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Introducción

Uno de los cinco sentidos de que dispone el hombre es el oído. Lo usamos para escuchar el mundo que nos rodea.

La mayoría de nosotros tenemos sonidos que recordamos de la infancia. Para algunos, son las voces de familiares y amigos, o el crujido de las tablas del piso de madera en la casa de la abuela, o tal vez es el sonido de las ruedas del tren en la vía férrea que estaba cerca. Cada uno tendrá el suyo.

¿Qué sientes cuando escuchas o recuerdas sonidos familiares de la infancia? ¿Alegría, nostalgia, tristeza, calidez? El sonido es capaz de transmitir emociones, estados de ánimo, alentar la acción o, por el contrario, calmar y relajar.

Además, el sonido se usa en varias áreas de la vida humana: en medicina, en el procesamiento de materiales, en el estudio de las profundidades marinas y muchas, muchas otras.

Al mismo tiempo, desde el punto de vista de la física, esto es solo un fenómeno natural: vibraciones de un medio elástico, lo que significa que, como cualquier fenómeno natural, el sonido tiene características, algunas de las cuales pueden medirse, otras solo pueden ser escuchó.

A la hora de elegir equipos musicales, leer reseñas y descripciones, muchas veces nos encontramos con un gran número de estas mismas características y términos que los autores utilizan sin las aclaraciones y explicaciones adecuadas. Y si algunos de ellos son claros y obvios para todos, entonces otros para una persona no preparada no tienen ningún significado. Por lo tanto, decidimos hablarle en términos simples sobre estas palabras incomprensibles y complejas, a primera vista.

Si recuerdas tu relación con el sonido portátil, comenzó hace bastante tiempo, y fue un reproductor de casetes que me regalaron mis padres para el Año Nuevo.

A veces masticaba la cinta y luego tenía que desenredarla con clips y una palabra fuerte. Devoraba pilas con un apetito que sería la envidia de Robin Bobbin Barabek (que comía cuarenta personas), y por tanto mis, en ese momento, mis magros ahorros de colegial corriente. Pero todos los inconvenientes palidecieron en comparación con la ventaja principal: ¡el jugador dio una sensación indescriptible de libertad y alegría! Así que me "enfermé" con un sonido que puedes llevar contigo.

Sin embargo, pecaría contra la verdad si dijera que desde entonces siempre he sido inseparable de la música. Hubo períodos en los que no había tiempo para la música, cuando la prioridad era completamente diferente. Sin embargo, todo este tiempo traté de mantenerme al tanto de lo que está sucediendo en el mundo del audio portátil y, por así decirlo, mantener el pulso.

Cuando aparecieron los teléfonos inteligentes, resultó que estos combinados multimedia no solo pueden hacer llamadas y procesar grandes cantidades de datos, sino, lo que era mucho más importante para mí, almacenar y reproducir una gran cantidad de música.

La primera vez que me enganché al sonido del “teléfono” fue cuando escuché el sonido de uno de los smartphones musicales, que utilizaba los componentes de procesamiento de sonido más avanzados de la época (antes de eso, lo confieso, no llevaba un smartphone seriamente como un dispositivo para escuchar música). Tenía muchas ganas de este teléfono, pero no podía pagarlo. Al mismo tiempo, comencé a seguir la gama de modelos de esta empresa, que se había establecido ante mis ojos como un fabricante de sonido de alta calidad, pero resultó que nuestros caminos divergían constantemente. Desde entonces, he tenido varios equipos musicales, pero no dejo de buscar un teléfono inteligente verdaderamente musical que pueda llevar ese nombre.

Características

Entre todas las características del sonido, un profesional puede sorprenderlo de inmediato con una docena de definiciones y parámetros que, en su opinión, definitivamente, bueno, definitivamente debe prestar atención y, Dios no lo quiera, algún parámetro no se tendrá en cuenta. - problema ...

Diré de inmediato que no soy partidario de este enfoque. Después de todo, generalmente elegimos equipos no para la "competencia internacional de audiófilos", sino para nuestros seres queridos, para el alma.

Todos somos diferentes y todos apreciamos algo diferente en el sonido. A alguien le gusta el sonido "más bajo", alguien, por el contrario, es limpio y transparente, para alguien ciertos parámetros serán importantes y para alguien, completamente diferente. ¿Son todos los parámetros igualmente importantes y cuáles son? Averigüémoslo.

¿Alguna vez te has encontrado con el hecho de que algunos auriculares suenan en tu teléfono de tal manera que tienes que hacerlo más bajo, mientras que otros, por el contrario, te obligan a subir el volumen al máximo y todavía no lo suficiente?

En la tecnología portátil, la resistencia juega un papel importante en esto. A menudo, es por el valor de este parámetro que puede comprender si tendrá suficiente volumen.

Resistencia

Se mide en Ohmios (Ohm).

Georg Simon Ohm - físico alemán, derivó y confirmó experimentalmente la ley que expresa la relación entre la intensidad de la corriente en el circuito, el voltaje y la resistencia (conocida como Ley de Ohm).

Este parámetro también se llama impedancia.

El valor casi siempre se indica en la caja o en las instrucciones del equipo.

Existe la opinión de que los auriculares de alta impedancia se reproducen en silencio y los auriculares de baja impedancia se reproducen en voz alta, y para los auriculares de alta impedancia se necesita una fuente de sonido más potente, y un teléfono inteligente es suficiente para los auriculares de baja impedancia. También puede escuchar a menudo la expresión: no todos los jugadores podrán "rockear" estos auriculares.

Recuerde, los auriculares de baja impedancia sonarán más fuerte en la misma fuente. A pesar de que desde el punto de vista de la física esto no es del todo cierto y hay matices, de hecho esta es la forma más fácil de describir el valor de este parámetro.

Para equipos portátiles (reproductores portátiles, teléfonos inteligentes), los auriculares con una impedancia de 32 ohmios e inferior se producen con mayor frecuencia; sin embargo, debe tenerse en cuenta que las diferentes impedancias se considerarán bajas para diferentes tipos de auriculares. Entonces, para auriculares de tamaño completo, una impedancia de hasta 100 ohmios se considera de baja resistencia y más de 100 ohmios, de alta resistencia. Para auriculares de tipo intrauditivo ("gags" o auriculares), un indicador de resistencia de hasta 32 ohmios se considera de baja resistencia, por encima de 32 ohmios, de alta resistencia. Por lo tanto, al elegir los auriculares, preste atención no solo al valor de la resistencia en sí, sino también al tipo de auriculares.

Importante: Cuanto mayor sea la impedancia de los auriculares, más claro será el sonido y más tiempo funcionará el reproductor o el teléfono inteligente en el modo de reproducción, porque. los auriculares de alta impedancia consumen menos corriente, lo que a su vez significa menos distorsión de la señal.

AFC (respuesta de frecuencia)

A menudo, en una discusión sobre un dispositivo en particular, ya sean auriculares, parlantes o un subwoofer para automóvil, puede escuchar la característica: "bombea / no bombea". Puede averiguar si el dispositivo, por ejemplo, "bombea" o es más adecuado para los amantes de la voz sin escucharlo.

Para hacer esto, basta con encontrar su respuesta de frecuencia en la descripción del dispositivo.

El gráfico le permite comprender cómo el dispositivo reproduce otras frecuencias. Al mismo tiempo, cuantas menos gotas, con mayor precisión el equipo puede transmitir el sonido original, lo que significa que el sonido estará más cerca del original.

Si no hay "jorobas" pronunciadas en el primer tercio, entonces los auriculares no son muy "bajos", y si viceversa, "bombearán", lo mismo se aplica a otras partes de la respuesta de frecuencia.

Así, mirando la respuesta de frecuencia, podemos entender qué tipo de balance tímbrico/tonal tiene el equipo. Por un lado, podrías pensar que una línea recta se consideraría un equilibrio ideal, pero ¿lo es?

Tratemos de entender con más detalle. Dio la casualidad de que una persona usa principalmente frecuencias medias (MF) para la comunicación y, en consecuencia, es más capaz de distinguir esta banda de frecuencia en particular. Si fabrica un dispositivo con un equilibrio "perfecto" en forma de línea recta, me temo que no le gustará mucho escuchar música en dicho equipo, ya que lo más probable es que las frecuencias altas y bajas no suenen tan bien como los del medio. La salida es buscar su equilibrio, teniendo en cuenta las características fisiológicas de la audición y la finalidad del equipo. Hay un balance para voz, otro para música clásica y un tercero para música de baile.

El gráfico anterior muestra el equilibrio de estos auriculares. Las frecuencias bajas y altas son más pronunciadas, en contraste con las medias, que son menos, lo que es típico para la mayoría de los productos. Sin embargo, la presencia de una "joroba" a bajas frecuencias no significa necesariamente la calidad de estas frecuencias muy bajas, ya que pueden resultar, aunque en grandes cantidades, pero de mala calidad: murmullos, zumbidos.

El resultado final estará influenciado por muchos parámetros, que van desde qué tan bien se calculó la geometría de la caja hasta de qué materiales están hechos los elementos estructurales, y a menudo solo se puede averiguar escuchando los auriculares.

Para imaginar aproximadamente qué tan alta será la calidad de nuestro sonido antes de escuchar, después de la respuesta de frecuencia, debe prestar atención a un parámetro como el coeficiente de distorsión armónica.

Distorsión armónica

De hecho, este es el principal parámetro que determina la calidad del sonido. La única pregunta es qué es calidad para ti. Por ejemplo, los conocidos Beats by Dr. Dre a 1kHz tiene una distorsión armónica total de casi el 1,5 % (por encima del 1,0 % se considera bastante mediocre). Al mismo tiempo, por extraño que parezca, estos auriculares son populares entre los consumidores.

Es deseable conocer este parámetro para cada grupo de frecuencia específico, porque los valores permitidos difieren para diferentes frecuencias. Por ejemplo, para frecuencias bajas, el 10 % puede considerarse un valor aceptable, pero para frecuencias altas, no más del 1 %.

No a todos los fabricantes les gusta indicar este parámetro en sus productos porque, a diferencia del mismo volumen, es bastante difícil cumplirlo. Por lo tanto, si el dispositivo que elige tiene un gráfico similar y ve un valor de no más del 0,5%, debe observar más de cerca este dispositivo; este es un muy buen indicador.

Ya sabemos cómo elegir los auriculares/altavoces que sonarán más alto en tu dispositivo. Pero, ¿cómo sabes qué tan fuerte tocarán?

Hay un parámetro para esto, que probablemente haya escuchado más de una vez. A los clubes nocturnos les encanta usarlo en sus materiales promocionales para mostrar lo fuerte que será en una fiesta. Este parámetro se mide en decibelios.

Sensibilidad (volumen, nivel de ruido)

El decibelio (dB), una unidad de intensidad del sonido, lleva el nombre de Alexander Graham Bell.

Alexander Graham Bell es un científico, inventor y empresario de origen escocés, uno de los fundadores de la telefonía, el fundador de Bell Labs (antes Bell Telephone Company), que determinó todo el desarrollo posterior de la industria de las telecomunicaciones en los Estados Unidos.

Este parámetro está indisolublemente ligado a la resistencia. Un nivel de 95-100 dB se considera suficiente (de hecho, es mucho).

Por ejemplo, Kiss estableció el récord de volumen el 15 de julio de 2009 en un concierto en Ottawa. El volumen del sonido fue de 136 dB. Según este parámetro, Kiss superó a varios competidores famosos, incluidas bandas como The Who, Metallica y Manowar.

Al mismo tiempo, el récord no oficial pertenece al equipo estadounidense The Swans. Según informes no confirmados, en varios conciertos de este grupo, el sonido alcanzó un volumen de 140 dB.

Si desea repetir o superar este récord, recuerde que un sonido fuerte puede considerarse una violación del orden público: para Moscú, por ejemplo, las normas prevén un nivel de sonido equivalente a 30 dBA por la noche, 40 dBA durante el día. , y un máximo de 45 dBA por la noche, 55 dBA durante el día.

Y si el volumen es más o menos claro, entonces el siguiente parámetro no es tan fácil de entender y rastrear como los anteriores. Se trata del rango dinámico.

Gama dinámica

Es esencialmente la diferencia entre los sonidos más fuertes y los más bajos sin recorte (overdrive).

Cualquiera que haya estado alguna vez en un cine moderno ha experimentado por sí mismo lo que es un amplio rango dinámico. Este es el parámetro mismo, gracias al cual escuchas, por ejemplo, el sonido de un disparo en todo su esplendor, y el susurro de las botas de un francotirador que se arrastra por el techo, que disparó este disparo.

El mayor alcance de su equipo significa más sonidos que su dispositivo puede transmitir sin pérdida.

Al mismo tiempo, resulta que no es suficiente transmitir el rango dinámico más amplio posible, debe lograr hacerlo para que cada frecuencia no solo sea audible, sino audible con alta calidad. Uno de esos parámetros que pueden ser fácilmente evaluados por casi todos cuando escuchan una grabación de alta calidad en el equipo de interés es el responsable de esto. Se trata de detalles.

detallando

Esta es la capacidad del equipo para dividir el sonido en frecuencias: baja, media, alta (LF, MF, HF).

Depende de este parámetro qué tan claramente se escucharán los instrumentos individuales, qué tan detallada será la música, si se convertirá en una mezcolanza de sonidos.

Sin embargo, incluso con los mejores detalles, diferentes equipos pueden producir experiencias auditivas muy diferentes.

Depende de la habilidad del equipo. localizar fuentes de sonido.

En las revisiones de tecnología musical, este parámetro a menudo se divide en dos componentes: panorama estéreo y profundidad.

panorama estéreo

En las revisiones, este parámetro generalmente se describe como ancho o estrecho. Veamos qué es.

