Sonido y micrófonos

Tema 1º
− El sonido: Se debe considerar bajo 2 aspectos: fenómeno físico y fenómeno fisiológico.
· Como físico es una perturbación producida por una forma de energía irradiada por un cuerpo en vibración y
que se transmite bajo la forma de ondas. Cada molécula transmite la vibración a las que hay a su lado
provocando un movimiento en cadena.
· Como fisiológico es una perturbación que al alcanzar el oído produce la sensación auditiva en el cerebro.
− Naturaleza del sonido:
· La amplitud: la vibración es una forma oscilante que genera una onda, siendo su anchura lo que nos indica la
amplitud. A más amplitud más fuerte es el sonido.
· Ciclos: es la parte de la curva de la onda que se repite constantemente. Un ciclo esta formado por 2
semiciclos.
· Frecuencia (F): es el número de ciclos que hay en un segundo. Su unidad es el hertzio. F= 1/T
· Periodo (T): es la duración de un ciclo. Su unidad es el segundo.
T=1/F
· Longitud de onda: es la distancia a que se propaga la onda durante el tiempo que completa un ciclo. Su
unidad es el metro. = v/F
= metros F= frecuencia v= velocidad de propagación en m/s
−Cualidades psicológicas del oído:
· Intensidad sonora: nos permite distinguir un sonido fuerte de uno débil.
· Tono: es la cualidad que nos indica si un sonido es grave o agudo y depende de la frecuencia. El tono queda
determinado por su frecuencia.
· Timbre: depende de muchos factores sobre todo a la propia naturaleza del material vibrante y de los
armónicos (frecuencia que acompaña a la frecuencia fundamental (la que mas señal tiene)) que acompañan a
la frecuencia fundamental. También se podría distinguir dios sonidos aunque tengan igual tono e intensidad.
− Margen audible:
El sentido humano del oído tampoco tiene la misma agudeza de percepción de unos individuos a otros, pero
en términos generales se puede decir que cuando las frecuencias están comprendidas entre 20Hz y los
20.000Hz (20KHz).
−Velocidad del sonido:
Es la velocidad a la que se propagan las ondas sonoras en un medio determinado. Se expresa en m/s. Para el
cálculo se usa:
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V = m/s + 0.607 · Tº
V: velocidad 0.607: constante
M/s: metros que tarda en un segundo Tº: temperatura
· Belio: se considera como una medida de forma logarítmica de base diez entre 2 magnitudes. La relación
entre 2 potencias expresadas en belios es:
B = log10 P2/P1 P1: potencia de entrada; P2: potencia de salida
· Decibelio: es la décima parte de un belio. La formula debería ser:
dB = 10 log10 P2/P1
Ej.: en la entrada hay 5w y en la salida 80w, cual es la ganancia en dB?
dB = 10 log 80/5 = 10 log 16 = 12.04 dB
· Presión: es la fuerza aplicada por unidad de superficie.
Nivel de presión sonora: respecto a una presión de referencia vienen dado por: NP = 20 log Pe/Pref
Pe: presión en ese momento Pref: presión de referencia: 2 · 10−5
− Funcionamiento del oído:
Hay 3 partes del oído: oído externo, medio e interno.
·Oído externo: esta formado por el pabellón auditivo y el conducto auditivo externo que es un tubo recto que
tiene aproximadamente 0.7 cm. de diámetro y 2 cm. de longitud. El pabellón auditivo diferencia los sonidos
que le vienen de delante o de detrás y el conducto auditivo externo refuerza las frecuencias comprendidas
entre 2 y 5 KHz. Tienen como misión recoger los sonidos y canalizarlos hacia los sensores del oído medio.
·Oído medio: es una cavidad que ocupa un volumen de 1 cm3 y esta separado de l oído externo mediante el
tímpano que es una membrana tensa. La forma de la membrana típica es elíptica parecida a un embudo. La
misión es captar las ondas sonoras, es decir, cuando las ondas chocan con el con el tímpano, éste entra en
vibración y se transmite por una cadena de huesecillos convirtiendo la vibración aérea en vibración mecánica
que se transmite a trabes de la ventara oval al liquido que hay en el oído interno. La trompa es un conducto de
40 mm. de longitud que comunica la cavidad del oído con la faringe, permite el paso del aire y regular la
presión de la cavidad.
