CAPITULO 2.: Electroacstica

Introduccin La seal de Audio Anloga La Impedancia El Audio Digital Audio Monofnico, Estereofnico y Sistemas Envolventes Qu es el THX? Escalas de medicin Saturacin Piso de ruido Nivel operativo Relacin (Seal Ruido) y El Rango Dinmico Tipos de seal Lneas balanceadas Conectores anlogos Cables y conectores digitales Distorsin Diafonia Respuesta de frecuencia Cajas directas y de reamplificacin Microfonos Altavoces

Introduccin

La Electroacstica es una rama de la acstica que estudia todos los procesos y componentes que intervienen en la transformacin, anlisis y procesamiento de energa acstica mecnica en energa elctrica o viceversa.

La seal de Audio Anloga

Cuando decimos audio anlogo, de lo que estamos hablando es de el sonido en forma elctrica

Cuando un micrfono captura ondas sonoras formadas por compresiones y rarefacciones de aire, ste las transforma en una seal elctrica de corriente alterna, en la que la carga

positiva representa a las compresiones y la negativa a las rarefacciones, este proceso se llama: Transduccin.

Nota: La amplitud de onda de la seal elctrica generada ser representada de manera lineal en voltios, mas adelante analizaremos escalas de medicin logartmicas para las seales de audio.

La Impedancia

La impedancia es un valor difcil de comprender si no estamos familiarizados con los mecanismos que se oponen al paso de la corriente elctrica.

Segn la Ley de Ohm, la tensin (V), medida en voltios, est directamente relacionada con la intensidad de la corriente (I), medina en amperes y la resistencia a la misma (R) medida en Ohmios

De esta manera concluye que:

Una analoga muy popular dentro del estudio de estas variables, es la de la tubera de agua, donde la presin que genera el depsito de agua representa al voltaje, el dimetro de la

manguera representa a la resistencia y el flujo de agua resultante representa a la corriente elctrica.

Incluso la potencia elctrica (W), medida en vatios, tambin est relacionada con las otras tres variables, siendo de esta manera, tanto la tensin, corriente, resistencia y potencia, obtenibles dentro de un conjunto de ecuaciones simples y relacionadas:

W: La potencia elctrica la podemos definir como la cantidad de energa absorbida por un dispositivo para generar calor, luz, movimiento o sonido en el caso de los altavoces.

Pero, Qu es lo que provoca la resistencia dentro de una seal elctrica?

La resistencia es la oposicin real al paso de la corriente, es decir, lo contrario a conductividad.

Tal cual se explica en la analoga de la tubera de agua, en la que la resistencia al paso de la misma la genera la manguera, en una conexin elctrica, el grosor y el material del cable son los factores que condicionan a la resistencia, adems de cualquier elemento fsico que se encuentre dentro del flujo de la seal.

Y entonces, Qu es la Impedancia?

En las conexiones de audio, la resistencia no es el nico factor que se opone al paso de la corriente, ya que en muchos de los casos, esta seal es generada y procesada por bobinas y/o capacitores, estos componentes generan Reactancia, la cual, constituye otro factor de oposicin al paso de la corriente y siendo por esta razn que utilizamos la IMPEDANCIA (Z), como el valor absoluto para medir la oposicin al paso de la corriente en seales de audio, ya que la misma es la suma de la resistencia con la reactancia.

La impedancia es representada por la letra Z y se mide en ohmios cuyo smbolo es el omega ()

A manera general, los equipos de audio expresan sus valores de impedancia para cada una de sus conexiones, tanto de entrada (impedancia de carga) como de salida (impedancia de fuente).

Tanto los valores de impedancia de carga como de fuente deberan de ser iguales para que la seal de audio pueda genera la potencia adecuada, esto quiere decir que en el caso de conectar la entrada de un altavoz a la salida de un amplificador, las impedancias deberan de ser iguales, por ejemplo: Si la salida de un amplificador indica que produce 200 W a 4, entonces deberamos de conectarla a un altavoz que tenga una entrada de 4 tambin, solo as se generaran los 200W correspondientes; claro est, que dicho altavoz debera de tener la capacidad de reproducir sonido con esa potencia. Existen otras formas de conexin de altavoces, sumando diferentes valores de impedancias, tanto para conexiones en serie como en paralelo, eso lo explicaremos ms adelante.

En el caso de conexiones para otro tipo de seales de audio, como las de micrfono, lnea o instrumento, el patrn que se debe seguir es el mismo, aunque en el caso de las seales de micrfono se puede realizar un acople por tensin, para el cual la impedancia de carga debera de ser de 3 a 10 veces mayor que la de fuente.