Por el nombre, está claro que estamos hablando del ancho de algo, pero ¿qué?

Imagina que estás sentado (de pie) en un concierto de tu banda o artista favorito. Y frente a ti en el escenario, los instrumentos están dispuestos en un cierto orden. Algunos están más cerca del centro, otros más lejos.

¿Representado? Que empiecen a jugar.

Ahora cierre los ojos e intente distinguir dónde se encuentra esta o aquella herramienta. Creo que puedes hacerlo fácilmente.

¿Y si las herramientas se colocan frente a ti en una línea, una tras otra?

Llevemos la situación al punto de lo absurdo y acerquemos las herramientas. Y... pongamos el trompetista en el piano.

¿Crees que te gustará este sonido? ¿Puedes averiguar qué herramienta es cuál?

Las dos últimas opciones se pueden escuchar con mayor frecuencia en equipos de baja calidad, cuyo fabricante no se preocupa por el sonido que produce su producto (como muestra la práctica, el precio no es un indicador en absoluto).

Los auriculares, altavoces y sistemas de música de alta calidad deberían poder crear el panorama estéreo correcto en su cabeza. Gracias a esto, al escuchar música a través de un buen equipo, puedes escuchar dónde se encuentra cada instrumento.

Sin embargo, incluso con la capacidad del equipo para crear un magnífico panorama estéreo, tal sonido aún se sentirá poco natural, plano debido al hecho de que en la vida percibimos el sonido no solo en el plano horizontal. Por lo tanto, no menos importante es un parámetro como la profundidad del sonido.

profundidad de sonido

Volvamos a nuestro concierto ficticio. Profundicemos un poco más en nuestro escenario al pianista y al violinista, y pongamos al guitarrista y al saxofonista un poco más adelante. El vocalista ocupará el lugar que le corresponde frente a todos los instrumentos.

¿Has escuchado esto en tu equipo musical?

Felicitaciones, su dispositivo puede crear el efecto de sonido espacial a través de la síntesis del panorama de fuentes de sonido imaginarias. Y si es más sencillo, entonces tu equipo tiene una buena localización del sonido.

Si no estamos hablando de auriculares, este problema se resuelve de manera bastante simple: se usan varios emisores, colocados alrededor, lo que le permite separar las fuentes de sonido. Si hablamos de tus auriculares y lo puedes escuchar en ellos, enhorabuena por segunda vez, tienes muy buenos auriculares en este parámetro.

Su equipo tiene un amplio rango dinámico, está bien equilibrado y localiza bien el sonido, pero ¿está preparado para transiciones de sonido bruscas y subidas y bajadas rápidas de impulsos?

¿Cómo es su ataque?

Ataque

Por el nombre, en teoría, está claro que se trata de algo rápido e inevitable, como un golpe de batería Katyusha.

Pero en serio, esto es lo que Wikipedia nos dice sobre esto: Ataque de sonido: el impulso inicial de la producción de sonido, necesario para la formación de sonidos cuando se toca un instrumento musical o se cantan partes vocales; algunos matices característicos de varios métodos de producción de sonido, trazos de interpretación, articulación y fraseo.

Si intenta traducir esto a un lenguaje comprensible, entonces esta es la tasa de aumento en la amplitud del sonido hasta que se alcanza un valor determinado. Y si es aún más claro, si su equipo tiene un mal ataque, entonces las composiciones brillantes con guitarras, batería en vivo y cambios de sonido rápidos sonarán algodonosos y sordos, lo que significa adiós al buen rock duro y otros similares...

Entre otras cosas, en los artículos a menudo puede encontrar un término como sibilantes.

Sibilantes

Literalmente, silbidos. Sonidos consonánticos, durante cuya pronunciación el flujo de aire pasa rápidamente entre los dientes.

¿Recuerdas a este amigo de la caricatura de Disney sobre Robin Hood?

Hay muchas sibilancias en su discurso. Y si su equipo también silba y silba, entonces, por desgracia, este no es un sonido muy bueno.

Observación: por cierto, el propio Robin Hood de esta caricatura es sospechosamente similar al Zorro de la caricatura de Disney recientemente lanzada Zootopia. Disney, te estás repitiendo :)

Arena

Otro parámetro subjetivo que no se puede medir. Y solo puedes escuchar.

En su esencia, está cerca de las sibilancias, se expresa en el hecho de que a un volumen alto, durante la sobrecarga, las frecuencias altas comienzan a desmoronarse y aparece el efecto de verter arena y, a veces, un traqueteo de alta frecuencia. El sonido se vuelve algo áspero y al mismo tiempo suelto. Cuanto antes suceda esto, peor, y viceversa.

Pruebe en casa, desde una altura de unos pocos centímetros, vierta lentamente un puñado de azúcar granulada sobre la tapa metálica de la sartén. ¿Escuchaste? Aquí, esto es todo.

Busque un sonido que no contenga arena.

rango de frecuencia

Un último parámetro de sonido inmediato que me gustaría considerar es el rango de frecuencia.

Se mide en hercios (Hz).

Heinrich Rudolf Hertz, el principal logro es la confirmación experimental de la teoría electromagnética de la luz de James Maxwell. Hertz demostró la existencia de ondas electromagnéticas. Desde 1933, la unidad de medida de frecuencia, que está incluida en el sistema métrico internacional de unidades SI, lleva el nombre de Hertz.

Este es el parámetro que encontrarás con un 99% de probabilidad en la descripción de casi cualquier técnica musical. ¿Por qué lo dejo para más tarde?

Debe comenzar con el hecho de que una persona escucha sonidos que están en un cierto rango de frecuencia, es decir, de 20 Hz a 20,000 Hz. Cualquier valor por encima de este valor es ultrasónico. Todo lo que está debajo es infrasonido. Son inaccesibles al oído humano, pero al alcance de nuestros hermanos menores. Esto nos resulta familiar por los cursos escolares de física y biología.

De hecho, para la mayoría de las personas, el rango audible real es mucho más modesto; además, para las mujeres, el rango audible se desplaza hacia arriba en relación con el hombre, por lo que los hombres son mejores para distinguir las frecuencias bajas y las mujeres son mejores para las frecuencias altas.

¿Por qué, entonces, los fabricantes indican en sus productos una gama que va más allá de nuestra percepción? ¿Quizás es solo marketing?

Si y no. Una persona no solo escucha, sino que también siente, siente el sonido.

¿Alguna vez te has parado cerca de un altavoz grande o un subwoofer tocando? Recuerda tus sentimientos. El sonido no solo se escucha, también lo siente todo el cuerpo, tiene presión, potencia. Por lo tanto, cuanto mayor sea el rango indicado en su equipo, mejor.

Sin embargo, no debe otorgar demasiada importancia a este indicador: rara vez ve equipos cuyo rango de frecuencia ya está en los límites de la percepción humana.

características adicionales

Todas las características anteriores se relacionan directamente con la calidad del sonido reproducido. Sin embargo, el resultado final, y por lo tanto el placer de ver/escuchar, también se ve afectado por la calidad del archivo de origen y la fuente de sonido que utilice.

Formatos

Esta información está en boca de todos, y la mayoría ya la conoce, pero por si acaso, la recordamos.

En total, hay tres grupos principales de formatos de archivos de audio:

• formatos de audio sin comprimir como WAV, AIFF
• formatos de audio sin pérdidas (APE, FLAC)
• formatos de audio con pérdida (MP3, Ogg)

Recomendamos leer más sobre esto consultando Wikipedia.

Notamos por nosotros mismos que tiene sentido usar los formatos APE, FLAC si tiene un equipo profesional o semiprofesional. En otros casos, las posibilidades del formato MP3, comprimido desde una fuente de alta calidad con una tasa de bits de 256 kbps o más (a mayor tasa de bits, menor pérdida en la compresión de audio), suele ser suficiente. Sin embargo, esto es más una cuestión de gusto, oído y preferencias individuales.

Fuente

Igualmente importante es la calidad de la fuente de sonido.

Como originalmente hablábamos de música en teléfonos inteligentes, consideremos esta opción en particular.

No hace mucho tiempo, el sonido era analógico. ¿Recuerdas los carretes, los casetes? Esto es audio analógico.

Y en sus auriculares, escucha audio analógico que ha pasado por dos etapas de conversión. Primero, se convirtió de analógico a digital y luego se volvió a convertir a analógico antes de alimentarlo al auricular/altavoz. Y de qué calidad fue esta conversión, al final dependerá el resultado: la calidad del sonido.

En un teléfono inteligente, el DAC es responsable de este proceso: un convertidor de digital a analógico.

Cuanto mejor sea el DAC, mejor será el sonido que escuchará. Y viceversa. Si el DAC en el dispositivo es mediocre, no importa cuáles sean sus altavoces o auriculares, puede olvidarse de la alta calidad del sonido.

Todos los teléfonos inteligentes se pueden dividir en dos categorías principales:

1. Teléfonos inteligentes con un DAC dedicado
2. Teléfonos inteligentes con DAC incorporado

En este momento, una gran cantidad de fabricantes se dedican a la producción de DAC para teléfonos inteligentes. Puede decidir qué elegir utilizando la búsqueda y leyendo la descripción de un dispositivo en particular. Sin embargo, no olvide que entre los teléfonos inteligentes con DAC incorporado y entre los teléfonos inteligentes con DAC dedicado, hay muestras con muy buen sonido y no muy bueno, porque la optimización del sistema operativo, la versión de firmware y la aplicación a través de que escuchas música juegan un papel importante. Además, existen modificaciones de audio del kernel de software que mejoran la calidad del sonido final. Y si los ingenieros y programadores de una empresa hacen una cosa y la hacen de manera competente, entonces el resultado es digno de mención.

Sin embargo, es importante saber que en una comparación cara a cara de dos dispositivos, uno con un buen DAC incorporado y otro con un buen DAC dedicado, este último siempre ganará.

Conclusión

El sonido es un tema inagotable.

Espero que gracias a este material, gran parte de las reseñas musicales y los textos se hayan vuelto más claros y fáciles para usted, y la terminología previamente desconocida haya adquirido un significado y un significado adicionales, porque todo es fácil cuando lo sabe.

Ambas partes de nuestro programa educativo sobre el sonido se escribieron con el apoyo de Meizu. En lugar de los elogios habituales, decidimos hacer artículos útiles e interesantes para usted y prestar atención a la importancia de la fuente de reproducción para obtener un sonido de alta calidad.

¿Por qué es necesario para Meizu? El pedido anticipado del nuevo buque insignia musical Meizu Pro 6 Plus comenzó recientemente, por lo que es importante para la compañía que el usuario promedio sea consciente de los matices del sonido de alta calidad y el papel clave de la fuente de reproducción. Por cierto, al realizar un pedido anticipado pagado antes de fin de año, recibirá un auricular Meizu HD50 como regalo para su teléfono inteligente.

También hemos preparado un cuestionario musical para usted con comentarios detallados sobre cada pregunta, le recomendamos que pruebe suerte:

18 de febrero de 2016

El mundo del entretenimiento en el hogar es bastante variado y puede incluir: ver una película en un buen sistema de cine en casa; juego divertido y adictivo o escuchar música. Como regla general, todos encuentran algo propio en esta área o combinan todo a la vez. Pero no importa cuáles sean los objetivos de una persona al organizar su tiempo libre y no importa a qué extremo vaya, todos estos vínculos están firmemente conectados por una palabra simple y comprensible: "sonido". Efectivamente, en todos estos casos, seremos llevados de la mano por la banda sonora. Pero esta pregunta no es tan simple y trivial, especialmente en los casos en que se desea lograr un sonido de alta calidad en una habitación o en cualquier otra condición. Para ello, no siempre es necesario comprar costosos componentes hi-fi o hi-end (aunque será muy útil), sino que basta con un buen conocimiento de la teoría física, que puede eliminar la mayoría de los problemas que se presentan para todos. que se propone obtener una actuación de voz de alta calidad.

A continuación, se considerará la teoría del sonido y la acústica desde el punto de vista de la física. En este caso, trataré de hacerlo lo más accesible posible para la comprensión de cualquier persona que, quizás, esté lejos del conocimiento de las leyes o fórmulas físicas, pero sin embargo sueña apasionadamente con la realización del sueño de crear una acústica perfecta. sistema. No pretendo afirmar que para lograr buenos resultados en esta área en casa (o en un automóvil, por ejemplo) es necesario conocer estas teorías a fondo, sin embargo, comprender los conceptos básicos evitará muchos errores estúpidos y absurdos, además de permitir para lograr el máximo efecto de sonido del sistema, cualquier nivel.

Teoría general del sonido y terminología musical.

Que es sonar? Esta es la sensación que percibe el órgano auditivo. "oído"(el fenómeno en sí existe incluso sin la participación del “oído” en el proceso, pero es más fácil de entender de esta manera), que ocurre cuando el tímpano es excitado por una onda sonora. El oído en este caso actúa como un "receptor" de ondas sonoras de diferentes frecuencias.
Onda de sonido Es, de hecho, una serie secuencial de sellos y descargas del medio (la mayoría de las veces el ambiente de aire en condiciones normales) de varias frecuencias. La naturaleza de las ondas sonoras es oscilatoria, provocada y producida por la vibración de cualesquiera cuerpos. La aparición y propagación de una onda sonora clásica es posible en tres medios elásticos: gaseoso, líquido y sólido. Cuando se produce una onda sonora en uno de estos tipos de espacio, inevitablemente se producen algunos cambios en el propio medio, por ejemplo, un cambio en la densidad o presión del aire, el movimiento de partículas de masas de aire, etc.

