - Olazábal
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Tipos de formas de ondas Senoidal
Sin armónicos - Señal Pura
Cuadrada
armónicos medios - sonido electrónico
Triangular
pocos armónicos - sonidos suaves
Diente de sierra
Full armónicos - brillante y estridente
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Tipos de Ruidos (Noises)
Respuesta de frecuencias
White noise
Pink noise
Red/Brown noise
Densidad espectral de potencia plana FFT
Densidad espectral que decae inversamente prop. a la frecuencia (3dBs por octava)
Densidad espectral que decae inversamente prop. al cuadrado de la frecuencia (6dBs por octava)
Blue noise
Purple noise
Densidad espectral que se incrementa proporcional a la frecuencia (3dBs por octava)
Densidad espectral que se incrementa proporcional al cuadrado de la frecuencia (6dBs por octava)
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Las Curvas Isofónicas (o de igual sonoridad) Fletcher / Munson 1933 Sensibilidad humana a sonidos de diversa amplitud y frecuencia
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EFECTO DOPPLER
Christian Andreas Doppler (1842)
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EFECTO DOPPLER
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EFECTO DOPPLER
Ondas Cortas ~Altas Freq
Ondas Largas ~Bajas Freq
v+U
(λ ) = v+U f F1
v-U
(λ ) = v-U f Fa
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EFECTO DOPPLER
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LONGITUD DE ONDA
λ=v/f
donde λ = Longitud de Onda v = Velocidad del sonido f = Frecuencia
VELOCIDAD DEL SONIDO Es la velocidad de propagación de las ondas sonoras en la atmósfera terrestre a determinada temperatura La fórmula: V = 332 *
1 + t 237
donde: t = temperatura del aire (grados ºC) V = velocidad del sonido (mts/seg)
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LONGITUD DE ONDA
λ=v/f
donde λ = Longitud de Onda v = Velocidad del sonido f = Frecuencia
v = 346 m/seg f = 20 Hz
λ=?
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amplitud (dBs)
Partes Fundamentales de la Onda Senoidal Calcular el tiempo (ms) para las siguientes frecuencias: 20hz 125hz 500hz 1khz 5khz 10khz 20khz
f =1 / T
tiempo (s)
v=λ*f
1s
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amplitud (dBs)
Partes Fundamentales de la Onda Senoidal Calcular la longitud de onda para las siguientes frecuencias: 80hz 160hz 250hz 500hz 1khz 2khz 4khz
f =1 / T
tiempo (s)
v=λ*f
1s
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Características de Respuesta de ponderación A, B y C para medición de sonido Curva A: para niveles de presión sonora entre 20 y 55dBs Curva B: para niveles de presión sonora entre 55 y 85dBs Curva C: para niveles de presión sonora entre 85 y 140dBs
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EL SONIDO EN LOS ESPACIOS Ecualizando el sistema
Analizador RTSA
Generador de Tono
20Hz-20Khz
))))))