Si bien es cierto, que a niveles de impedancia muy elevados, los acoples rara vez son exactos, podemos dividir dichos valores en tres tipos de impedancia:

Baja impedancia (Lo Z): < 1K

Alta Impedancia (Hi Z): Entre 1K a 3K

Muy Alta Impedancia (VHi Z): > 3K

El Audio Digital

Digital viene de digito, es decir, que cuando hablamos de audio digital, nos referimos a una representacin numrica de una seal de audio analgica.

El mundo digital est basado en una numeracin binaria, que a diferencia de la numeracin decimal (la que usamos de manera cotidiana y que tiene 10 dgitos), esta solo tiene 2 dgitos: El 0 y el 1

Es as como podramos representar, dentro de un sistema digital de 16 bits, los 10 dgitos de la numeracin decimal:

Numeracin Decimal Numeracin Binaria 0 0000000000000000 1 0000000000000001 2 0000000000000010 3 0000000000000011 4 0000000000000100 5 0000000000000101 6 0000000000000110 7 0000000000000111 8 0000000000001000 9 0000000000001001

Nota: Cuando nos referimos a bits, hablamos de dgitos binarios, es decir que cuando trabajamos en un sistema digital de 16 bits, este tiene la posibilidad de representar niveles de amplitud en 16 filas de ceros y/o unos, que dependiendo de su disposicin, pueden representar hasta 65.535 valores diferentes.

El audio digital se crea a partir de la divisin de una seal de audio anlogo o seal original en varias muestras (samples) que representa un nivel de amplitud determinado, ste remplazo de la seal original en varias muestras de numeracin binaria, es a lo que llamamos muestreo.

La frecuencia de muestreo.-

La frecuencia o velocidad de muestreo (sample rate) se refiere a la cantidad de muestras creadas por segundo de tiempo y se expresa en hercios (Hz).

Segn el teorema de Nyquist-Shannon, la frecuencia de muestreo debe de ser mnimo el doble en relacin a la mxima frecuencia de la seal original, de esta forma se evitan ruidos creados a partir de una errnea interpretacin de altas frecuencias (Aliasing).

En el CD de Audio la frecuencia mxima de la seal registrada en l ser de 20 KHz, es por eso que la frecuencia de muestreo en este formato es 44,1 kHz, ya que de esta manera cumple con el teorema de Nyquist-Shannon, siendo la misma un poco ms elevada al doble de la frecuencia mxima de la seal.

En sistemas de grabacin profesional de audio digital, la frecuencia de muestreo puede ser ms elevada aun, ya que en la seal registrada pueden existir ruidos inaudibles de alta frecuencia filtrados en el proceso de grabacin, los cuales generaran ruidos audibles por no cumplir con el teorema de Nyquist-Shannon.

Las frecuencias de muestreo en sistemas profesionales de grabacin de audio digital van desde los 44,1 Hz hasta los 192 kHz.

Resolucin.-

La resolucin o formato de muestreo (Sample format) ha referencia a la cantidad de bits con la que se crea cada muestra.

Los niveles de amplitud disponibles para la seal digital que remplaza a la original, depender de la cantidad de bits involucrados en el proceso de muestreo.

El Cd de Audio tiene una resolucin de 16 bits, y en grabacin de audio digital profesional es muy comn el muestreo a 24 bits.

Audio Monofnico, Estereofnico y Sistemas Envolventes

Los equipos de audio en general pueden generar, grabar, procesar, distribuir o reproducir seales de audio nicas o mltiples, es ah, donde le damos nombre a los sistemas de audio de acuerdo a la cantidad y uso de seales juntas o separadas.

Monofnico (Mono).-

Tambin llamado monoaural, se refiere a una sola seal de audio, los micrfonos en su gran mayora generan una sola seal de audio, por lo cual podramos decir que generan audio monofnico, as como la mayora de canales de una consola.

Estereofnico (Stereo).-

Esta compuesto por 2 seales de audio independientes (2.0) con capacidad para reproducir frecuencias de 20Hz a 20 kHz, divididos en una izquierda (Left) y una derecha (Rigth), este es el sistema de reproduccin estndar para la industria de la msica, ya que la gran mayora de canciones en el mercado estn mezcladas en dos canales.

Envolvente (Surround).-

Los sistemas de audio envolventes estn diseados para crear una sensacin vivencial al perceptor, por eso, fueron concebidos para el sonido en la industria cinematogrfica.

