Efecto Haas

EFECTO DE PRECEDENCIA
EFECTO HAAS
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Efecto de precedencia
En los grandes conciertos, el público situado lejos del
escenario recibe un nivel de presión sonora menor que el
público que se encuentra delante.
Para que no se enmascare el programa musical con los gritos
del público, necesitamos que el nivel de presión sonora de la
música esté al menos unos 30 dB por encima del nivel del
ruido de fondo. Por ejemplo, en el rider técnico nos pueden
pedir que ofrezcamos unos 110-115 dB SPL hasta 50 metros.
Para que se cumpla esta norma, muchas veces deberemos
reforzar la zona lejana colocando una segunda línea de cajas
de altavoces, llamadas rear fill (relleno trasero).
El problema es que, en esta zona del público, primero llegará
la música de las rear fill y luego la del escenario.
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Para que ambas señales lleguen a la vez, a las cajas traseras
se les aplica un retardo o delay igual al tiempo que tarda el
sonido en recorrer la distancia desde las cajas delanteras
hasta las cajas traseras.
Este tiempo variará según la velocidad de propagación del
sonido en el aire, que cambiará con la temperatura ambiental.
TABLA DE RETARDOS A 15 ºC
A esta temperatura, el sonido se propaga a 340 m/s
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Además, se suelen añadir unos 10 milisegundos de retardo
al tiempo calculado, para producir la sensación de que la
fuente procede del escenario y no de las cajas traseras, es
decir, para conservar el efecto de precedencia.
El efecto de precedencia es decisivo para determinar la
localización de la fuente original cuando tenemos otra
fuente ligeramente retardada emitiendo la misma señal.
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Efecto de precedencia - EJERCICIO
Calcula el retardo que aplicaremos a las cajas traseras
rear fill en un concierto realizado en una tarde calurosa
de verano en un campo de fútbol, si éstas se encuentran
a 100 metros de las cajas delanteras y la temperatura
ambiental es de 30 ºC.
v Aire = 331,3 + 0,6 ⋅ T
v Aire = 331,3 + 0,6 ⋅ 30 = 349,3 m/s
v=
e
100
100
⇒ 349,3 =
⇒t =
= 0,286 s = 286 milisegund os
t
t
349,3
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Efectivamente, si el sonido recorre 349,3 metros en 1000
milisegundos, 100 metros los recorrerá en 286 milisegundos.
Además, para conservar el efecto de precedencia,
añadiremos unos 10 milisegundos adicionales. Para ser más
exactos, estudiaremos la tabla de Haas a continuación.
Retardo total = 286 + 10 = 296 milisegundos
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Efecto de precedencia - Efecto Haas
El efecto Haas es una forma del efecto de precedencia, y
define las condiciones necesarias para que nuestro cerebro
tenga la sensación de que la señal proviene de la fuente
original y no de la retardada.
El retardo adicional de la segunda fuente no debe superar
el tiempo de integración del cerebro, que ronda los 50
milisegundos (por eso, 10 ó 15 milisegundos adicionales en
las cajas traseras son una buena opción). Si retardamos
las cajas traseras más de 50 milisegundos adicionales, se
producirá eco.
El sonido retardado no debe superar al emitido por la
fuente original en una cantidad determinada de decibelios
(consultar la siguiente gráfica).
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Según la gráfica, el efecto máximo se produce en los
retardos de 15 milisegundos, donde nos podemos permitir
el lujo de aumentar el nivel de las cajas traseras hasta 10
dB por encima de las delanteras, sin que nuestro
cerebro piense que el sonido llega de detrás.
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Por otra parte, si dentro de los primeros 50 milisegundos, el
nivel de la segunda fuente excede en más de 10 dB a la
fuente original, se produce un desplazamiento de la imagen
sonora (image shift) que causa la sensación de que la fuente
original está situada en las cajas traseras.
Es decir, que si el nivel producido por las cajas traseras es
mayor de 10 dB en la zona trasera del público, no
conseguiremos producirle la sensación de que el sonido
proviene del escenario, por mucho retardo adicional que
inyectemos.
Localización de la
fuente sonora
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Image shift
Eco
Localización de la
fuente sonora
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Efecto de precedencia - Efecto Haas - EJERCICIO
Para sonorizar una entrega de premios en el patio del instituto hemos
utilizado dos cajas DAS autoamplificadas, una colocada delante del
escenario y otra en el puesto del técnico de PA, situado a 25 metros.
La temperatura ambiental durante esa fría mañana de noviembre es
de 10 ºC.
Como queremos conservar el efecto de precedencia, hemos medido
con el sonómetro el nivel de intensidad sonora de cada caja por
separado desde la posición del técnico, obteniendo los siguientes
resultados:
La caja principal produce 85 dB SIL.
La caja rear fill produce 93 dB SIL.