· Oído interno: se divide en anterior y posterior
−anterior: desarrolla la función acústica y se comunica con el oído medio a través de las membranas de las
ventanas oval y redonda
−posterior: desarrolla una función que es garantizar la orientación en le espacio en el cual la persona vive
normalmente.
Microfonos
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El micrófono es un transductor electricoacústico que transforma ondas en señales eléctricas. Características:
· Sensibilidad: da una idea de la calidad de señal de salida (tensión) que proporciona el micrófono según la
presión sonora recibida. S = v/p
V= tensión que ofrece el micrófono p= presión sonora sobre el diafragma
Las unidades en que se expresa son mV/Pa o mV/µbar (1Pa = 10 µbar). También se puede ver en dBV. Se usa
como referencia 1v = 0 dBV (pudiendo ser 1v/Pa o 1v/µbar).
· Respuesta de la frecuencia: es la capacidad de reproducir con toda la gama de frecuencias acústicas que
recibe. Se indica en una grafica mediante la variación de la sensibilidad con respecto a la frecuencia. Un
micrófono necesita responder a toda la gama audible de 20Hz a 20KHz pero un micrófono telefónico solo
transfiere señales de 350Hz a 4KHz.
· Directividad: indica la sensibilidad que tiene el micrófono en relación con la dirección de donde provenga la
fuente sonora. El fabricante nos lo ofrece en diagrama polar, consiste en una serie de circunferencias
concéntricas, separadas a la misma distancia, cada una representa un valor en dB, siendo la del centro 0.
Hay 3 tipos:
· Los unidireccionales solo recogen los sonidos frontales.
· Los bidireccionales recogen los sonidos frontales y traseros, pero los laterales apenas los capta.
· Los omnidireccionales son los que recogen la señal venga por donde venga.
· Impedancia de salida: es la relación entre la tensión del micrófono y la corriente que se suministra, es decir,
la resistencia que proporciona el micrófono la salida. Los hay de baja y de alta impedancia. Los de baja tienen
un valor entre 20! y 2K! a 1 KHZ. Los de alta van de 2K! a 70K!. Los de baja al oponer poca resistencia a la
corriente pueden usar cables de longitud muy largos sin embargo los de alta debe ser el cable inferior a 10m
ya que se resiste mas al paso de la corriente.
Tipos de micrófonos
· De carbón: este es uno de los primeros tipos de micrófonos. Esta formado por una capsula llena de gránulos
de carbón la cual esta tapada por un embolo que va unido a un diafragma. La presión sobre el diafragma hace
que el embolo presione los gránulos de carbón y dependiendo el grado de fuerza de la onda hará que se
compriman en mayor o menos grado. Las propiedades son que es omnidireccional, su impedancia interna es
baja y su nivel de salida es muy alto tiene una respuesta a la frecuencia entre 60Hz y 7KHz.
· Piezoeléctrico: la piezoelectricidad es la propiedad que tiene algunos materiales de presentar una diferencia
de potencia entre sus caras laterales cuando se somete a una presión mecánica. Tiene el inconveniente de ser
muy sensible a la humedad y al calor pero ahora han desarrollado compuestos artificiales que lo hacen menos
sensible a la humedad y al calor. Esta formado por un diafragma que esta unido al material piezoeléctrico, se
mueve con la presión de las ondas que le llegan ese movimiento hace comprimir dicho material y genera
entres sus caras una tensión proporcional a esos desplazamientos. Las propiedades, es omnidireccional, puede
ser también unidireccional cuando su construcción permite la entrada de sonido por la cara inferior del cristal.
Es de alta impedancia, tiene mucha sensibilidad y la respuesta de frecuencia va de 50HZ a 10KHz y un cable
de conexión demasiado largo afectaría a las frecuencias altas.