El sistema envolvente mas estandarizado hasta el da de hoy es el (5:1), el cual consta de 6 canales de audio: 5 con una respuesta de frecuencia de 20Hz a 20kHz y un canal para reproduccin de frecuencias graves llamado LFE (Low Frequency Effects), este ultimo canal reproduce frecuencias de hasta 120 Hz y es utilizado en gran parte para efectos especiales dentro de producciones cinematogrficas, como por ejemplo, explosiones, etc.. .

Los seis canales se dividen de la siguiente manera:

Tanto la compaa DOLBY como DTS, son las que han desarrollado la mayora de los sistemas de codificacin digital para sonido envolvente, como por ejemplo: Dolby digital, Dolby TrueHD o el DTS-ES

Qu es el THX?

Mucha gente confunde el THX con otro sistema de reproduccin de audio, pero en realidad es una certificacin que surgi en 1983 para estandarizar la calidad de audio para pelculas, hoy en da se ha extendido para teatros, videojuegos y audio para automviles.

Esta certificacin fue creada por la compaa Lucasfilm Limided y lleva su nombre en honor a la pelcula THX 1138, la cual fue el primer largometraje del conocido cineasta George Lucas.

Escalas de medicin

As como explicamos en el captulo 1, sobre las escalas de medicin logartmicas (decibeles) relacionadas con el sonido, en el audio, tambin existen.

Sabemos que dentro de las caractersticas del sonido, la amplitud de onda se puede expresar en razn a la potencia, la intensidad o la presin sonora, as mismo, en el caso de las seales elctricas de audio, se pude expresar en relacin a la tensin (voltaje), corriente (amperes) o potencia (vatios), es decir, que haciendo una analoga en el tema, empataramos las unidades lineales con las escalas de medicin logartmicas, tal cual se expresa en el siguiente cuadro:

Energa Acstica Energa Elctrica Amplitud de Onda Unidad Lineal Escala Log Amplitud de Onda Unidad Lineal Escala Log

Potencia Vatio dBW Potencia Vatio dBW / dBm Intensidad Vatio/mt dB SIL Corriente Amperio dBuA

Presin Pascal dB SPL Tensin Voltio dBV / dBu

Luego de haber analizado, tanto en el capitulo anterior como en este, la teora del decibel, reafirmamos que el decibel solo no implica nada, porque siempre esta relacionado con una unidad lineal, por lo tanto, los niveles expresados en decibeles no implican lo mismo si la referencia es distinta, es decir, si conocemos que 0 dB SPL es el umbral de la audicin, esto no quiere decir que 0 dB significa ausencia de seal en todos los casos, ya que segn la ecuacin logartmica determinada, el valor 0 en decibeles solo iguala a la referencia de dicha ecuacin.

Las escalas de mediciones logartmicas ms utilizadas dentro de la ingeniera de audio y la produccin musical son las siguientes:

ESCALA UNIDAD DE REFERENCIA

VALOR DE REFERENCIA

USO PRACTICO

dBm Vatio / Watt 1 mW Escala referencia da a la potencia de 1 milivatio, con una resistencia de 600

ohmios; se le utilizaba cuando los equipos de audio tenan como estndar ese nivel de

impedancia. dBu Voltio / Volt 0.775 V Es la escala que ms se utiliza en equipos

de audio anlogo profesional, utiliza como referencia 0,775 voltios, la cual, es la

tensin que produca una potencia de 1 milivatio a 600 ohmios, al estar relacionada

al voltaje, no toma en cuenta el valor de impedancia, se la comenz a utilizar cuando el estndar de los 600 ohmios

comenz a desaparecer. dBv Voltio / Volt 1 V Es una escala referenciada directamente al

valor de 1 voltio, se encuentra ms a menudo en equipos de audio semi

profesionales. dBw Vatio / Watt 1 W Esta escala, est en referencia al vatio y se

utiliza para seales de potencia dBfs Escala Completa /

Full Scale Valor mximo

dependiendo de la resolucin

Es la escala de medicin ms utilizada en equipos digitales, donde la referencia es la escala completa o full scale es decir, el

nivel mximo antes de saturacin.

Saturacin

La saturacin es el efecto sonoro que se produce cuando la amplitud de onda sobrepasa el nivel mximo disponible para dicha seal (nivel pico), al sobrepasarlo la onda se ir recortando y transformando a su vez en una onda cuadrada generando la sensacin auditiva de saturacin.

