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Conceptos básicos de sonido

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Conceptos básicos relacionados con el sonido:
- Qué es el sonido
- Frecuencia, amplitud y fase
- El decibelio
- Propagación del sonido
- Audio digital

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Conceptos básicos de sonido

  1. 1. Conceptos básicos de sonido Enrique Alexandre (@e_alexandre)
  2. 2. ¿Qué es el sonido? • Cuando un objeto vibra, y mueve el aire a su alrededor, se produce sonido. • Este movimiento del aire produce que la presión atmosférica suba o baje ligeramente, y esto es lo que percibe nuestro oído.
  3. 3. La presión acústica • Dependiendo de cómo se mueva el objeto que origina el sonido, la presión irá variando con el tiempo. Periodo (T) Tiempo Presióndelaire Normal Compresión (más alta de lo normal) Enrarecimiento (más baja de lo normal) Pico Valle
  4. 4. Unidades y límites • La presión acústica se mide en Pascales (Pa = Newton/m2) • La frecuencia en Hertzios (Hz = s-1) • Límites del oído humano: • Frecuencia: 20 Hz - 20.000Hz • Presión (a 1kHz): 0,00002 Pa - 20Pa
  5. 5. 125Hz 250Hz 1kHz 2kHz 4kHz 8kHz 16kHz
  6. 6. El decibelio • Decibelio (dB): Unidad logarítmica que permite utilizar magnitudes más manejables cuando el margen dinámico es muy elevado. 120 20 0,00002 5 100 80 60 40 20 0 dB Pa 10 1 114 108 94 6
  7. 7. Suma de dBs 0,2 Pa (80 dB) ¿160 dB? 0,28 Pa (83 dB)
  8. 8. Niveles de ruido 130 dB 120 dB 90 dB 80 dB 60 dB 50 dB 30 dB
  9. 9. Propagación del sonido • El nivel de presión sonora cae 6dB al duplicar la distancia 1m 2m 4m 8m ¡80dB! ¡74dB! ¡68dB! ¡62dB!
  10. 10. Propagación del sonido (II) • Al sonido “le gusta el frío” Mayor temperatura Menor temperaturaDía caluroso
  11. 11. Propagación del sonido (III) Menor temperatura Mayor temperaturaDía frío
  12. 12. Propagación del sonido (II) • Y no le gusta el viento Viento
  13. 13. Ejemplos - Escala de decibelios • Pasos de 6dB • Pasos de 3dB • Pasos de 1dB • Voz grabada a distinta distancia del micrófono (25cm, 50cm, 1m, 2m)
  14. 14. Armónicos Tiempo (s) Frecuencia (Hz) AmplitudAmplitud TIEMPO FRECUENCIA Tiempo (s) Frecuencia (Hz) AmplitudAmplitud TIEMPO FRECUENCIA
  15. 15. Analizadores gráficos f 63 125 250 500 1k 2k 4k 8K 16k
  16. 16. Ruido blanco y ruido rosa • Ruido blanco (Tiene la misma energía en todas las frecuencias) • Ruido blanco al que le quitamos las frecuencias altas (los agudos) • Ruido blanco al que le quitamos las frecuencias bajas (graves) • Ruido rosa (Su potencia decae con la frecuencia)
  17. 17. La envolvente • Es una característica particular de cada instrumento musical Ataque Decaimiento Sostenido Relajación Amplitud Tiempo
  18. 18. La envolvente (II) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Segundos Amplitud 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Segundos Amplitud 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Segundos Amplitud Bombo Clarinete Piano
  19. 19. La fase −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2
  20. 20. La fase −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2
  21. 21. La fase −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 2
  22. 22. El problema de la fase
  23. 23. Ramas de la acústica • Electroacústica • Psicoacústica • Acústica arquitectónica • Tratamiento digital de sonido • Acústica musical • Sistemas de audio
  24. 24. Fuentes Procesado Reproducción
  25. 25. Muestreo (muestras/s = Hz)Cuantificación (bits/muestra) 00 01 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 tiempomuestras Conversión analógico/digital
  26. 26. • Fichero original (44100 Hz, “calidad CD”) • Remuestreado a 22050 Hz • Remuestreado a 11000 Hz • Remuestreado a 6000 Hz Variación de la frecuencia de muestreo
  27. 27. Ejemplo de variación del número de bits por muestra •Fichero original (16 bits por muestra) •8 bits por muestra •6 bits por muestra •5 bits por muestra •4 bits por muestra •3 bits por muestra •2 bits por muestra •1 bit por muestra
  28. 28. Sonido analógico vs. digital • Sonido analógico: • Es muy sensible al ruido • La copia de señales analógicas siempre implica una pérdida de calidad • Sonido digital: • Mucho menos sensible al ruido • Permite realizar copias perfectas • Muestreo -> Sólo podemos recuperar frecuencias menores de la mitad de la frecuencia de muestreo • Cuantificación -> Siempre introduce ruido

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