Dado que la onda de sonido tiene una naturaleza oscilatoria, tiene una característica como la frecuencia. Frecuencia medido en hercios (en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz), y denota el número de vibraciones durante un período de tiempo igual a un segundo. Aquellas. por ejemplo, una frecuencia de 20 Hz significa un ciclo de 20 oscilaciones en un segundo. El concepto subjetivo de su altura también depende de la frecuencia del sonido. Cuantas más vibraciones de sonido se producen por segundo, más "alto" parece el sonido. La onda de sonido también tiene otra característica importante, que tiene un nombre: la longitud de onda. Longitud de onda Se acostumbra considerar la distancia que recorre un sonido de cierta frecuencia en un periodo igual a un segundo. Por ejemplo, la longitud de onda del sonido más bajo en el rango audible humano a 20 Hz es de 16,5 metros, y la longitud de onda del sonido más alto a 20 000 Hz es de 1,7 centímetros.

El oído humano está diseñado de tal manera que es capaz de percibir ondas solo en un rango limitado, aproximadamente 20 Hz - 20,000 Hz (dependiendo de las características de una persona en particular, alguien puede escuchar un poco más, alguien menos) . Así, esto no quiere decir que los sonidos por debajo o por encima de estas frecuencias no existan, simplemente no son percibidos por el oído humano, yendo más allá del rango audible. El sonido por encima del rango audible se llama ultrasonido, el sonido por debajo del rango audible se llama infrasonido. Algunos animales son capaces de percibir ultra e infrarrojos, algunos incluso usan este rango para orientarse en el espacio (murciélagos, delfines). Si el sonido pasa a través de un medio que no entra en contacto directo con el órgano auditivo humano, es posible que dicho sonido no se escuche o se debilite mucho más tarde.

En la terminología musical del sonido, existen designaciones tan importantes como octava, tono y armónico del sonido. Octava significa un intervalo en el que la relación de frecuencias entre los sonidos es de 1 a 2. Una octava suele ser muy audible, mientras que los sonidos dentro de este intervalo pueden ser muy similares entre sí. Una octava también se puede llamar un sonido que hace el doble de vibraciones que otro sonido en el mismo período de tiempo. Por ejemplo, una frecuencia de 800 Hz no es más que una octava superior de 400 Hz, y una frecuencia de 400 Hz es a su vez la siguiente octava de sonido con una frecuencia de 200 Hz. Una octava se compone de tonos y armónicos. El oído humano percibe las oscilaciones variables en una onda sonora armónica de una frecuencia como tono musical. Las vibraciones de alta frecuencia se pueden interpretar como sonidos de tono alto, las vibraciones de baja frecuencia como sonidos de tono bajo. El oído humano es capaz de distinguir claramente los sonidos con una diferencia de un tono (en el rango de hasta 4000 Hz). A pesar de esto, en la música se utiliza un número extremadamente pequeño de tonos. Esto se explica a partir de consideraciones del principio de consonancia armónica, todo se basa en el principio de octavas.

Considere la teoría de los tonos musicales usando el ejemplo de una cuerda estirada de cierta manera. Tal cuerda, dependiendo de la fuerza de tensión, se "sintonizará" a una frecuencia específica. Cuando esta cuerda se expone a algo con una fuerza específica, que hará que vibre, se observará constantemente un tono específico de sonido, escucharemos la frecuencia de afinación deseada. Este sonido se llama el tono fundamental. Para el tono principal en el campo musical, se acepta oficialmente la frecuencia de la nota "la" de la primera octava, igual a 440 Hz. Sin embargo, la mayoría de los instrumentos musicales nunca reproducen únicamente los tonos fundamentales puros; inevitablemente van acompañados de sobretonos llamados matices. Aquí es apropiado recordar una importante definición de acústica musical, el concepto de timbre sonoro. Timbre- esta es una característica de los sonidos musicales que les da a los instrumentos musicales y las voces su especificidad de sonido única y reconocible, incluso cuando se comparan sonidos del mismo tono y volumen. El timbre de cada instrumento musical depende de la distribución de la energía sonora sobre los armónicos en el momento en que aparece el sonido.

Los armónicos forman un color específico del tono fundamental, por el cual podemos identificar y reconocer fácilmente un instrumento en particular, así como distinguir claramente su sonido de otro instrumento. Hay dos tipos de armónicos: armónicos y no armónicos. sobretonos armónicos son, por definición, múltiplos de la frecuencia fundamental. Por el contrario, si los sobretonos no son múltiplos y se desvían notablemente de los valores, entonces se les llama inarmónico. En música, la operación de sobretonos no múltiples está prácticamente excluida, por lo que el término se reduce al concepto de "sobretono", es decir, armónico. Para algunos instrumentos, por ejemplo, el piano, el tono principal ni siquiera tiene tiempo para formarse, en un período breve aumenta la energía sonora de los sobretonos y luego la disminución se produce con la misma rapidez. Muchos instrumentos crean el llamado efecto de "tono de transición", cuando la energía de ciertos sobretonos es máxima en un momento determinado, generalmente al principio, pero luego cambia abruptamente y pasa a otros sobretonos. El rango de frecuencia de cada instrumento se puede considerar por separado y suele estar limitado por las frecuencias de los tonos fundamentales que ese instrumento en particular es capaz de reproducir.

En la teoría del sonido también existe el RUIDO. Ruido- este es cualquier sonido creado por una combinación de fuentes que son inconsistentes entre sí. Todo el mundo es muy consciente del ruido de las hojas de los árboles, mecidas por el viento, etc.

¿Qué determina el volumen del sonido? Es obvio que tal fenómeno depende directamente de la cantidad de energía transportada por la onda sonora. Para determinar los indicadores cuantitativos del volumen, existe un concepto: la intensidad del sonido. Intensidad del sonido se define como el flujo de energía que atraviesa alguna área del espacio (por ejemplo, cm2) por unidad de tiempo (por ejemplo, por segundo). En una conversación normal, la intensidad es de unos 9 o 10 W/cm2. El oído humano es capaz de percibir sonidos con un rango de sensibilidad bastante amplio, mientras que la susceptibilidad de las frecuencias no es uniforme dentro del espectro sonoro. Entonces, el rango de frecuencia mejor percibido es 1000 Hz - 4000 Hz, que cubre más ampliamente el habla humana.

Dado que los sonidos varían tanto en intensidad, es más conveniente pensar en ellos como un valor logarítmico y medirlos en decibeles (en honor al científico escocés Alexander Graham Bell). El umbral inferior de sensibilidad auditiva del oído humano es de 0 dB, el superior de 120 dB, también llamado "umbral del dolor". El límite superior de sensibilidad tampoco es percibido por el oído humano de la misma manera, sino que depende de la frecuencia específica. Los sonidos de baja frecuencia deben tener una intensidad mucho mayor que las frecuencias altas para provocar un umbral de dolor. Por ejemplo, el umbral del dolor a una frecuencia baja de 31,5 Hz se produce a un nivel de intensidad sonora de 135 dB, cuando a una frecuencia de 2000 Hz la sensación de dolor aparece ya a 112 dB. También existe el concepto de presión sonora, que en realidad amplía la explicación habitual de la propagación de una onda sonora en el aire. Presión de sonido- se trata de una sobrepresión variable que se produce en un medio elástico como consecuencia del paso de una onda sonora a través de él.

Naturaleza ondulatoria del sonido

Para comprender mejor el sistema de generación de ondas sonoras, imagine un altavoz clásico ubicado en un tubo lleno de aire. Si el altavoz hace un movimiento brusco hacia adelante, entonces el aire en las inmediaciones del difusor se comprime por un momento. Después de eso, el aire se expandirá, empujando así la región de aire comprimido a lo largo de la tubería.
Es este movimiento ondulatorio el que posteriormente será el sonido cuando llegue al órgano auditivo y “excite” el tímpano. Cuando se produce una onda de sonido en un gas, se crea un exceso de presión y densidad, y las partículas se mueven a una velocidad constante. Acerca de las ondas de sonido, es importante recordar el hecho de que la sustancia no se mueve junto con la onda de sonido, sino que solo ocurre una perturbación temporal de las masas de aire.

Si imaginamos un pistón suspendido en el espacio libre sobre un resorte y haciendo movimientos repetidos "hacia adelante y hacia atrás", tales oscilaciones se llamarán armónicas o sinusoidales (si representamos la onda en forma de gráfico, en este caso obtenemos una onda sinusoidal pura con subidas y bajadas repetidas). Si imaginamos un altavoz en una tubería (como en el ejemplo descrito anteriormente), realizando oscilaciones armónicas, entonces en el momento en que el altavoz se mueve "hacia adelante", se obtiene el ya conocido efecto de compresión del aire, y cuando el altavoz se mueve "hacia atrás". , se obtiene el efecto inverso de la rarefacción. En este caso, una onda alterna de compresiones y rarefacción se propagará a través de la tubería. La distancia a lo largo de la tubería entre máximos o mínimos adyacentes (fases) se llamará longitud de onda. Si las partículas oscilan paralelas a la dirección de propagación de la onda, entonces la onda se llama longitudinal. Si oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación, entonces la onda se llama transverso. Por lo general, las ondas de sonido en gases y líquidos son longitudinales, mientras que en los sólidos pueden ocurrir ondas de ambos tipos. Las ondas transversales en los sólidos surgen debido a la resistencia al cambio de forma. La principal diferencia entre estos dos tipos de ondas es que una onda transversal tiene la propiedad de polarización (las oscilaciones ocurren en un plano determinado), mientras que una onda longitudinal no.

Velocidad del sonido

La velocidad del sonido depende directamente de las características del medio en el que se propaga. Está determinado (dependiente) por dos propiedades del medio: elasticidad y densidad del material. La velocidad del sonido en los sólidos, respectivamente, depende directamente del tipo de material y sus propiedades. La velocidad en medios gaseosos depende de un solo tipo de deformación del medio: compresión-rarefacción. El cambio de presión en una onda de sonido se produce sin intercambio de calor con las partículas circundantes y se denomina adiabático.
La velocidad del sonido en un gas depende principalmente de la temperatura: aumenta al aumentar la temperatura y disminuye al disminuir. Además, la velocidad del sonido en un medio gaseoso depende del tamaño y la masa de las propias moléculas del gas: cuanto menor sea la masa y el tamaño de las partículas, mayor será la "conductividad" de la onda y mayor la velocidad, respectivamente.

En medios líquidos y sólidos, el principio de propagación y la velocidad del sonido son similares a como se propaga una onda en el aire: por compresión-descarga. Pero en estos medios, además de la misma dependencia de la temperatura, la densidad del medio y su composición/estructura son bastante importantes. Cuanto menor sea la densidad de la sustancia, mayor será la velocidad del sonido y viceversa. La dependencia de la composición del medio es más complicada y se determina en cada caso específico, teniendo en cuenta la ubicación e interacción de las moléculas/átomos.

Velocidad del sonido en el aire a t, °C 20: 343 m/s
Velocidad del sonido en agua destilada a t, °C 20: 1481 m/s
Velocidad del sonido en acero a t, °C 20: 5000 m/s

Ondas estacionarias e interferencia

Cuando un altavoz crea ondas sonoras en un espacio confinado, inevitablemente se produce el efecto de reflexión de las ondas desde los límites. Como resultado, la mayoría de las veces efecto de interferencia- cuando se superponen dos o más ondas sonoras. Casos especiales del fenómeno de la interferencia son la formación de: 1) Ondas batientes o 2) Ondas estacionarias. El latido de las olas- este es el caso cuando hay una adición de ondas con frecuencias y amplitudes cercanas. El patrón de aparición de latidos: cuando dos ondas de frecuencia similar se superponen entre sí. En algún momento, con tal superposición, los picos de amplitud pueden coincidir "en fase", y también pueden coincidir las recesiones en "antifase". Así se caracterizan los latidos sonoros. Es importante recordar que, a diferencia de las ondas estacionarias, las coincidencias de fase de los picos no ocurren constantemente, sino en algunos intervalos de tiempo. De oído, tal patrón de latidos difiere claramente y se escucha como un aumento y una disminución periódicos en el volumen, respectivamente. El mecanismo de ocurrencia de este efecto es extremadamente simple: en el momento de la coincidencia de los picos, el volumen aumenta, en el momento de la coincidencia de las recesiones, el volumen disminuye.

ondas estacionarias surgen cuando se superponen dos ondas de la misma amplitud, fase y frecuencia, cuando, cuando tales ondas se "encuentran", una se mueve en la dirección de avance y la otra en la dirección opuesta. En el área del espacio (donde se formó una onda estacionaria), surge una imagen de la superposición de dos amplitudes de frecuencia, con máximos alternados (los llamados antinodos) y mínimos (los llamados nodos). Cuando ocurre este fenómeno, la frecuencia, la fase y el coeficiente de atenuación de la onda en el lugar de reflexión son extremadamente importantes. A diferencia de las ondas viajeras, no hay transferencia de energía en una onda estacionaria debido al hecho de que las ondas hacia adelante y hacia atrás que forman esta onda transportan energía en cantidades iguales tanto en dirección hacia adelante como en direcciones opuestas. Para una comprensión visual de la ocurrencia de una onda estacionaria, imaginemos un ejemplo de acústica doméstica. Digamos que tenemos altavoces de pie en un espacio (habitación) limitado. Después de haberlos hecho tocar alguna canción con mucho bajo, intentemos cambiar la ubicación del oyente en la habitación. Por lo tanto, el oyente, al entrar en la zona de mínimo (resta) de la onda estacionaria, sentirá el efecto de que el bajo se ha vuelto muy pequeño, y si el oyente ingresa en la zona de máximo (suma) de frecuencias, entonces lo contrario Se obtiene el efecto de un aumento significativo en la región de graves. En este caso, el efecto se observa en todas las octavas de la frecuencia base. Por ejemplo, si la frecuencia base es 440 Hz, entonces el fenómeno de "sumar" o "restar" también ocurrirá a 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz, etc.

fenómeno de resonancia

La mayoría de los sólidos tienen su propia frecuencia de resonancia. Comprender este efecto es bastante simple en el ejemplo de una tubería convencional, abierta solo en un extremo. Imaginemos una situación en la que se conecta un altavoz desde el otro extremo de la tubería, que puede reproducir una frecuencia constante, también se puede cambiar más tarde. Ahora, una tubería tiene su propia frecuencia de resonancia, en términos simples, esta es la frecuencia a la que la tubería "resuena" o hace su propio sonido. Si la frecuencia del altavoz (como resultado del ajuste) coincide con la frecuencia de resonancia de la tubería, habrá un efecto de aumento del volumen varias veces. Esto se debe a que el altavoz excita las vibraciones de la columna de aire en la tubería con una amplitud significativa hasta que se encuentra la misma “frecuencia resonante” y se produce el efecto de suma. El fenómeno resultante se puede describir de la siguiente manera: la tubería en este ejemplo "ayuda" al altavoz al resonar a una frecuencia específica, sus esfuerzos se suman y "vierten" en un efecto audible fuerte. En el ejemplo de los instrumentos musicales, este fenómeno es fácilmente rastreable, ya que el diseño de la mayoría contiene elementos llamados resonadores. No es difícil adivinar qué sirve para amplificar una determinada frecuencia o tono musical. Por ejemplo: un cuerpo de guitarra con un resonador en forma de agujero, emparejado con el volumen; El diseño de la tubería en la flauta (y todas las tuberías en general); La forma cilíndrica del cuerpo del tambor, que en sí mismo es un resonador de cierta frecuencia.