El efecto sonoro de la saturacin es muy diferente dependiendo del dispositivo en el que se recorte la seal, por ejemplo, en el caso de los grabadores de audio en cinta, esta produce una saturacin clida, ya que la cinta tiene la particularidad de redondear la forma de onda en lugar de recortarla, este es uno de los motivos para el uso de las cintas de grabacin anlogas, en la produccin musical actual, estas generan una Saturacin de Cinta nica y en muchos casos, agradable para la esttica deseada.

Piso de ruido

El ruido es un trmino con muchos significados dependiendo de la materia de estudio, inclusive dentro de la msica se lo podra incluir hasta como una forma de expresin artstica, pero lo cierto, es que en materia de electroacstica y el estudio del las seales de audio, podemos definir al ruido como una seal no deseada que obstaculiza nuestro trabajo al mezclarse con la seal que estamos trabajando.

El piso de ruido es el nivel al cual el equipo con el cual trabajamos genera este tipo de seal.

Por lo general los equipos de audio profesionales generan un piso de ruido muy por debajo de los niveles a los cuales trabajamos nuestra seal, hacindolo casi imperceptible, algunos equipos profesionales tienen un piso de ruido menor a -85dBu

Nivel operativo

Cuando hablamos del nivel operativo nos referimos al nivel operacional, nominal u ptimo que es el nivel al cual el equipo trabaja de manera ideal. Es decir, lejos del piso de ruido y lejos de los niveles de saturacin.

Este nivel es representado por el valor cero (dBu, dBv, dBm) para seales de audio analgico y entre menos doce a menos veinticuatro (dBfs) para seales de audio digital, dependiendo de su resolucin.

Relacin (Seal Ruido) y El Rango Dinmico

Tanto la relacin (seal ruido) como el rango dinmico representan a una cantidad de decibeles tiles para desarrollar el nivel de nuestra seal de audio.

La relacin (seal ruido) es la cantidad de decibeles que hay entre el piso de ruido y el nivel de referencia, el cual coincide con el nivel opertico para las seales de audio analgicas.

El rango dinmico es, ms bien, la cantidad de decibeles que hay entre el piso de ruido y el mximo nivel o nivel pico.

Tipos de seal

Cuando conectamos equipos entre s, debemos conocer qu tipo se seal es la que enva el equipo fuente y para que seal est diseada la entrada del equipo al cual vamos a conectar dicho flujo, solo siendo coherente entre las conexiones, de acuerdo al tipo de seal, aprovecharemos al mximo todas las caractersticas de aquellos aparatos. Existen cinco tipos de seal con la cual trabajamos dentro del estudio o en aplicaciones de sonido en vivo:

TIPO DE SEAL NIVEL NOMINAL IMPEDANCIA Seal de Micrfono - 60 dBu / - 40 dBu Low Z

Seal de Instrumento - 40 dBu / - 20 dBu VHi Z Seal de Lnea Semi Pro - 10 dBV (- 7,8 dBu) Hi Z / VHi Z

Seal de Lnea Pro + 4 dBu Low Z / Hi Z / VHi Z Seal de Potencia + 10 dBu / + 24 dBu Low Z (8 ohmios en la mayora de los casos)

Lneas balanceadas

Existen dos maneras bsicas de llevar seal elctrica de audio:

1. Seal de audio No Balanceada.-

La seal se lleva a travs de un cable de dos conductores, uno sirve para transportar la seal y el otro es una conexin a tierra que protege la misma, el problema de estas conexiones es que son muy susceptibles de contaminarse con interferencia electromagntica y radio frecuencias, especialmente cuando las distancias de cable son largas (ms de 5 metros), se usa para conectar instrumentos musicales o equipos de audio a distancias cortas.

2. Seal de audio Balanceada.-

La seal se lleva a travs de un cable de tres conductores, uno lleva la seal natural de audio (llamada seal Hot), la otra lleva la misma seal pero con la fase invertida (llamada seal Cold), y la tercera es la conexin a tierra.