· Electrodinámicos:
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−de cinta: esta hecho por una cinta ondulada, estrecha y larga de material conductor (aluminio) suspendida
entre los polos de un imán permanente. Las propiedades son que tiene la sensibilidad y la impedancia muy
baja, la respuesta de frecuencia es muy buena, va de 25Hz a 18KHz. Es bidireccional pero se podría hacer un
micrófono omnidireccional. Los inconvenientes son que no se puede usar en la calle porque puede dañar y
mucho la cinta, son muy sensibles a las frecuencias bajas ya que cuando se habla cerca de el aumenta
progresivamente su respuesta.
−dinámico o bobina móvil: esta constituido por un diafragma que va unido a una bobina móvil alojada en el
interior del campo magnético formado en el entrehierro anular de un imán permanente. Al llegar la onda, el
diafragma se mueve hacia delante y atrás, haciendo que se mueva en el interior del campo magnético la
bobina y esta cortan las líneas de fuerza y motiva que aparezca una tensión inducida en sus extremos. Las
propiedades son que estos micrófonos son robustos, con buena sensibilidad y no les afectan los cambios
atmosféricos, son omnidireccionales. La impedancia de salida es muy baja y la respuesta de frecuencia es
buena, va de 60Hz a 10KHz.
· Electroestáticos:
−de condensador: esta constituido por un condensador, formado por 2 placas conductoras que se encuentra a
muy corta distancia y separadas por el aire que actúa como dieléctrico. La placa exterior es la membrana que
recibe las señales acústicas y esta formada por una lámina muy fina, recibe las ondas acústicas y la 2 placa es
fija esta hecha de material conductor. Entre las 2 forman un condensador de 40 a 60pF. Este micro necesita
una alimentación de corriente continua. Las propiedades son que al ser la sensibilidad muy baja y la
impedancia muy alta, el propio micro lleva incorporado un pequeño amplificador que eleva la sensibilidad y
disminuye la impedancia. Este micro se distingue por su elevada uniformidad de respuesta a las distintas
frecuencias. Los inconvenientes son que se emplea dos tensiones: la de polarización de las placas y la de
alimentación del amplificador y también que son sensibles a la humedad, que afecta al dieléctrico pudiendo
producir ruidos.
−electret: es un micro de condensador en cuyo diafragma hay una carga electroestática permanente. La
estructura de la capsula es la misma que la del micro de condensador. El electret tiene una carga constante.
Las propiedades son que tiene buena sensibilidad, es pequeño y su insensibilidad a la humedad y al calor y la
respuesta de frecuencia va desde los 50HZ asta los 15KHz. La diferencia entre este micro y el de condensador
es que elimina la tensión de alimentación del condensador.
· Especiales: se puede destacar los micros de contacto, no responden a las vibraciones acústicas por el aire,
sino por un cuerpo solidó con el que están en contacto. Se utilizan en sitios que le nivel de ruidos es altísimo.
Tienen una gran aplicación en los campos de aviones, militares, carros de combate
Accesorios para los micros
Los soportes son elementos que sirven para sujetar el micro y además lo aíslan de las vibraciones y golpes que
ocurran en su entorno. Hay 3: 1− el de pie tiene una base de gran superficie y una barra vertical telescópica y
en el extremo esta el acoplamiento para sujetar el micro. 2− el de sobremesa es similar al de pie pero en
pequeño y se usa como su nombre indica. 3−el de jirafa es una especie de grúa montada sobre un carrito,
consiste en una barra vertical a la cual mediante a una articulación, se coloca una varilla telescópica y en el
extremo esta el soporte para el micro.
−El paraviento: es una funda porosa de espuma que se coloca sobre la cabeza del micrófono e impide que el
viento golpee en el diafragma produciendo ruido.
−Pantalla antilluvia: sirve para proteger el micro de la lluvia y esta formada por una pantalla, plástica o
metálica de superficie semiesférica.
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−Pantalla antipop: consigue que el micro reciba una señal mas uniforme y anula las distorsiones producidas al
incidir señales demasiado potentes sobre el diafragma.
−Concentradores de sonido: son superficies reflectoras con forma parabólica o elipsoidal. Se coloca el micro
que recibe el sonido y nos sirve para captar sonidos distantes.
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