Espectro de frecuencia del sonido y respuesta de frecuencia.

Dado que en la práctica prácticamente no existen ondas de la misma frecuencia, se hace necesario descomponer todo el espectro sonoro del rango audible en sobretonos o armónicos. Para estos fines, hay gráficos que muestran la dependencia de la energía relativa de las vibraciones del sonido con la frecuencia. Tal gráfico se llama gráfico de espectro de frecuencia de sonido. Espectro de frecuencia del sonido Hay dos tipos: discretos y continuos. El diagrama de espectro discreto muestra las frecuencias individualmente, separadas por espacios en blanco. En el espectro continuo, todas las frecuencias de sonido están presentes a la vez.
En el caso de la música o la acústica, se suele utilizar el horario habitual. Características de pico a frecuencia(abreviado "AFC"). Este gráfico muestra la dependencia de la amplitud de las vibraciones del sonido con la frecuencia en todo el espectro de frecuencias (20 Hz - 20 kHz). Al mirar un gráfico de este tipo, es fácil comprender, por ejemplo, las fortalezas o debilidades de un altavoz en particular o un sistema de altavoces en su conjunto, las áreas más fuertes de retorno de energía, caídas y aumentos de frecuencia, atenuación, así como rastrear la inclinación. del declive

Propagación de ondas sonoras, fase y antifase

El proceso de propagación de las ondas sonoras se produce en todas las direcciones desde la fuente. El ejemplo más sencillo para entender este fenómeno: una piedrita arrojada al agua.
Desde el lugar donde cayó la piedra, las olas comienzan a divergir en la superficie del agua en todas las direcciones. Sin embargo, imaginemos una situación usando un parlante en cierto volumen, digamos una caja cerrada, que está conectada a un amplificador y reproduce algún tipo de señal musical. Es fácil notar (especialmente si emite una señal potente de baja frecuencia, como un bombo), que el altavoz hace un movimiento rápido "hacia adelante" y luego el mismo movimiento rápido "hacia atrás". Queda por entender que cuando el altavoz se mueve hacia adelante, emite una onda de sonido, que escuchamos después. Pero, ¿qué sucede cuando el altavoz se mueve hacia atrás? Pero paradójicamente sucede lo mismo, el altavoz hace el mismo sonido, solo que en nuestro ejemplo se propaga completamente dentro del volumen de la caja, sin ir más allá (la caja está cerrada). En general, en el ejemplo anterior, se pueden observar bastantes fenómenos físicos interesantes, el más significativo de los cuales es el concepto de fase.

La onda de sonido que el hablante, estando en volumen, irradia en la dirección del oyente - está "en fase". La onda inversa, que entra en el volumen de la caja, será correspondientemente antifase. ¿Solo queda entender qué significan estos conceptos? Fase de señal- este es el nivel de presión sonora en el momento actual en algún punto del espacio. La fase se comprende más fácilmente con el ejemplo de la reproducción de material musical mediante un par de altavoces domésticos estéreo convencionales de pie. Imaginemos que dos altavoces de pie de este tipo están instalados en una habitación determinada y juegan. Ambos altavoces en este caso reproducen una señal de presión de sonido variable síncrona, además, la presión de sonido de un altavoz se suma a la presión de sonido del otro altavoz. Un efecto similar ocurre debido al sincronismo de la reproducción de la señal de los parlantes izquierdo y derecho, respectivamente, es decir, los picos y valles de las ondas emitidas por los parlantes izquierdo y derecho coinciden.

Ahora imaginemos que las presiones sonoras siguen cambiando de la misma manera (no han cambiado), pero ahora son opuestas entre sí. Esto puede ocurrir si conecta uno de los dos altavoces con polaridad inversa (cable "+" del amplificador al terminal "-" del sistema de altavoces y cable "-" del amplificador al terminal "+" del altavoz). sistema). En este caso, la señal de dirección opuesta provocará una diferencia de presión, que se puede representar con números de la siguiente manera: el altavoz izquierdo creará una presión de "1 Pa" y el altavoz derecho creará una presión de "menos 1 Pa". . Como resultado, el volumen de sonido total en la posición del oyente será igual a cero. Este fenómeno se llama antifase. Si consideramos el ejemplo con más detalle para comprenderlo, resulta que dos altavoces que suenan "en fase" crean las mismas áreas de compresión y rarefacción del aire, que en realidad se ayudan mutuamente. En el caso de una antifase idealizada, el área de compactación del espacio aéreo creada por un hablante estará acompañada por un área de rarefacción del espacio aéreo creada por el segundo hablante. Se parece aproximadamente al fenómeno de la amortiguación síncrona mutua de las ondas. Es cierto que, en la práctica, el volumen no baja a cero y escucharemos un sonido muy distorsionado y atenuado.

De la manera más accesible, este fenómeno se puede describir de la siguiente manera: dos señales con las mismas oscilaciones (frecuencia), pero desplazadas en el tiempo. En vista de esto, es más conveniente representar estos fenómenos de desplazamiento usando el ejemplo de los relojes redondos ordinarios. Imaginemos que en la pared cuelgan varios relojes redondos idénticos. Cuando las manecillas de segundos de estos relojes se sincronizan, 30 segundos en un reloj y 30 segundos en el otro, este es un ejemplo de una señal que está en fase. Si las manecillas de segundos funcionan con un cambio, pero la velocidad sigue siendo la misma, por ejemplo, 30 segundos en un reloj y 24 segundos en el otro, entonces este es un ejemplo clásico de cambio de fase (cambio). De la misma manera, la fase se mide en grados, dentro de un círculo virtual. En este caso, cuando las señales se desplazan entre sí 180 grados (la mitad del período), se obtiene una antifase clásica. A menudo, en la práctica, hay cambios de fase menores, que también pueden determinarse en grados y eliminarse con éxito.

Las ondas son planas y esféricas. Un frente de onda plano se propaga en una sola dirección y rara vez se encuentra en la práctica. Un frente de onda esférico es un tipo simple de onda que se irradia desde un solo punto y se propaga en todas las direcciones. Las ondas sonoras tienen la propiedad difracción, es decir. la capacidad de esquivar obstáculos y objetos. El grado de envolvente depende de la relación entre la longitud de onda del sonido y las dimensiones del obstáculo o agujero. La difracción también ocurre cuando hay un obstáculo en el camino del sonido. En este caso, son posibles dos escenarios: 1) Si las dimensiones del obstáculo son mucho mayores que la longitud de onda, entonces el sonido se refleja o absorbe (según el grado de absorción del material, el grosor del obstáculo, etc.). ), y se forma una zona de "sombra acústica" detrás del obstáculo. 2) Si las dimensiones del obstáculo son comparables a la longitud de onda o incluso menores, entonces el sonido se difracta hasta cierto punto en todas las direcciones. Si una onda de sonido, cuando se mueve en un medio, golpea la interfaz con otro medio (por ejemplo, un medio aéreo con un medio sólido), pueden surgir tres escenarios: 1) la onda se reflejará desde la interfaz 2) la onda puede pasar a otro medio sin cambiar de dirección 3) una onda puede pasar a otro medio con un cambio de dirección en el límite, esto se llama "refracción de onda".

La relación entre el exceso de presión de una onda sonora y la velocidad volumétrica oscilatoria se denomina impedancia de onda. En palabras simples, resistencia de onda del medio puede llamarse la capacidad de absorber las ondas sonoras o "resistirlas". Los coeficientes de reflexión y transmisión dependen directamente de la relación de las impedancias de onda de los dos medios. La resistencia a las olas en un medio gaseoso es mucho menor que en agua o sólidos. Por lo tanto, si una onda de sonido en el aire incide sobre un objeto sólido o sobre la superficie de aguas profundas, entonces el sonido se refleja desde la superficie o se absorbe en gran medida. Depende del espesor de la superficie (agua o sólido) sobre la que cae la onda sonora deseada. Con un espesor bajo de un medio sólido o líquido, las ondas sonoras "pasan" casi por completo, y viceversa, con un espesor grande del medio, las ondas se reflejan con mayor frecuencia. En el caso de la reflexión de las ondas sonoras, este proceso se produce según una conocida ley física: "El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión". En este caso, cuando una onda procedente de un medio de menor densidad choca con un medio de mayor densidad, se produce el fenómeno. refracción. Consiste en doblar (refractar) una onda sonora después de "encontrarse" con un obstáculo, y va necesariamente acompañada de un cambio de velocidad. La refracción también depende de la temperatura del medio en el que se produce la reflexión.

En el proceso de propagación de las ondas sonoras en el espacio, su intensidad disminuye inevitablemente, se puede decir la atenuación de las ondas y el debilitamiento del sonido. En la práctica, es bastante simple encontrar tal efecto: por ejemplo, si dos personas se paran en un campo a una distancia cercana (un metro o más cerca) y comienzan a decirse algo. Si posteriormente aumenta la distancia entre las personas (si comienzan a alejarse unas de otras), el mismo nivel de volumen de conversación será cada vez menos audible. Un ejemplo similar demuestra claramente el fenómeno de reducir la intensidad de las ondas sonoras. ¿Por qué está pasando esto? La razón de esto son los diversos procesos de transferencia de calor, interacción molecular y fricción interna de las ondas sonoras. En la práctica, lo más frecuente es que se produzca la conversión de la energía del sonido en energía térmica. Dichos procesos surgen inevitablemente en cualquiera de los 3 medios de propagación del sonido y pueden caracterizarse como absorción de ondas sonoras.

La intensidad y el grado de absorción de las ondas sonoras depende de muchos factores, como la presión y la temperatura del medio. Además, la absorción depende de la frecuencia específica del sonido. Cuando una onda sonora se propaga en líquidos o gases, se produce un efecto de rozamiento entre distintas partículas, lo que se denomina viscosidad. Como resultado de este rozamiento a nivel molecular, se produce el proceso de transformación de la onda de sonora a térmica. En otras palabras, cuanto mayor sea la conductividad térmica del medio, menor será el grado de absorción de ondas. La absorción del sonido en medios gaseosos también depende de la presión (la presión atmosférica cambia con el aumento de la altitud en relación con el nivel del mar). En cuanto a la dependencia del grado de absorción de la frecuencia del sonido, teniendo en cuenta las dependencias anteriores de la viscosidad y la conductividad térmica, la absorción del sonido es mayor cuanto mayor sea su frecuencia. Por ejemplo, a temperatura y presión normales, en el aire, la absorción de una onda con una frecuencia de 5000 Hz es de 3 dB/km, y la absorción de una onda con una frecuencia de 50 000 Hz será ya de 300 dB/m.

En medios sólidos, todas las dependencias anteriores (conductividad térmica y viscosidad) se conservan, pero se agregan algunas condiciones más. Están asociados a la estructura molecular de los materiales sólidos, que pueden ser diferentes, con sus propias inhomogeneidades. Dependiendo de esta estructura molecular sólida interna, la absorción de ondas sonoras en este caso puede ser diferente y depende del tipo de material en particular. Cuando el sonido atraviesa un cuerpo sólido, la onda sufre una serie de transformaciones y distorsiones, que en la mayoría de los casos conducen a la dispersión y absorción de la energía del sonido. A nivel molecular, el efecto de las dislocaciones puede ocurrir, cuando una onda sonora provoca un desplazamiento de los planos atómicos, que luego vuelven a su posición original. O bien, el movimiento de las dislocaciones conduce a una colisión con dislocaciones perpendiculares a ellas o defectos en la estructura cristalina, lo que provoca su desaceleración y, como resultado, cierta absorción de la onda sonora. Sin embargo, la onda de sonido también puede resonar con estos defectos, lo que provocará una distorsión de la onda original. La energía de una onda sonora en el momento de la interacción con los elementos de la estructura molecular del material se disipa como resultado de procesos de fricción internos.