La entrada del dispositivo donde llevamos la seal realiza el desbalance, que consiste en sumar las dos seales de audio tras invertir nuevamente la fase de la seal (Cold), de esta forma el balanceo logra reforzar o doblar la seal original y cancelar las interferencias que se sumaron en el recorrido de la seal

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Conectores anlogos

1/4 plug anlogo.-

Este conector es el ms conocido para instrumentos musicales como guitarras y bajos, tambin para seales de lnea como teclados, consolas, procesadores, etc. El cable que lleva la seal puede ser de dos tipos:

Mono o TS (Tip / Sleeve) lleva por dentro dos cables y transmite una sola seal, el Tip va soldado a la parte de arriba del conector plug y el Sleeve al resto del metal, es decir la parte baja. Suele ser un cable corto de no ms de 5 metros y funciona llevando la seal a travs del cable conectado al Tip, tambin conocida como caliente y descargando la tierra a travs del cable conectado al Sleeve tambin conocida como escudo.

Stereo o TRS (Tip / Ring / Sleeve) lleva por dentro tres cables y transmite una seal dividida en dos, el Tip va soldado a la parte de arriba del conector plug, el Ring en la seccin de la mitad y el Sleeve al resto del metal. Suele ser un cable de larga longitud, mas de 5 metros (no siempre) y funciona llevando la seal a travs del cable conectado al Tip, tambin conocida como caliente, lleva adems otra seal a travs del cable conectado al Ring, tambin conocida como fra, esta seal ser invertida a 180 en relacin a la caliente para cancelar las interferencias que puedan producirse por la distancia del cable, y por supuesto el tercer cable,

Sleeve, ser el escudo que protege a las otras dos y servir para descargar a tierra las seales.

1/8 plug anlogo.-

Este conector, por lo general, esta hecho para estreo (TRS), ya que se usa comnmente para salidas de audfonos en equipos de MP3, TV, PC y tambin en entradas de equipos similares.

Bantam.-

Es un conector que tiene una medida entre 1/8 y 1/4, es de alta resistencia fisica y su uso se da mayormente en pacheras, se usaba antiguamente para interconectar llamadas telefnicas, tambin existe una variacin del mismo llamado conector Longframe, que tiene la medida de 1/4

XLR.-

Tambien llamado canon, es un tipo de conector muy es usado para micrfonos y en conexiones balanceadas profesionales dentro del estudio o en vivo. Son dos tipos de conectores (macho y hembra), para tres vas (seal balanceada); La conexin queda asegurada fsicamente y son un estndar para conexiones de baja impedancia.

RCA.-

Este conector, por lo general, es de uso semi profesional, se distingue por sus colores caractersticos: rojo y blanco (en audio estreo), un poco ms grandes que los de 1/8 plug anlogo y sirven para conectar salidas y entradas de audio en equipos como DVD, TV, CD Players, MP3, Reproductores de vinilos, etc. Tambin se usa en equipos de produccin musical como maquinas de bateras, samples, secuenciadores, mixers, etc.

Speakon.-

El Speakon esta diseado expresamente para conectar seales de potencia desde los amplificadores hasta los parlantes, es un conector de muy resistente fisicamente, adems de tener un seguro de enganche para asegurar la conexin con los parlantes, hoy en da es el mas utilizado para este tipo de conexiones

Cables y Conectores Digitales

MIDI.-

(Musical Instrument Digital Interface) este cable usa conectores de 5 pines y sirve para comunicar protocolos de informacin entre maquinas. No transmite sonidos, solo informacin como la duracin y altura de una nota musical, por ejemplo.

AES/EBU.-

(Audio Engineering Society European Broadcasting Union) este cable puede lucir como un Canon por el hecho de llevar conectores XLR, la diferencia es que lleva dos canales de informacin a la vez de manera balanceada.

S/PDIF.-

(Sony Phillips Digital Interface Format) usa conectores RCA, lleva dos canales de informacin digital a la vez.

ADAT.-

(Alesis Digital Audio Tape) este es un cable ptico, es decir de luz y transmite 8 canales de informacin digital simultnea, conocido como fibra ptica.

TDIF.-

(Teac Digital Interface Format) 25 pines tipo cable de impresora de PC, transmite 8 canales de informacin a la vez.

Ref 1 (Manual de Electroacstica /M.Coronel) _________________________________________________________________________

Distorsin

No debemos de confundir distorsin con saturacin, si bien es cierto, que para utilidades estticas se utiliza el trmino distorsin al referirse a efectos sonoros producto de la saturacin de las onda, la realidad, es que hablando de seales de audio, la distorsin es el cambio que sufre una seal al pasar por un componente.

Es decir, que con solo el ingreso de de una seal de audio a un equipo, este puede alterar la misma, provocando un cambio en la onda, este efecto es al que llamamos distorsin y se pude dar de algunas formas, de las cuales explicaremos las mas comunes:

Distorsin Armnica.-

La distorsin armnica o THD (Total Harmonic Distortion), como toda distorsin, es producto del cambio que sufri la seal al pasar por algn equipo.