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Calcula el retardo total que debemos aplicar a la rear fill para
conservar el efecto precedencia, es decir, para mantener la
sensación en el puesto del técnico de que el sonido proviene
del escenario.
v Aire = 331,3 + 0,6 ⋅ T
v Aire = 331,3 + 0,6 ⋅10 = 337,3 m/s
e
25
25
v = ⇒ 337,3 =
⇒t =
= 0,074 s = 74 milisegund os
t
t
337,3
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Como la diferencia de nivel de intensidad sonora entre
las dos cajas es de 93 - 85 = 8 dB SIL, necesitaremos un
retardo adicional de 5 ó 35 milisegundos para conservar
el efecto de precedencia.
Por tanto, aplicaremos un retardo total de:
OPCIÓN A: 74 + 5 = 79 milisegundos
OPCIÓN B: 74 + 35 = 109 milisegundos
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PARA REALIZAR ESTA PRÁCTICA EN EL PATIO, EL
GRUPO DEBE TRAER:
•
•
•
1 METRO
1 CÁMARA DE FOTOS
1 CD DE MÚSICA (MEJOR QUE DISPOSITIVOS MP3)
DEL TALLER DE SONIDO NECESITAREMOS:
•
•
•
•
•
1 SONÓMETRO
2 CAJAS DAS AUTOAMPLIFICADAS
1 RACK CON REPRODUCTOR DE CD Y UN PROCESADOR
CON LÍNEAS DE RETARDO (ULTRACURVE)
1 CAJETÍN WORK CON MANGUERA DE 25 METROS
CABLES, ALARGADERAS Y REGLETAS (SE UTILIZARÁ LA
TOMA DE CORRIENTE DE LA CAFETERÍA)
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¿Qué consecuencias implica el retardo adicional para conservar
el efecto de precedencia?
Aunque conseguimos producir la sensación de que el sonido
proviene del escenario, lo cierto es que al retardar unos 10
milisegundos más la señal de las rear fill, estamos produciendo
desfases en una gran cantidad de frecuencias de la señal sonora.
El retardo es especialmente problemático para las frecuencias
desfasadas 180º, ya que producirán interferencia destructiva con
la señal original.
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Para localizar las frecuencias que se desfasarán, hemos cogido un
osciloscopio en el que cada cuadro del eje horizontal representa
una duración de 1 milisegundo.
Por tanto, 10 milisegundos = 10 cuadros del osciloscopio.
10 milisegundos
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Lo primero que averiguamos es qué frecuencia tarda 10
milisegundos en recorrer un ciclo completo.
El cálculo nos dice que 10 milisegundos (0,01 segundos) es el
periodo de una frecuencia de 100 hercios.
Esta frecuencia sufrirá el retardo de 1 ciclo completo, es decir,
un desfase de 360º. Por tanto, producirá interferencia
constructiva con la señal original.
T=
1
f
0,01 s =
f =
1
f
1
= 100 Hz
0,01
100 Hz original
100 Hz retardada 10 ms (360º)
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La frecuencia de 200 hercios tiene un periodo de 5 milisegundos,
por lo que, en 10 milisegundos, sufrirá un retardo de 2 ciclos
completos, es decir, 720º de desfase.
Por tanto, también producirá interferencia constructiva con la señal
original, yendo 2 ciclos por detrás.
200 Hz original
200 Hz retardada 10 ms (720º)
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La interferencia constructiva se producirá también en los
300 hercios, con 3 ciclos de retraso, y en los 400 hercios,
con 4 ciclos de retraso, y así sucesivamente.
300 hercios
400 hercios
1000 hercios
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La interferencia destructiva la encontramos, por ejemplo, en
una frecuencia que, al cabo de 10 milisegundos, sólo haya
recorrido medio ciclo, es decir, 180º de la onda. Calcúlala.
2 ⋅T =
1
f
0,02 s =
1
f
1
f =
= 50 Hz
0,02
50 Hz original
50 Hz retardada 10 ms (180º)
Efectivamente, una frecuencia de 50 hercios, que tiene un periodo de
20 milisegundos, sólo ha recorrido medio ciclo en 10 milisegundos.
Por tanto, esta frecuencia se va a cancelar al encender las rear fill.
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También se producirá interferencia destructiva en 150 hercios,
que llevará 1,5 ciclos de desfase, 250 hercios, con 2,5 ciclos de
desfase, y así sucesivamente.
250 Hz original
150 Hz original
150 Hz retardada 10 ms (540º)
150 hercios
250 Hz retardada 10 ms (900º)
250 hercios
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La gráfica de la respuesta en frecuencia resultante de sumar
las cajas delanteras y las rear fill con el retardo adicional de 10
milisegundos simula las púas de un peine, donde las
interferencias constructivas (crestas) y destructivas (valles)
están más separadas en las bajas frecuencias y, por tanto, son
percibidas con mayor facilidad por el público.
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