En intentaré analizar las características de la percepción auditiva humana y algunas de las sutilezas y características de la propagación del sonido.

> Característica de sonido

Explorar caracteristicas y propiedades de los sonidos como ondas: el movimiento del sonido a lo largo de ondas sinusoidales, frecuencia, tono y amplitud, percepción del sonido, velocidad del sonido.

Sonar- una onda de presión longitudinal que atraviesa el espacio en estado líquido, sólido, gaseoso o plasma.

Tarea de aprendizaje

• Entender cómo las personas caracterizan el sonido.

Puntos clave

Términos

• Los medios son un concepto general para varios tipos de materiales.
• Hertz es una medida de la frecuencia de audio.
• La frecuencia es la razón del número de veces (n) de un evento periódico en el tiempo (t): f = n/t.

Vamos a familiarizarnos con los conceptos básicos del sonido. Estamos hablando de una onda de presión longitudinal que atraviesa espacios compresibles. En el vacío (libre de partículas y materia) el sonido es imposible. El vacío no tiene medio, por lo que el sonido simplemente no puede viajar.

Características del sonido:

• Transportado a lo largo de ondas longitudinales. En una representación gráfica, se muestran como sinusoidales.
• Poseer frecuencia (altura sube y baja).
• La amplitud describe el volumen.
• El tono es una medida de la calidad de una onda de sonido.
• Transportado más rápido en un espacio caliente que en un sólido. La velocidad es mayor al nivel del mar (donde la presión del aire es mayor).
• La intensidad es la energía transmitida en un área particular. También es una medida de la frecuencia de audio.
• El ultrasonido usa ondas de alta frecuencia para encontrar lo que normalmente está oculto (tumores). Los murciélagos y delfines también usan ultrasonido para navegar y encontrar objetos. En los barcos, se utiliza el mismo esquema.

percepción del sonido

Cada onda de sonido tiene propiedades, que incluyen longitud, intensidad y amplitud. Además, tienen un rango, es decir, el nivel de percepción del sonido. Por ejemplo:

• Personas: 20 - 20.000 Hz.
• Perros: 50 - 45.000 Hz.
• Murciélagos: 20 - 120.000 Hz.

Se puede ver que entre los tres representantes, las personas tienen el indicador más pequeño.

Velocidad del sonido

La velocidad de transporte se basa en el medio. Asciende en estado sólido y desciende en estado líquido y gaseoso. Fórmula:

(K es el factor de rigidez del material y p es la densidad).

Si dice "más rápido que la velocidad del sonido", entonces esta es una comparación con un indicador de 344 m / s. La medida global se realiza a nivel del mar con una temperatura de referencia de 21°C y en condiciones atmosféricas normales.

Aquí se muestra un avión que se mueve más rápido que la velocidad del sonido.

Características básicas del sonido. Transmisión de sonido a largas distancias.

Características principales del sonido:

1. tono de sonido(número de oscilaciones por segundo). Sonidos de tono bajo (como el sonido producido por un bombo) y sonidos de tono alto (como un silbato). El oído distingue fácilmente estos sonidos. Las mediciones simples (barrido de oscilación) muestran que los sonidos de tono bajo son oscilaciones de baja frecuencia en una onda de sonido. Un sonido agudo corresponde a una frecuencia de vibración más alta. La frecuencia de las vibraciones en una onda de sonido determina el tono del sonido.

2. Volumen del sonido (amplitud). El volumen de un sonido, determinado por su efecto en el oído, es una evaluación subjetiva. Cuanto mayor sea el flujo de energía que fluye hacia el oído, mayor será el volumen. Conveniente para la medición es la intensidad del sonido: la energía transferida por una onda por unidad de tiempo a través de un área única perpendicular a la dirección de propagación de la onda. La intensidad del sonido aumenta con el aumento de la amplitud de las vibraciones y el área del cuerpo que oscila. El volumen también se mide en decibelios (dB). Por ejemplo, el volumen del sonido de las buenas hojas se estima en 10 dB, susurro - 20 dB, ruido de la calle - 70 dB, umbral de dolor - 120 dB y nivel de muerte - 180 dB.

3. Timbre de sonido. La segunda valoración subjetiva. El timbre de un sonido está determinado por una combinación de sobretonos. Un número diferente de armónicos inherentes a un sonido particular le da un color especial: timbre. La diferencia entre un timbre y otro se debe no solo al número, sino también a la intensidad de los armónicos que acompañan al sonido del tono fundamental. Por timbre, uno puede distinguir fácilmente los sonidos de varios instrumentos musicales, las voces de las personas.

Las vibraciones sonoras con una frecuencia inferior a 20 Hz no son percibidas por el oído humano.

El rango de sonido del oído es de 20 Hz - 20 mil Hz.

Transmisión de sonido a largas distancias.

El problema de la transmisión de sonido a distancia se resolvió con éxito mediante la creación del teléfono y la radio. Usando un micrófono que imita el oído humano, las vibraciones acústicas del aire (sonido) en un punto determinado se convierten en cambios sincrónicos en la amplitud de una corriente eléctrica (señal eléctrica), que se envía al lugar correcto mediante cables o mediante ondas electromagnéticas. (ondas de radio) y convertidas en vibraciones acústicas similares a las originales.

Esquema para transmitir sonido a distancia.

1. Convertidor "sonido - señal eléctrica" ​​(micrófono)

2. Amplificador de señal eléctrica y línea de comunicación eléctrica (cables u ondas de radio)

3. Convertidor "señal eléctrica - sonido" (altavoz)

Las vibraciones acústicas volumétricas son percibidas por una persona en un punto y pueden representarse como una fuente de señal puntual La señal tiene dos parámetros relacionados por una función del tiempo: frecuencia de vibración (tono) y amplitud de vibración (sonoridad). Es necesario convertir proporcionalmente la amplitud de la señal acústica en la amplitud de la corriente eléctrica, manteniendo la frecuencia de oscilación.

Fuentes de sonido- cualquier fenómeno que provoque un cambio local de presión o estrés mecánico. Fuentes generalizadas. sonar en forma de cuerpos sólidos oscilantes. Fuentes sonar también pueden servir vibraciones de volúmenes limitados del propio medio (por ejemplo, en tubos de órgano, instrumentos musicales de viento, silbatos, etc.). Un sistema oscilatorio complejo es el aparato vocal humano y animal. Una amplia clase de fuentes. Sonar-transductores electroacústicos, en los que se crean vibraciones mecánicas al convertir la corriente eléctrica en oscilaciones de la misma frecuencia. En naturaleza Sonar se excita cuando el aire fluye alrededor de los cuerpos sólidos debido a la formación y separación de vórtices, por ejemplo, cuando el viento sopla cables, tuberías, crestas de las olas del mar. Sonar frecuencias bajas e infra-bajas ocurren durante explosiones, colapsos. Existen diversas fuentes de ruido acústico, que incluyen máquinas y mecanismos utilizados en tecnología, chorros de gas y agua. Se presta mucha atención al estudio de las fuentes de ruido industrial, de transporte y aerodinámico debido a sus efectos nocivos sobre el cuerpo humano y los equipos técnicos.

Receptores de sonido sirven para percibir la energía del sonido y convertirla en otras formas. A los receptores sonar se aplica, en particular, al aparato auditivo de humanos y animales. En tecnología de recepción sonar se utilizan principalmente transductores electroacústicos, por ejemplo, un micrófono.
La propagación de las ondas sonoras se caracteriza principalmente por la velocidad del sonido. En varios casos, se observa la dispersión del sonido, es decir, la dependencia de la velocidad de propagación de la frecuencia. Dispersión sonar conduce a un cambio en la forma de señales acústicas complejas, que incluyen una serie de componentes armónicos, en particular, a la distorsión de los pulsos de sonido. Durante la propagación de las ondas sonoras se producen los fenómenos de interferencia y difracción, comunes a todo tipo de ondas. En el caso de que el tamaño de los obstáculos y las faltas de homogeneidad en el medio sean grandes en comparación con la longitud de onda, la propagación del sonido obedece a las leyes habituales de reflexión y refracción de las ondas y puede considerarse desde el punto de vista de la acústica geométrica.

Cuando una onda sonora se propaga en una dirección determinada, se produce su atenuación gradual, es decir, una disminución de la intensidad y la amplitud. Conocer las leyes de atenuación es importante en la práctica para determinar el rango máximo de propagación de una señal de audio.

Formas de comunicación:

· Imágenes

El sistema de codificación debe ser comprensible para el destinatario.

Las comunicaciones sonoras aparecieron primero.

Sonido (portador - aire)

Onda de sonido– caídas de presión de aire

Información codificada - tímpanos

sensibilidad auditiva

Decibel- unidad logarítmica relativa

Propiedades del sonido:

Volumen (db)

Llave

0 dB = 2*10(-5) Pa

Umbral de audición - umbral de dolor

Gama dinámica es la relación entre el sonido más fuerte y el más pequeño

Umbral = 120 dB

Frecuencia Hz)

Parámetros y espectro de la señal sonora: voz, música. Reverberación.

Sonar- una oscilación que tiene su propia frecuencia y amplitud

La sensibilidad de nuestro oído a diferentes frecuencias es diferente.

Hz - 1fps

20 Hz a 20 000 Hz - rango de audio

Infrasonidos: suena a menos de 20 Hz

Los sonidos de más de 20 mil Hz y menos de 20 Hz no se perciben

Sistema intermedio de codificación y decodificación

Cualquier proceso puede ser descrito por un conjunto de oscilaciones armónicas.

Espectro de la señal de audio- un conjunto de oscilaciones armónicas de las frecuencias y amplitudes correspondientes

Cambios de amplitud

La frecuencia es constante

Vibración de sonido– cambio de amplitud en el tiempo

Dependencia de amplitudes mutuas

Respuesta frecuente es la dependencia de la amplitud de la frecuencia

Nuestro oído tiene una respuesta de frecuencia.

El dispositivo no es perfecto, tiene una respuesta de frecuencia.

respuesta frecuente- para todo lo relacionado con la conversión y transmisión de sonido

El ecualizador ajusta la respuesta de frecuencia

340 m / s - la velocidad del sonido en el aire

Reverberación- sonido borroso

tiempo de reverberación- el tiempo durante el cual la señal disminuirá en 60 dB

Compresión– técnica de procesamiento de sonido donde los sonidos fuertes se reducen y los sonidos suaves son más fuertes

Reverberación- características de la habitación en la que se propaga el sonido

Frecuencia de muestreo- cuentas por segundo

Codificación fonética

Fragmentos de una imagen de información - codificación - aparato fonético - oído humano

Las olas no pueden viajar lejos

Puede aumentar el volumen del sonido.

Electricidad

Longitud de onda - distancia

Sonido=función A(t)

Convertir A de vibraciones de sonido a A de corriente eléctrica = codificación secundaria

Fase– retraso en las mediciones angulares de una oscilación con respecto a otra en el tiempo

Amplitud modulada– la información está contenida en el cambio de amplitud

Modulación de frecuencia- en frecuencia

Modulación de fase- en fase

Oscilación electromagnética - se propaga sin razón

Circunferencia 40 mil km.

Radio 6.4 mil km

¡Instantáneamente!

Las distorsiones lineales o de frecuencia ocurren en cada etapa de la transmisión de información.

Coeficiente de transferencia de amplitud

Lineal– se transmitirán señales con pérdida de información

puede compensar

no lineal– no se puede prevenir, asociado con una distorsión de amplitud irrecuperable

1895 Oersted Maxwell descubrió la energía: las oscilaciones electromagnéticas pueden propagarse

Popov inventó la radio

1896 en el extranjero Marconi compró una patente, el derecho a utilizar las obras de Tesla

Aplicación real a principios del siglo XX

La fluctuación de la corriente eléctrica no es difícil de superponer a las oscilaciones electromagnéticas.

La frecuencia debe ser superior a la frecuencia de información.

Principios de los 20

Transmisión de señales por modulación de amplitud de ondas de radio

Alcance hasta 7000 Hz

Radiodifusión AM, onda larga

Ondas largas con frecuencias superiores a 26 MHz

Ondas medias de 2,5 MHz a 26 MHz

Sin límites de distribución

VHF (modulación de frecuencia), transmisión estéreo (2 canales)

FM - frecuencia

Fase no utilizada

Frecuencia portadora de radio

rango de transmisión

Frecuencia de carga

Zona de recepción- el territorio en el que las ondas de radio se propagan con energía suficiente para la recepción de información de alta calidad

Dcm=3.57(^H+^h)

H es la altura de la antena transmisora ​​(m)

h - altura de la sala de recepción (m)

desde la altura de la antena, sujeto a potencia suficiente

transmisor de radio– frecuencia portadora, potencia y altura de la antena transmisora

Con licencia

Se requiere una licencia para distribuir ondas de radio

Red de difusión:

Contenido de sonido de origen (contenido)

Líneas de conexión

Transmisores (Lunacharsky, cerca del circo, asbesto)

Radio

Redundancia de energía

Programa de radio- un conjunto de mensajes de audio

estación de radio– fuente de emisión del programa de radio

Tradicional: redacción de radio (equipo creativo), casa de radio (conjunto de medios técnicos y tecnológicos)

casa de radio

estudio de radio– una sala con parámetros acústicos adecuados, insonorizada

Discretización por pureza

La señal analógica en el tiempo se divide en intervalos. Medido en hercios. El número de intervalos es necesario para medir la amplitud en cada segmento

Cuantificación de bits. Frecuencia de muestreo: dividir la señal en el tiempo en segmentos iguales de acuerdo con el teorema de Kotelnikov

Para la transmisión sin distorsiones de una señal continua que ocupa una cierta banda de frecuencia, es necesario que la frecuencia de muestreo sea al menos el doble de la frecuencia superior del rango de frecuencia reproducible.