Si nosotros pasamos una seal de audio, que podra ser un bajo elctrico, por un pre amplificador, este equipo, sumara a esta seal, ms armnicos de los que ya posee, lo cual provocara un cambio en la forma de onda resultante, tal cual lo explica el teorema de Fourier (ficha tcnica 1)

La distorsin armnica ptima en un equipo es menor al 1 %, existen equipos de alta calidad, que llegan a tener 0,005% de distorsin armnica, mientras menos porcentaje de distorsin armnica tengan los equipos que estamos utilizando, ms puro ser nuestro sonido, ya que lo estaremos alterando menos.

Esta distorsin suele ser ms notoria en altos niveles de amplitud, no obstante, tambin existe lo que llamamos distorsin armnica subjetiva, que es, cuando la encontramos agradable; En conclusin este tipo de distorsin es un cambio en la seal causada por la suma de frecuencias armnicas con respecto a la seal original, es decir, que en la prctica, podra generar ms vivacidad o algunas otras sensaciones convenientes o no, para el sonido que busca el productor, eso es una decisin artstica basada en la esttica deseada para la obra final.

Distorsin de Intermodulacin.-

Tambin llamada distorsin IM o (IMD) por sus siglas en ingles, es una distorsin que se produce cuando dos o ms frecuencias ingresan, al mismo tiempo, dentro de un dispositivo no lineal (equipos a transistores), y este agrega frecuencias inarmnicas a la misma, causando un cambio esttico desagradable.

Tal cual como sucede con la distorsin armnica, el efecto es mucho ms notorio a altos niveles de amplitud.

Los bajos niveles de este tipo de distorsin es una de las caractersticas ms comunes dentro de las especificaciones de los equipos de audio profesionales que funcionan a transistores.

Distorsin de Fase.-

Cuando se trabaja con ecualizadores, estos equipos amplifican o atenan el nivel de la seal solo en ciertas frecuencias, y cuando lo hacen, generan un desfase causado por el tiempo que se tomo el equipo en procesar dicha seal, en el captulo 6 (Procesadores de seal) profundizaremos mucho ms sobre este tipo de distorsin.

Diafona

La diafona o crosstalk, es un problema que afecta a los equipos de audio anlogos; consiste en una filtracin de seal entre circuitos, cables o cabezas magnetofnicas adyacentes, siempre se considera un factor electrnico no deseado y debe de estar en un mnimo de 40 o 50 dB por debajo de la seal causante para que sea imperceptible.

En las especificaciones de los equipos de audio la diafona puede venir expresada: Como decibelios negativos en relacin a la seal causante (ejemplo -53 dB), o como los decibelios de separacin entre canales (ejemplo: 53 dB). (Ref 2 Introduccin al sonido y la grabacin)

Respuesta de frecuencia

Es como responde un equipo a las deferentes frecuencias que formen parte de la seal de audio que recibe, es decir, un equipo de respuesta de frecuencia plana (flat) es un equipo que responde a todas las frecuencias audibles (20Hz a 20KHz) del mismo modo, en otras palabras, no amplifica ni atena ninguna de ellas, y de manera contraria, un equipo de

respuesta de frecuencia irregular es uno que responde de mejor manera a unas frecuencias que a otras.

Tambin existen equipos de respuesta de frecuencia especfica, que son los que trabajan exclusivamente sobre un rango de frecuencias definidas por el fabricante

En la prctica la mayora de los equipos profesionales, son de respuesta plana, con excepcin de micrfonos y altavoces, en esos casos, son profesionales tanto los de respuesta plana como los de respuesta especfica, eso depende de su aplicacin.

Cajas directas y de re amplificacin

A menudo es necesario conectar equipos de diferentes impedancias que poseen salidas desbalanceadas con entradas balanceadas de consolas a nivel de micrfono. Por ejemplo, una guitarra elctrica no puede ser conectada a una consola porque la impedancia de esta es muy baja para la guitarra, la salida de la guitarra no es balanceada por eso se pierden las propiedades de rechazo de interferencias, la alta impedancia de la guitarra hace imposible utilizar largas tiradas de cable en estudio y adems si quisiera conectarse al mismo tiempo a un amplificador y a la consola deber usar un cable que divida la seal originando interferencias y problemas de zumbido de bajas frecuencias. En otros instrumentos como sintetizadores, bajos o pianos elctricos aparecen problemas similares.

Para conectar estos instrumentos con la consola se usa una unidad conocida como Caja Directa, que en realidad se llama Caja de Inyeccin Directa o Direct Inyection Box (DI Box), su funcin es de balancear la seal y bajar la impedancia, adems de reducir su nivel de salida hacia el orden de los mili voltios para alimentar correctamente una entrada de micrfono. La caja tiene una entrada en forma de jack anlogo que recibe seal de

instrumento, tiene una salida paralela en forma de jack anlogo con la seal no procesada, es decir entrega lo mismo que entra, seal de instrumento, que se usa para alimentar un amplificador de instrumento, tiene adems una salida en forma de XLR, que puede ser considerada ahora como una seal de micrfono para conectar el instrumento a la consola o pre amplificador y dispone tambin de un conmutador supresor de tierra que asla la salida XLR de la tierra que generan los jacks no balanceados. Las hay de dos tipos pasivas y activas.

Cajas Directas pasivas

No requieren alimentacin externa de energa para funcionar Generan poco piso de ruido Electrnica pasiva (sin filtros o atenuadores) Buena respuesta en frecuencias Menor nivel de salida

Cajas Directas activas

Requieren alimentacin externa, batera 9V o +48V Phantom Power Generan ms piso de ruido Electrnica activa, pueden agregar Pads (atenuadores) y HPF (filtros pasa altos) Mejor respuesta en frecuencias extremas (deep ends, low & high) Mayor nivel de salida

Ref 1 (Manual de Electroacstica /M.Coronel)

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Tambin existen las llamadas cajas de reamplificacion (reamp di box), este tipo de cajas transforma seal de lnea en seal de instrumento; Se utilizan para sacar seales de un grabador con el objetivo de llevarlas y procesarlas en un equipo diseado para recibir seales de instrumento, como por ejemplo los pedales o amplificadores de guitarra.

Micrfonos

Tal cual lo mencionamos al comienzo de este captulo, los micrfonos son transductores que transforman energa acstica en energa elctrica.

Tambin existen micrfonos que emiten audio digital (cdigo binario).

La calidad y aplicacin de los micrfonos estn condicionadas tanto a sus caractersticas fsicas como electrnicas, en el Captulo 7 (Micrfonos), profundizaremos ms a fondo este tema.

Altavoces

El altavoz o parlante es un transductor que trabaja a la inversa del micrfono, es decir, transforma energa elctrica en energa acstica.

De manera primaria podemos decir que un altavoz est compuesto de un sistema electrnico que hace trabajo de transduccin y un diafragma que vibra con la misin de emitir ondas sonoras que, al llegar a nuestros odos, producirn sonido.

Existen varios tipos de altavoces segn su sistema de transduccin, de los cuales el ms utilizado de todos es el altavoz dinmico o de bobina mvil, tambin hay altavoces de cinta, utilizados para reproducir altas frecuencias (tweeters) y altavoces electroestticos o de capacitor, estos ltimos son famosos por su fidelidad, aunque no son muy utilizados por tener poca eficacia a niveles altos de volumen, poca resistencia fsica y precio elevado.

El bafle.-

El sonido que procede del altavoz es el resultado de la capacidad individual del mismo y la caja donde est instalado, a este conjunto es a lo que llamamos Bafle.

La caja donde se ubica el altavoz, en principio, estuvo concebida para evitar que las ondas que provoca el mismo por la parte trasera, no se junten a las que provoca de frente, ya que por obvias razones acsticas, estaran en desfase, sin embargo, en la prctica, la caja es tan influyente como el altavoz, ya que al producir ondas sonoras en ambas direcciones (para adelante y para atrs), provoca diferentes reflexiones y/o resonancias dentro de la caja, que al salir de ella le darn realce a ciertas frecuencias, contribuyendo al sonido final del bafle.

Existen diferentes tipos de bafles:

Sistema de dos vas.-

Es un hecho que un solo parlante no puede reproducir todas las frecuencias por igual pues las bajas frecuencias necesitan conos muy grandes para mover considerables volmenes de aire, as que la tcnica ms utilizada para mover todo el espectro de frecuencias es conocida como sistema de dos vas y consta de dos partes, un altavoz de graves y medios que reproduce frecuencias hasta 3K en promedio y una unidad de altas frecuencias que reproduce desde 3K hasta 20K, para no daar los parlantes con frecuencias que no le pertenecen se aplica un filtro conocido como crossover para asegurarnos que cada unidad reciba las frecuencias correctas.