30 a 15kHz

discos compactos 44-100kHz

Compresión digital de información

- o compresión- el objetivo final es la exclusión de información redundante del flujo digital.

señal de sonido es un proceso aleatorio. Los niveles están relacionados con la correlación del tiempo

Correlativo- enlaces que describen eventos en intervalos de tiempo: anterior, presente y futuro

A largo plazo - primavera, verano, otoño

Corto plazo

método de extrapolación. De digital a onda sinusoidal

Solo se transmite la diferencia entre la siguiente señal y la anterior.

Propiedades psicofísicas del sonido: permite que el oído seleccione señales

Gravedad específica en volumen de señal

Real/impulsivo

El sistema es resistente al ruido, nada depende de la forma del pulso. El impulso es fácil de recuperar

AFC - la dependencia de la amplitud de la frecuencia

AFC ajusta el tono del sonido

Ecualizador - corrector de respuesta de frecuencia

Bajas, medias, altas frecuencias

Bajos, medios, agudos

Ecualizador 10, 20, 40, 256 bandas

Analizador de espectro: eliminar, reconocer voz

Dispositivos psicoacústicos

Las fuerzas son un proceso.

dispositivo de procesamiento de frecuencia - complementos- módulos que, cuando el programa es de código abierto, se finalizan, envían

Procesamiento dinámico de señales

Aplicaciones– dispositivos que regulan dispositivos dinámicos

Volumen- nivel de señal

Controles de nivel

Atenuadores/mezcladores

Fundido de entrada \ Fundido de salida

Reducción de ruido

cortador pico

Compresor

Aplastar

la visión del color

El ojo humano contiene dos tipos de células sensibles a la luz (fotorreceptores): bastones altamente sensibles responsables de la visión nocturna y conos menos sensibles responsables de la visión del color.

En la retina humana, hay tres tipos de conos, cuyos máximos de sensibilidad caen en las partes roja, verde y azul del espectro.

binocular

El analizador visual de una persona en condiciones normales proporciona visión binocular, es decir, visión con dos ojos con una sola percepción visual.

Bandas de frecuencia de transmisión AM (LW, MW, HF) y FM (VHF y FM).

Radio- un tipo de comunicación inalámbrica en la que las ondas de radio que se propagan libremente en el espacio se utilizan como portadoras de señales.

La transmisión tiene lugar de la siguiente manera: en el lado de transmisión se forma una señal con las características requeridas (frecuencia y amplitud de la señal). Más transmitido señal modula una oscilación de mayor frecuencia (portadora). La señal modulada recibida es radiada por la antena al espacio. En el lado receptor de la onda de radio, se induce una señal modulada en la antena, luego de lo cual se demodula (detecta) y filtra por el filtro de paso bajo (eliminando así el componente de alta frecuencia, la portadora). Así, se extrae la señal útil. La señal recibida puede diferir ligeramente de la transmitida por el transmisor (distorsión debido a interferencias e interferencias).

En la práctica de la radiodifusión y la televisión se utiliza una clasificación simplificada de las bandas de radio:

Ondas extralargas (VLW)- ondas de miriámetro

Ondas largas (LW)- olas kilométricas

Ondas medias (MW)- ondas hectométricas

Ondas cortas (HF) - ondas decamétricas

Ondas ultracortas (VHF): ondas de alta frecuencia, cuya longitud de onda es inferior a 10 m.

Dependiendo del alcance, las ondas de radio tienen sus propias características y leyes de propagación:

VD son fuertemente absorbidos por la ionosfera, la principal importancia son las ondas de superficie, que se propagan alrededor de la tierra. Su intensidad disminuye con relativa rapidez al aumentar la distancia desde el transmisor.

SUDOESTE son fuertemente absorbidos por la ionosfera durante el día, y el área de acción está determinada por la onda superficial, por la noche se reflejan bien en la ionosfera y el área de acción está determinada por la onda reflejada.

AF propagarse exclusivamente a través de la reflexión de la ionosfera, por lo tanto, alrededor del transmisor hay un llamado. zona de silencio de radio. Las ondas más cortas (30 MHz) se propagan mejor durante el día, las más largas (3 MHz) durante la noche. Las ondas cortas pueden viajar largas distancias con baja potencia de transmisión.

ondas métricas se propagan de forma rectilínea y, por regla general, no son reflejados por la ionosfera, sin embargo, bajo ciertas condiciones, pueden dar la vuelta al globo debido a la diferencia en las densidades del aire en las diferentes capas de la atmósfera. Dobla fácilmente alrededor de obstáculos y tiene un alto poder de penetración.

Las ondas de radio se propagan en el vacío y en la atmósfera; el firmamento terrenal y el agua les son opacos. Sin embargo, debido a los efectos de la difracción y la reflexión, es posible la comunicación entre puntos de la superficie terrestre que no tienen una línea de visión directa (en particular, ubicados a una gran distancia).

Nuevas bandas de transmisión de TV

· Gama MMDS 2500-2700 GHz 24 canales para emisión de TV analógica. Utilizado en el sistema de televisión por cable

· LMDS: 27,5-29,5 GHz. 124 canales de TV analógicos. Desde la revolución digital. Adquirido por operadores móviles

· MWS - MWDS: 40,5-42,4 GHz. Sistema de transmisión celular. Las frecuencias altas de 5 km se absorben rápidamente

2. Descomponer la imagen en píxeles

256 niveles

Fotograma clave, luego sus cambios

Conversor analógico a digital

En la entrada, analógico, en la salida, una transmisión digital. formatos de compresión digital

Vídeo no compensado - tres colores en píxeles 25 fps, 256 megabits/s

dvd, avi - tiene un flujo de 25 mb / s

mpeg2 - compresión adicional de 3-4 veces en satélite

Televisión digital

1. Simplifica, reduce el número de puntos

2. Simplifique la selección de colores

3. Aplicar compresión

256 niveles - Rango dinámico de luminancia

Digital 4 veces más grande horizontal y verticalmente

desventajas

· Un área de cobertura de señal muy limitada dentro de la cual es posible la recepción. Pero este territorio, con igual potencia de transmisión, es más grande que el de un sistema analógico.

· Desvanecimiento y dispersión de la imagen en "cuadrados" con un nivel insuficiente de la señal recibida.

Ambas "inconvenientes" son consecuencia de las ventajas de la transmisión digital de datos: los datos se reciben con una calidad del 100% o se restauran, o se reciben mal y no se pueden restaurar.

Radio digital- tecnología de transmisión inalámbrica de una señal digital por medio de ondas electromagnéticas del rango de radio.

ventajas:

· Mejor calidad de sonido que la transmisión de FM. Actualmente no implementado debido a la baja tasa de bits (típicamente 96 kbps).

· Además del sonido, se pueden transmitir textos, imágenes y otros datos. (Más que RDS)

· La interferencia de radio débil no cambia el sonido de ninguna manera.

· Uso más económico del espacio de frecuencias a través de la señalización.

· La potencia del transmisor se puede reducir de 10 a 100 veces.

desventajas:

· En caso de potencia de señal insuficiente, aparecen interferencias en la transmisión analógica, y en la transmisión digital, la transmisión desaparece por completo.

· Retardo de audio debido al tiempo que se tarda en procesar la señal digital.

· Actualmente se están realizando “pruebas de campo” en muchos países del mundo.

· Ahora en el mundo se inicia paulatinamente la transición a lo digital, pero es mucho más lenta que la de la televisión debido a las carencias. Hasta el momento, no hay apagones masivos de estaciones de radio en el modo analógico, aunque su número en la banda AM está disminuyendo debido a una FM más eficiente.

En 2012, el SCRF firmó un protocolo según el cual se asigna la banda de frecuencia de radio 148,5-283,5 kHz para la creación de redes de transmisión digital estándar DRM en la Federación Rusa. Además, de acuerdo con el párrafo 5.2 del acta de la reunión del SCRF del 20 de enero de 2009 No. 09-01, se llevó a cabo el trabajo de investigación "Estudio de la posibilidad y las condiciones para usar la transmisión digital estándar DRM en la Federación Rusa en la banda de frecuencia 0,1485-0,2835 MHz (ondas largas).

Así, por tiempo indefinido, la emisión de FM se realizará en formato analógico.

En Rusia, las estaciones de radio federales Radio Russia, Mayak y Vesti FM se transmiten en el primer multiplex de televisión digital terrestre DVB-T2.

radio Internet o radio web- un grupo de tecnologías para transmitir datos de audio en tiempo real a través de Internet. Además, el término radio por Internet o radio web puede entenderse como una estación de radio que utiliza tecnología de transmisión por Internet para transmitir.

Hay tres elementos en la base tecnológica del sistema:

Estación- genera un flujo de audio (ya sea a partir de una lista de archivos de audio, o por digitalización directa desde una tarjeta de audio, o copiando un flujo existente en la red) y lo envía al servidor. (La estación consume un mínimo de tráfico porque crea una transmisión)

Servidor (repetidor de flujo)- recibe un flujo de audio de la estación y redirige copias del mismo a todos los clientes conectados al servidor, de hecho es un replicador de datos. (El tráfico del servidor es proporcional al número de oyentes + 1)

Cliente- recibe un flujo de audio del servidor y lo convierte en una señal de audio que escucha el oyente de la estación de radio por Internet. Es posible organizar sistemas de transmisión en cascada utilizando un repetidor de flujo como cliente. (El cliente, como la estación, consume un mínimo de tráfico. El tráfico del cliente-servidor del sistema en cascada depende del número de oyentes de dicho cliente).

Además del flujo de datos de audio, también se transmiten datos de texto para que el reproductor muestre información sobre la estación y la canción actual.

La estación puede ser un programa de reproducción de audio normal con un complemento de códec especial o un programa especializado (por ejemplo, ICes, EzStream, SAM Broadcaster), así como un dispositivo de hardware que convierte un flujo de audio analógico en uno digital.

Como cliente, puede usar cualquier reproductor multimedia que admita la transmisión de audio y sea capaz de decodificar el formato en el que se transmite la radio.

Cabe señalar que la radio por Internet, por regla general, no tiene nada que ver con la transmisión al aire. Pero son posibles raras excepciones que, en la CEI, no son comunes.

televisión por protocolo de internet(Televisión por Internet o TV en línea): un sistema basado en la transmisión digital bidireccional de una señal de televisión a través de conexiones a Internet a través de una conexión de banda ancha.

El sistema de TV por Internet le permite implementar:

· Administrar el paquete de suscripción de cada usuario

Emisión de canales en formato MPEG-2, MPEG-4

Presentación de programas de televisión.

La función de registro de programas de televisión.

Buscar programas de TV anteriores para ver

・Función de pausa para canal de TV en vivo

Paquete individual de canales de TV para cada usuario

Nuevos medios de comunicación o nuevos medios de comunicación- término que a finales del siglo XX se empezó a utilizar para publicaciones electrónicas interactivas y nuevas formas de comunicación entre productores y consumidores de contenidos para denotar diferencias con los medios tradicionales como los periódicos, es decir, este término hace referencia al desarrollo de lo digital , tecnologías de red y comunicaciones. La convergencia y las editoriales multimedia se han convertido en elementos comunes del periodismo actual.

Se trata principalmente de tecnologías digitales y estas tendencias están asociadas a la informatización de la sociedad, ya que hasta los años 80 los medios dependían de los medios analógicos.

Cabe señalar que de acuerdo con la ley de Ripple, los medios masivos más desarrollados no reemplazan a los anteriores, por lo que la tarea nuevos medios de comunicación es también la captación de su consumidor, la búsqueda de otros campos de aplicación, “la versión online de la publicación impresa difícilmente es capaz de sustituir a la propia publicación impresa”.

Es necesario distinguir entre los conceptos de "nuevos medios" y "medios digitales". Aunque tanto allí como aquí se practican medios digitales de codificación de la información.

Cualquiera puede convertirse en un editor de "nuevos medios" en términos de tecnología de proceso. Wyn Crosby, que describe los "medios de comunicación de masas" como una herramienta de difusión "de uno a muchos", considera nuevos medios de comunicación como comunicación "muchos a muchos".

La era digital crea un entorno mediático diferente. Los reporteros se están acostumbrando a trabajar en el ciberespacio. Como se señaló anteriormente, "cubrir eventos internacionales era un asunto simple"

Hablando sobre la relación entre la sociedad de la información y los nuevos medios, Yasen Zasursky se centra en tres aspectos, destacando los nuevos medios precisamente como un aspecto:

· Posibilidades de los medios de comunicación en la etapa actual de desarrollo de las tecnologías de la información y la comunicación e Internet.

Los medios tradicionales en el contexto de la "internetización"

· Nuevos medios de comunicación.

Estudio de radio. Estructura.

¿Cómo organizar la radio de la facultad?

Contenido

¿Qué tener y poder? Zonas de transmisión, composición del equipo, número de personas.

Licencia no requerida

(Autoridad territorial "Roskomnadzor", tarifa de registro, garantizar la periodicidad, al menos una vez al año, certificado a una persona jurídica, se registra un programa de radio)

Equipo creativo

Redactor jefe y entidad legal

Menos de 10 personas - contrato, más de 10 - charter

La base técnica para la producción de productos radiofónicos es un conjunto de equipos en los que se graban, procesan y posteriormente emiten programas radiofónicos. La principal tarea técnica de las estaciones de radio es asegurar un funcionamiento claro, ininterrumpido y de alta calidad de los equipos tecnológicos para la transmisión y grabación de sonido.

Las casas de radio y los centros de televisión son la forma organizativa del canal para la formación de programas. Los empleados de los centros de radio y televisión se dividen en especialistas creativos (periodistas, directores de sonido y video, empleados de departamentos de producción, departamentos de coordinación, etc.) y especialidades técnicas: un complejo de hardware-estudio (empleados de estudios, hardware y algunos servicios auxiliares) .

Complejo de estudio de hardware- estos son bloques y servicios interconectados, unidos por medios técnicos, con la ayuda de los cuales se lleva a cabo el proceso de formación y lanzamiento de programas de radiodifusión de audio y televisión. El complejo de hardware-estudio incluye un bloque de hardware-estudio (para crear partes de programas), un hardware de transmisión (para RV) y un bloque de hardware-software (para TV). A su vez, el bloque de equipamientos-estudios está formado por estudios y salas de equipamiento técnico y de dirección, lo que se debe a diferentes tecnologías para la emisión y grabación en directo.

estudios de radio- son salas especiales para transmisiones de radio que cumplen una serie de requisitos de procesamiento acústico para mantener un nivel bajo de ruido de fuentes de sonido externas, para crear un campo de sonido uniforme en el volumen de la sala. Con la llegada de los dispositivos electrónicos para controlar las características de fase y tiempo, se utilizan cada vez más estudios pequeños y completamente "silenciados".

Dependiendo del propósito, los estudios se dividen en pequeños (al aire) (8-25 m2), estudios medianos (60-120 m2), estudios grandes (200-300 m2).

De acuerdo con el plan del ingeniero de sonido, los micrófonos se instalan en el estudio, se seleccionan sus características óptimas (tipo, diagrama de directividad, nivel de señal de salida).

Hardware de edición diseñado para preparar partes de programas futuros desde la simple edición de fonogramas musicales y de voz después de la grabación inicial hasta la reducción de sonido multicanal a sonido mono o estéreo. Además, en la preparación de hardware de los programas, las partes de la futura transmisión se forman a partir de los originales de las obras individuales. Así, se forma un fondo de fonogramas confeccionados. Todo el programa se forma a partir de transmisiones individuales, que ingresan a la sala de control central. Los departamentos de publicación y coordinación llevan a cabo la coordinación de acciones de ediciones. En las grandes casas de radio y centros de televisión, para garantizar que las grabaciones antiguas cumplan con los requisitos técnicos de transmisión modernos, existen restauraciones de hardware de fonogramas, donde se editan el nivel de ruido y diversas distorsiones.

Después de la formación completa del programa, las señales eléctricas ingresan al equipo de radiodifusión.

Bloque de hardware-estudio se completa con una consola de dirección, una unidad de control de altavoces, grabadoras y dispositivos de efectos de sonido. Se instalan inscripciones brillantes frente a la entrada del estudio: "Ensayo", "Prepárate", "Micrófono encendido". Los estudios están equipados con micrófonos y una consola de parlantes con botones de activación de micrófonos, lámparas de señalización, aparatos telefónicos con luz de timbre. Los locutores pueden comunicarse con la sala de control, el departamento de producción, la oficina editorial y algunos otros servicios.

dispositivo maestro sala de directores es la consola del ingeniero de sonido, con la ayuda de la cual se resuelven tareas técnicas y creativas al mismo tiempo: montajes, conversión de señal.

EN hardware de transmisión casa de radio de varias transmisiones se forma un programa. Las partes del programa que han sido procesadas y editadas no requieren un control técnico adicional, pero necesitan combinar diferentes señales (voz, acompañamiento musical, protectores de sonido, etc.). Además, el equipo para la producción automatizada de programas está instalado en equipos de radiodifusión modernos.

El control final de los programas se lleva a cabo en la sala de control central, donde se realiza la regulación adicional de las señales eléctricas y su distribución a los consumidores en el panel de control de sonido. Aquí se realiza el procesamiento de frecuencia de la señal, su amplificación al nivel requerido, compresión o expansión, la introducción de distintivos de llamada del programa y señales de tiempo exacto.

La composición del complejo de hardware de la estación de radio.

Los principales medios expresivos de la radiodifusión son la música, el habla y las señales de servicio. Para reunir en el equilibrio correcto (mezcla) de todas las señales de sonido, se utiliza el elemento principal del complejo de hardware de transmisión: Mezclador(consola de mezclado). La señal formada en la consola desde la salida de la consola pasa a través de una serie de dispositivos especiales de procesamiento de señales (compresor, modulador, etc.) y se envía (a través de una línea de comunicación o directamente) al transmisor. Las señales de todas las fuentes se envían a las entradas de la consola: micrófonos que transmiten el discurso de los presentadores e invitados al aire; dispositivos de reproducción de sonido; Dispositivos de reproducción de señal. En un estudio de radio moderno, la cantidad de micrófonos puede ser diferente, de 1 a 6 o incluso más. Sin embargo, para la mayoría de los casos, 2-3 es suficiente. Se utilizan varios tipos de micrófonos.
Antes de ingresar a la consola, la señal del micrófono puede someterse a varios procesos (compresión, corrección de frecuencia, en algunos casos especiales, reverberación, cambio tonal, etc.) para aumentar la inteligibilidad del habla, igualar el nivel de la señal, etc.
Los dispositivos de reproducción de sonido en la mayoría de las estaciones están representados por reproductores de CD y grabadoras. La gama de grabadoras usadas depende de los detalles de la estación: puede ser digital (DAT - grabadora de casete digital; MD - dispositivo de grabación y reproducción para minidisco digital) y dispositivos analógicos (grabadoras de cinta de estudio de carrete a carrete, así como pletinas de cassette profesionales). Algunas estaciones también utilizan la reproducción de discos de vinilo; para esto, se utilizan "mesas de gramo" profesionales o, más a menudo, simplemente reproductores de alta calidad y, a veces, platos especiales para "DJ", similares a los que se utilizan en las discotecas.
Algunas estaciones, donde el principio de rotación de canciones se usa ampliamente, reproducen música directamente desde el disco duro de la computadora, donde un determinado conjunto de canciones rotadas esta semana está pregrabado en forma de archivos de onda (generalmente en formato WAV). Los dispositivos de reproducción de señales de servicio se utilizan en varios tipos. Al igual que en la radiodifusión extranjera, los dispositivos de casete analógicos (jingles) se usan ampliamente, el portador de sonido en el que se encuentra un casete de cinta especial. En cada casete, por regla general, se graba una señal (introducción, jingle, ritmo, sustrato, etc.); la cinta en los casetes de la guía de jingle está en bucle, por lo tanto, inmediatamente después de su uso, está nuevamente lista para reproducirse. En muchas estaciones de radio que utilizan el tipo tradicional de organizaciones de radiodifusión, las señales se reproducen desde grabadoras de cinta de carrete a carrete. Los dispositivos digitales son dispositivos en los que el portador de cada señal individual son disquetes o cartuchos especiales, o dispositivos en los que las señales se reproducen directamente desde el disco duro de una computadora.
También se utilizan varios dispositivos de grabación en el complejo de hardware de transmisión: pueden ser grabadoras de cinta tanto analógicas como digitales. Estos dispositivos se utilizan tanto para grabar fragmentos individuales del aire en el archivo de la emisora ​​de radio o para su posterior repetición, como para el control continuo de la grabación de todo el aire (la llamada cinta policial). Además, el complejo de hardware de radiodifusión incluye sistemas acústicos de monitoreo tanto para escuchar la señal del programa (mezcla a la salida de la consola), como para escuchar preliminarmente ("escuchar a escondidas") la señal de varios medios antes de transmitir esta señal en el aire, así como auriculares ( auriculares) en los que se alimenta la señal del programa, etc. Una parte del complejo de hardware también puede ser un dispositivo RDS (Radio Data System), un sistema que le permite a un oyente que tiene un dispositivo receptor especial recibir no solo una señal de audio, sino también una señal de texto (el nombre de la estación de radio , a veces el nombre y el artista de la obra sonora, otra información), que se muestra en una pantalla dedicada.

Clasificación

Por sensibilidad

Altamente sensible

Sensible medio

Baja sensibilidad (contacto)

Por rango dinámico

· Habla

· Comunicación de oficina

por dirección

Cada micrófono tiene una respuesta de frecuencia.

no dirigido

direccional unidireccional

Estacionario

Viernes

estudio de televisión

Iluminación especial - iluminación en el estudio.

Bajo los pies que absorben el sonido

· Escenario

· Medios de comunicación

sala insonorizada para el ingeniero de sonido

· Director

· Monitores de vídeo

Control de sonido 1 mono 2 estéreo

· Personal técnico

estación de televisión móvil

Estación de informes móvil

grabadora de vídeo

ruta de sonido

Camara de video

código de tiempo TS

Color- el brillo de los tres puntos de rojo, verde, azul

claridad o resolución

tasa de bits- transmisión digital

· Discretización de 2200 líneas

cuantización

TVL (Línea de TV)

Difusión (emisión)

Línea- unidad de medida de resolución

Convertidor analógico a digital - Digital

VHS hasta 300 TVL

Transmitir más de 400 TVL

DPI - puntos por pulgada

Brillo=600 DPI

Fotos, retratos=1200 DPI

Imagen de televisión = 72 DPI

Resolucion de la camara

Lente - megapíxeles - calidad electr. cuadra

720 a 568 GB/s

DV de vídeo digital

Alta definición HD 1920\1080 - 25 mb/s

Objetivo

Estudiar los conceptos básicos de la teoría de la grabación y reproducción de sonido, las principales características del sonido, los métodos de conversión de sonido, el dispositivo y las características del uso de equipos para convertir y amplificar sonido, para adquirir habilidades en su aplicación práctica.

Referencia teórica

sonar llamado movimiento oscilatorio de partículas de un medio elástico, propagándose en forma de ondas en un medio gaseoso, líquido o sólido, que, actuando sobre el analizador auditivo humano, provocan sensaciones auditivas. La fuente de sonido es un cuerpo oscilante, por ejemplo: vibraciones de cuerdas, vibración de diapasón, movimiento de cono de altavoz, etc.

onda de sonido se llama el proceso de propagación dirigida de vibraciones de un medio elástico desde una fuente de sonido. La región del espacio en la que se propaga una onda sonora se denomina campo sonoro. Una onda de sonido es una alternancia de compresión y rarefacción del aire. En el área de compresión, la presión del aire supera la presión atmosférica, en el área de rarefacción, menos que eso. La parte variable de la presión atmosférica se denomina presión sonora. R . La unidad de presión sonora es Pascal ( Pensilvania) (Pa \u003d N / m 2). Las oscilaciones que tienen una forma sinusoidal (Fig. 1) se llaman armónicas. Si un cuerpo emisor de sonido oscila sinusoidalmente, entonces la presión del sonido también cambia sinusoidalmente. Se sabe que cualquier oscilación compleja puede representarse como una suma de oscilaciones armónicas simples. Los conjuntos de amplitudes y frecuencias de estas oscilaciones armónicas se denominan respectivamente espectro de amplitud y espectro de frecuencia.

El movimiento oscilatorio de las partículas de aire en una onda de sonido se caracteriza por una serie de parámetros:

Período de oscilación(T), el período de tiempo más pequeño después del cual se repiten los valores de todas las cantidades físicas que caracterizan el movimiento oscilatorio, durante este tiempo se produce una oscilación completa. El período de oscilación se mide en segundos ( con).

Frecuencia de oscilación(F) , el número de oscilaciones completas por unidad de tiempo.

donde: F es la frecuencia de oscilación; T es el periodo de oscilación.

La unidad de frecuencia es el hercio ( Hz) es una oscilación completa por segundo (1 kHz = 1000 Hz).

Arroz. 1. Oscilación armónica simple:
A es la amplitud de la oscilación, T es el período de la oscilación

Longitud de onda (λ ), la distancia sobre la cual cabe un período de oscilación. La longitud de onda se mide en metros ( metro). La longitud de onda y la frecuencia de oscilación están relacionadas por:

donde con es la velocidad de propagación del sonido.

Amplitud de oscilación (PERO) , la mayor desviación del valor oscilante del estado de reposo.

Fase de oscilación.

Imagine un círculo cuya longitud es igual a la distancia entre los puntos A y E (Fig. 2), o la longitud de onda a una determinada frecuencia. A medida que este círculo "rota", su línea radial en cada lugar individual de la sinusoide estará a una cierta distancia angular del punto de inicio, que será el valor de fase en cada uno de esos puntos. La fase se mide en grados.

Cuando una onda de sonido choca con una superficie, se refleja parcialmente en el mismo ángulo en el que cae sobre esta superficie, su fase no cambia. En la fig. 3 ilustra la dependencia de fase de las ondas reflejadas.

Arroz. 2. Onda senoidal: amplitud y fase.
Si la circunferencia es igual a la longitud de onda en una cierta frecuencia (distancia de A a E), entonces, a medida que gira, la línea radial de este círculo mostrará un ángulo correspondiente al valor de fase de la sinusoide en un punto particular.

Arroz. 3. Dependencia de fase de las ondas reflejadas.
Las ondas sonoras de diferentes frecuencias emitidas por una fuente de sonido con la misma fase, después de recorrer la misma distancia, alcanzan la superficie con una fase diferente

Una onda de sonido puede doblarse alrededor de obstáculos si su longitud es mayor que las dimensiones del obstáculo. Este fenómeno se llama difracción. La difracción es especialmente notable en oscilaciones de baja frecuencia que tienen una longitud de onda significativa.

Si dos ondas de sonido tienen la misma frecuencia, entonces interactúan entre sí. El proceso de interacción se llama interferencia. Cuando las oscilaciones en fase (que coinciden en fase) interactúan, la onda de sonido se amplifica. En el caso de interacción de oscilaciones en antifase, la onda de sonido resultante se debilita (Fig. 4). Las ondas de sonido cuyas frecuencias difieren significativamente entre sí no interactúan entre sí.