Sistema de tres vas.-

Adems de las unidades del sistema de dos vas, el de tres vas incorpora un altavoz de medios, junto con sus componentes en el filtro de cruce (crossover) para limitar la banda de frecuencias que alimentan a esta nueva unidad de 400Hz a 4K en promedio.

Ref 1 (Manual de Electroacstica /M.Coronel) _________________________________________________________________________

Subwoofers.-

Son bafles cuya caja ha sido diseada y construida con el fin de incrementar el volumen en frecuencias graves, por lo general tienen un altavoz de 21 pulgadas, estos bafles deben de utilizarse despus de haber pasado la seal por un crossover que haya cortado el rango completo de frecuencias para enviar exclusivamente graves.

Tambin existe un sistema de bafle llamado Bass-reflex, que utiliza la misma teora del resonador de helmholtz solo que a la inversa, es decir, no elimina frecuencias graves por resonancia, ms bien las amplifica; El sistema obtiene sus resultados al agregar un tubo dentro de la caja cerrada, cuya mas de aire resuena en una frecuencia grave determinada que al unirse a el sonido del altavoz logra mas realce en la zona de los graves.

Diferencia entre bafles pasivos y activos.-

La diferencia entre estos dos tipos de bafles radica en el tipo de componentes que utilizan para procesar la seal que ingresa en ellos, los que utilizan componentes pasivos reciben seal de potencia mediante un amplificador externo, mientras los que utilizan componentes activos reciben seal de lnea, la cual se convierte en seal de potencia internamente, es decir, no necesitan un amplificador externo al bafle.

La potencia de los altavoces.-

Los altavoces y bafles a nivel profesional traen varias especificaciones de potencia, bsicamente nos indican algunas formas de medir la capacidad real de el altavoz para generar potencia acstica, ya que gran parte de la potencia elctrica recibida se disipa en forma de calor. A continuacin vamos a especificar las tres formas bsicas que tienen los altavoces para medir la potencia:

Potencia Pico (Peak).- Se refiere a la potencia mxima que el altavoz puede producir en un lapso muy corto de tiempo, este valor no se debe utilizar como referencia para el nivel total en el sistema de amplificacin, ya que solo nos indica hasta que potencia podra llegar a generar el altavoz en un tiempo muy corto.

Potencia media mxima (RMS).- La potencia media mxima se refiere al valor eficaz, es decir, la potencia que puede generar el altavoz cmodamente en largos periodos de tiempo o periodos continuos, el termino RMS (root mean square) se utiliza de manera prctica, ya que el mismo representa el valor eficaz de la tensin elctrica.

Potencia de programacin (Program).- Esta especificacin indica los valores de potencia ms elevados dentro de una programacin musical, no es muy concreta ni est normalizada, sin embargo, en la mayora de los altavoces o bafles se expresa como el doble del valor RMS

Es recomendable que la potencia que generamos con el amplificador sea el doble de la potencia que indica el altavoz o bafle en su especificacin RMS, la cual coincide con el valor de potencia de programacin, de esta forma evitamos que el parlante llegue a la potencia pico alejndonos de las saturaciones y cualquier otro factor nocivo para nuestro sistema.

Impedancia nominal.-

Como lo vimos anteriormente, la impedancia es la oposicin al paso de la corriente en seales de audio, y en el caso de los altavoces su valor es muy variable, dependiendo de la frecuencia de la seal y la frecuencia de resonancia del parlante.

En realidad los valores de impedancia que tenemos en los altavoces o bafles, son nominales y no exactos, sin embargo estos nos sirven de gua para empatar la impedancia de carga del altavoz con la de la fuente o amplificador, por lo general los bafles utilizan una impedancia nominal de 8 ohmios

Conexiones en serie y paralelo.-

Existen dos formas para conectar los altavoces al sistema de amplificacin, en serie o paralelo, bsicamente la diferencia radica en la disposicin que le demos al paso de la corriente elctrica.

Cuando conectamos dos o ms altavoces entre s, pasando por sus respectivas resistencias, decimos que lo hacemos en serie, en estos casos los niveles de impedancia de los altavoces, expresados en ohmios, deben ser sumados para empatar con la impedancia nominal de salida del amplificador.

Y de manera contraria, cuando conectamos 2 o ms altavoces entre si, sin pasar por sus resistencias, decimos que lo hacemos en paralelo y en estos casos los niveles de impedancia de los altavoces deben de ser divididos a la mitad para empatarlos con la impedancia nominal de salida del amplificador.