Arroz. 4. Interacción de oscilaciones en fase (a) y en antifase (b):
1, 2 - oscilaciones que interactúan, 3 - oscilaciones resultantes

Las vibraciones del sonido se pueden amortiguar y no amortiguar. La amplitud de las oscilaciones amortiguadas disminuye gradualmente. Un ejemplo de vibraciones amortiguadas es el sonido que se produce cuando una cuerda se excita una vez o se golpea un gong. La razón de la amortiguación de las vibraciones de una cuerda es la fricción de la cuerda contra el aire, así como la fricción entre las partículas de la cuerda vibrante. Pueden existir oscilaciones continuas si las pérdidas por fricción se compensan con una entrada de energía desde el exterior. Un ejemplo de oscilaciones no amortiguadas son las oscilaciones de la copa de una campana escolar. Mientras se presiona el botón de encendido, hay vibraciones no amortiguadas en la llamada. Después del cese del suministro de energía a la campana, las oscilaciones se extinguen.

Propagándose en la habitación desde su origen, la onda sonora transfiere energía, se expande hasta llegar a las superficies límite de esta habitación: paredes, suelo, techo, etc. La propagación de las ondas sonoras va acompañada de una disminución de su intensidad. Esto se debe a la pérdida de energía del sonido para superar la fricción entre las partículas de aire. Además, al propagarse en todas las direcciones desde la fuente, la onda cubre un área cada vez mayor del espacio, lo que conduce a una disminución en la cantidad de energía sonora por unidad de área, con cada duplicación de la distancia desde la fuente esférica, el la fuerza de las vibraciones de las partículas de aire cae 6 dB (cuatro veces en potencia) (Fig. 5).

Arroz. 5. La energía de una onda de sonido esférica se distribuye en un área cada vez mayor del frente de onda, por lo que la presión del sonido pierde 6 dB con cada duplicación de la distancia desde la fuente.

Al encontrar un obstáculo en su camino, parte de la energía de la onda de sonido. pasa a través de la parte de las paredes absorbido dentro de los muros, y parte reflejado de vuelta dentro de la habitación. La energía de la onda de sonido reflejada y absorbida es igual en total a la energía de la onda de sonido incidente. En diversos grados, los tres tipos de distribución de energía sonora están presentes en casi todos los casos.
(Figura 6).

Arroz. 6. Reflexión y absorción de energía sonora

La onda sonora reflejada, habiendo perdido parte de la energía, cambiará de dirección y se propagará hasta llegar a otras superficies de la estancia, desde las que volverá a reflejarse, perdiendo algo más de energía, etc. Esto continuará hasta que la energía de la onda de sonido finalmente se desvanezca.

La reflexión de una onda sonora se produce según las leyes de la óptica geométrica. Las sustancias de alta densidad (hormigón, metal, etc.) reflejan bien el sonido. La absorción de ondas sonoras se debe a varias razones. La onda sonora gasta su energía en las vibraciones del propio obstáculo y en las vibraciones del aire en los poros de la capa superficial del obstáculo. De ello se deduce que los materiales porosos (fieltro, gomaespuma, etc.) absorben fuertemente el sonido. En una sala llena de espectadores, la absorción acústica es mayor que en una vacía. El grado de reflexión y absorción del sonido por parte de una sustancia se caracteriza por los coeficientes de reflexión y absorción. Estos coeficientes pueden variar de cero a uno. Un coeficiente igual a uno indica una reflexión o absorción ideal del sonido.

Si la fuente de sonido está en la habitación, el oyente no solo recibe energía de sonido directa, sino también energía de sonido reflejada desde varias superficies. El volumen del sonido en una habitación depende de la potencia de la fuente de sonido y de la cantidad de material que absorbe el sonido. Cuanto más material absorbente de sonido se coloque en la habitación, menor será el volumen del sonido.

Después de apagar la fuente de sonido debido a los reflejos de la energía del sonido de varias superficies, existe un campo de sonido durante algún tiempo. El proceso de atenuación gradual del sonido en espacios cerrados después de apagar su fuente se llama reverberación La duración de la reverberación se caracteriza por los llamados. tiempo de reverberación, es decir. el tiempo durante el cual la intensidad del sonido disminuye en 10 6 veces, y su nivel en 60 dB . Por ejemplo, si una orquesta en una sala de conciertos alcanza un nivel de 100 dB con unos 40 dB de ruido de fondo, los acordes finales de la orquesta se desvanecerán en ruido cuando su nivel baje unos 60 dB. El tiempo de reverberación es el factor más importante para determinar la calidad acústica de una sala. Es mayor cuanto mayor sea el volumen de la habitación y menor la absorción en las superficies delimitantes.

La cantidad de tiempo de reverberación afecta el grado de inteligibilidad del habla y la calidad del sonido de la música. Si el tiempo de reverberación es demasiado largo, el habla se arrastra. Si el tiempo de reverberación es demasiado corto, el habla es inteligible, pero la música se vuelve poco natural. El tiempo de reverberación óptimo, dependiendo del volumen de la habitación, es de aproximadamente 1 a 2 s.

Características básicas del sonido.

Velocidad del sonido en el aire es de 332,5 m/s a 0°C. A temperatura ambiente (20°C), la velocidad del sonido es de unos 340 m/s. La velocidad del sonido se indica con el símbolo " con ».

Frecuencia. Los sonidos percibidos por el analizador auditivo humano forman un rango de frecuencias de sonido. Generalmente se acepta que este rango está limitado a frecuencias de 16 a 20.000 Hz. Estos límites son muy condicionales, lo que está asociado con las características individuales de la audición de las personas, los cambios relacionados con la edad en la sensibilidad del analizador auditivo y el método de registro de las sensaciones auditivas. Una persona puede distinguir un cambio de frecuencia del 0,3% a una frecuencia de alrededor de 1 kHz.

El concepto físico de sonido abarca frecuencias vibratorias tanto audibles como inaudibles. Las ondas de sonido con una frecuencia inferior a 16 Hz se denominan convencionalmente infrasonido, por encima de 20 kHz, ultrasonido. . El rango de frecuencias infrasónicas desde abajo es prácticamente ilimitado: en la naturaleza, las vibraciones infrasónicas ocurren con una frecuencia de décimas y centésimas de Hz. .

El rango de sonido se divide convencionalmente en varios rangos más estrechos (Tabla 1).

tabla 1

El rango de frecuencia del sonido se divide condicionalmente en subrangos

Intensidad del sonido(W/m 2 ) está determinada por la cantidad de energía transportada por una onda por unidad de tiempo a través de una unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación de la onda. El oído humano percibe el sonido en una gama muy amplia de intensidades, desde los sonidos audibles más débiles hasta los más fuertes, como los generados por el motor de un avión a reacción.

La intensidad de sonido mínima a la que se produce una sensación auditiva se denomina umbral auditivo. Depende de la frecuencia del sonido (Fig. 7). El oído humano tiene la mayor sensibilidad al sonido en el rango de frecuencia de 1 a 5 kHz, respectivamente, y el umbral de percepción auditiva aquí tiene el valor más bajo de 10 -12 W/m 2 . Este valor se toma como el nivel cero de audibilidad. Bajo la acción del ruido y otros estímulos sonoros, el umbral de audibilidad de un sonido determinado aumenta (el enmascaramiento del sonido es un fenómeno fisiológico, que consiste en el hecho de que con la percepción simultánea de dos o más sonidos de diferente intensidad, los sonidos más bajos dejan de escucharse). ser audible), y el valor aumentado persiste durante algún tiempo después de que cese el factor de interferencia, y luego vuelve gradualmente a su nivel original. Para diferentes personas y para las mismas personas en diferentes momentos, el umbral de audición puede variar según la edad, el estado fisiológico y la forma física.

Arroz. 7. Dependencia de la frecuencia del umbral de audición estándar
señal sinusoidal

Los sonidos de alta intensidad causan una sensación de dolor opresivo en los oídos. La intensidad de sonido mínima a la que hay una sensación de dolor opresivo en los oídos (~ 10 W / m 2) se denomina umbral de dolor. Así como el umbral de la percepción auditiva, el umbral del dolor depende de la frecuencia de las vibraciones del sonido. Los sonidos que se acercan al umbral del dolor tienen un efecto perjudicial en la audición.

Una sensación de sonido normal es posible si la intensidad del sonido está entre el umbral de audición y el umbral de dolor.

Es conveniente evaluar el sonido por nivel ( L) intensidad (presión sonora), calculada mediante la fórmula:

donde J 0 - umbral de audición, J- intensidad del sonido (Tabla 2).

Tabla 2

Características del sonido en términos de intensidad y su evaluación en términos de intensidad relativa al umbral de percepción auditiva

Característica de sonido	Intensidad (W/m2)	Nivel de intensidad relativo al umbral de audición (dB)
umbral de audición	10 -12
Sonidos del corazón generados a través de un estetoscopio	10 -11
Susurro	10 -10 –10 -9	20–30
Sonidos del habla durante una conversación tranquila	10 -7 –10 -6	50–60
Ruido asociado al tráfico pesado	10 -5 –10 -4	70–80
Ruido generado por un concierto de música rock	10 -3 –10 -2	90–100
Ruido cerca de un motor de avión en marcha	0,1–1,0	110–120
Umbral de dolor

Nuestro audífono es capaz de manejar un rango dinámico enorme. Los cambios en la presión del aire causados ​​por los sonidos percibidos más silenciosos son del orden de 2 × 10 -5 Pa. Al mismo tiempo, la presión sonora con un nivel cercano al umbral del dolor para nuestros oídos es de unos 20 Pa. Como resultado, la relación entre los sonidos más bajos y más fuertes que puede percibir nuestro audífono es de 1:1.000.000. Es bastante inconveniente medir señales de niveles tan diferentes en una escala lineal.

Para comprimir un rango dinámico tan amplio, se introdujo el concepto de "bel". Bel es el logaritmo simple de la razón de dos potencias; y un decibelio es igual a la décima parte de un bela.

Para expresar la presión acústica en decibelios, es necesario elevar al cuadrado la presión (en Pascales) y dividirla por el cuadrado de la presión de referencia. Por conveniencia, elevar al cuadrado las dos presiones se hace fuera del logaritmo (que es una propiedad de los logaritmos).

Para convertir la presión acústica a decibelios, se utiliza la siguiente fórmula:

donde: P es la presión acústica que nos interesa; P 0 - presión inicial.

Cuando se toma como presión de referencia 2 × 10 -5 Pa, la presión sonora, expresada en decibelios, se denomina nivel de presión sonora (SPL, del inglés sound pressure level). Por lo tanto, la presión sonora es igual a 3 Pensilvania, equivalente a un nivel de presión sonora de 103,5 dB, por lo tanto:

El rango dinámico acústico anterior se puede expresar en decibelios como los siguientes niveles de presión de sonido: desde 0 dB para los sonidos más bajos, 120 dB para los sonidos del umbral del dolor, hasta 180 dB para los sonidos más fuertes. A 140 dB, se siente un dolor intenso, a 150 dB, se producen daños en los oídos.

volumen de sonido, un valor que caracteriza la sensación auditiva para un sonido dado. La intensidad del sonido depende de manera compleja de presión de sonido(o intensidad del sonido), frecuencia y forma de las vibraciones. Con una frecuencia y forma de vibraciones constantes, el volumen del sonido aumenta al aumentar la presión del sonido (Fig. 8.). El volumen de un sonido de una frecuencia dada se estima comparándolo con el volumen de un tono simple con una frecuencia de 1000 Hz. El nivel de presión sonora (en dB) de un tono puro con una frecuencia de 1000 Hz, que es tan alto (para el oído) como el sonido que se mide, se denomina nivel de sonoridad de este sonido (en antecedentes) (figura 8).

Arroz. 8. Curvas de igual volumen: la dependencia del nivel de presión sonora (en dB) de la frecuencia a un volumen determinado (en fonios).

Espectro de sonido.

La naturaleza de la percepción del sonido por parte de los órganos auditivos depende de su espectro de frecuencia.

Los ruidos tienen un espectro continuo, es decir, las frecuencias de las oscilaciones sinusoidales simples contenidas en ellos forman una serie continua de valores que llenan por completo un cierto intervalo.

Los sonidos musicales (tonales) tienen un espectro lineal de frecuencias. Las frecuencias de las oscilaciones armónicas simples incluidas en ellos forman una serie de valores discretos.

Cada vibración armónica se denomina tono (tono simple). El tono depende de la frecuencia: cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el tono. El tono de un sonido está determinado por su frecuencia. Un cambio suave en la frecuencia de las vibraciones del sonido de 16 a 20 000 Hz se percibe al principio como un zumbido de baja frecuencia, luego como un silbido, y gradualmente se convierte en un chirrido.

El tono principal de un sonido musical complejo es el tono correspondiente a la frecuencia más baja de su espectro. Los tonos que se corresponden con el resto de frecuencias del espectro se denominan armónicos. Si las frecuencias de los sobretonos son múltiplos de la frecuencia f o del tono principal, entonces los sobretonos se llaman armónicos, y el tono fundamental con una frecuencia f o se llama primer armónico, el sobretono con la siguiente frecuencia más alta 2f o es el segundo armónico, etc

Los sonidos musicales con el mismo tono fundamental pueden diferir en el timbre. El timbre está determinado por la composición de los armónicos: sus frecuencias y amplitudes, así como la naturaleza del aumento de las amplitudes al comienzo del sonido y su disminución al final del sonido.

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