Audio. 1. Audio analógico

(1)

Audio

1. Audio analógico

(2)

Señal de audio



_{Una señal de audio es una señal electrónica}



_{Representación eléctrica exacta de una señal}

sonora



_{Normalmente acotada al rango de frecuencias}

audibles por los seres humanos



Entre los 20 y los 20 000 Hz, aproximadamente



El equivalente, casi exacto a 10 octavas

(3)

(Señal)

 _{Una señal es un símbolo, un gesto u otro tipo de signo que informa}_{Una señal es un símbolo, un gesto u otro tipo de signo que informa} o avisa de algo. La señal sustituye por lo tanto a la palabra escrita o

o avisa de algo. La señal sustituye por lo tanto a la palabra escrita o

al lenguaje. Ellas obedecen a convenciones, por lo que son

fácilmente interpretadas.

 _{Cuando se trata de símbolos, las señales están colocadas en}_{Cuando se trata de símbolos, las señales están colocadas en}

lugares visibles y están realizadas normalmente en diversos colores

y formas. En el caso de los gestos, son hechas por las personas

mediante las manos y los brazos. También hay indicaciones

consistentes en banderas, utilizadas sobre todo en la navegación

marítima, y señales luminosas, como las de los faros en las costas.

 _{Así mismo, una señal puede ser también la variación de una}_{Así mismo, una señal puede ser también la variación de una} corriente eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para

corriente eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para

transmitir información. Por ejemplo, en telefonía existen diferentes

señales, que consisten en un tono continuo o intermitente, en una

frecuencia característica, que permite conocer al usuario en qué

situación se encuentra la llamada.

(4)

…

señal de audio…

_{señal de audio…}



_{Dado que el sonido es una onda de presión se}

requiere un transductor de presión (un

micrófono) que convierte las ondas de presión

de aire (ondas sonoras) en señales eléctricas

(señales analógicas).



_{La conversión contraria se realiza mediante un}

altavoz, que convierte las señales eléctricas en

ondas de presión de aire.

(5)

(Transductor)



_{Es un dispositivo capaz de transformar o}

convertir un determinado tipo de energía de

entrada, en otra diferente de salida.



_{El nombre del transductor ya nos indica cual es}

la transformación que realiza, aunque no

necesariamente la dirección de la misma. Es un

dispositivo usado principalmente en las ciencias

eléctricas para obtener la información de

entornos físicos y conseguir (a partir de esta

información) señales o impulsos eléctricos o

viceversa.

(6)

Micrófono



_{El micrófono es un transductor electroacústico.}

Su función es la de transformar (traducir) las

vibraciones debidas a la presión acústica

ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras

en energía eléctrica.



_{Los micrófonos se pueden dividir según varias}

clasificaciones:



según su directividad.



según el transductor.

(7)

Micrófono: directividad



_{Omnidireccional}



_{Bidireccional}

(8)

Micrófono omnidireccional



_{Diagrama polar de 360º (la}

circunferencia completa)



_{Captan tanto lo que queremos como lo}

que no: ruido del entorno, reflexiones

acústicas, etc.



_{Posibilita situar a varias personas}

alrededor de un solo micrófono



_{Recomendable para radio, pero no para}

video



_{Responden mejor a frecuencias bajas y}

medias



_{La omnidireccionalidad no es cierta en}

frecuencias altas

(9)

Micrófono bidireccional



_{Diagrama polar en forma de 8}



_{Pueden tener cancelaciones}

por los contrafases



_{Respuesta polar pierde}

eficiencia encima de los 10kHz



_{Eficaz para entrevistas}

radiofónicas



_{Algunos micrófonos}

“bidireccionales” son en

realidad dos micrófonos

cardioides

(10)

Micrófono direccional o

unidireccional



_{Muy sensibles en una dirección}



_{Más direccionables en bajas frecuencias}

que altas



_Tipos:



Cardioides



Hipercardioides



Supercardioides

(11)

Micrófono direccional: cardioide



_{Diagrama polar en forma de}

corazón



_{Diafragma libre al frente}



_{Laberintos acústicos atrás}



_{Puede alcanzar 160° de}

ángulo preferente



_{Pueden cubrir los sonidos}

de todo un escenario



_{Apropiados para micrófono}

de mano

(12)

Micrófono direccional:

hipercardioide



_{Respuesta hipercardioide}

modificado



_{Lóbulo frontal más estrecho}



_{Mejor equilibrio entre sonido}

incidente y ambiental

(13)

Micrófono direccional: de

interferencia o de línea



_{Es un tubo largo de aproximadamente 60 cm de}

longitud y 1,9 cm de diámetro.



_{Esta forma que recuerda al cañón de una}

escopeta es la responsable de que se llame

también micrófono de cañón, semicañón o rifle.



_{Diseñado como un micrófono supercardioide}

normal, al que se han practicado una serie de

ranuras.



_{El sonido}

_{ha tenido que atravesar las ranuras}

que han generado interferencias destructivas.



_{Diagrama polar tiene una peculiar forma de}

trébol.

(14)

Micrófono direccional: parabólico

 _{El reflector paraboloide del micro tiene un diámetro de entre 0,5 y 1}_{El reflector paraboloide del micro tiene un diámetro de entre 0,5 y 1} metro y es en su foco donde se coloca un micrófono direccional

metro y es en su foco donde se coloca un micrófono direccional

(generalmente, un cardioide de gran sensibilidad).

 _{El sonido llega a la cápsula microfónica tras reflejarse en la}_{El sonido llega a la cápsula microfónica tras reflejarse en la} parábola.

parábola.

 _{Ineficaces ante frecuencias inferiores a 300 Hz.}_{Ineficaces ante frecuencias inferiores a 300 Hz.}  _{Ganancias de 15 dB}_{Ganancias de 15 dB}

 _{Mayor direccionadad, estando su ángulo preferente entre los 10º a}_{Mayor direccionadad, estando su ángulo preferente entre los 10º a} 40º.

40º.

 _{Muy útiles para captar sonidos a larga distancia:}_{Muy útiles para captar sonidos a larga distancia:}

 Eventos deportivosEventos deportivos  DocumentalesDocumentales

 EspionajeEspionaje  Etc.Etc.

(15)

Micrófono: transductor



_{Electrostático}



De condensador



Electret



_Dinámico



Bobina



Cinta



_{Piezo eléctrico}



_{Magneto estrictivo}



_Magnético

(16)

Micrófono electrostático: de

condensador



_{Cápsula microfónica formada por dos placas de}

condensador, una fija y la otra móvil, separadas por un

material aislante.



_{La placa móvil se acerca o se aleja de la fija,}

provocando una variación en el voltaje almacenado (se

ganan o pierden electrones en el material aislante

situado entre ambas placas)



_{Necesitan de corriente eléctrica para poder funcionar: no}

son autónomos

(17)

Micrófono electrostático: electret



_{Utiliza un electrodo laminal de plástico}

polarizado: no necesita alimentación



_{Placas polarizadas: cargadas a}

perpetuidad desde el mismo momento de

su fabricación: 220 grados, 4000 volts.

(18)

Micr

ófono electrostático: de

_{ófono electrostático: de}

condensador de radiofrecuencia



_{Similar al de condensador, en el que tanto la}

placa móvil (diafragma) como la placa fija

forman parte de un circuito sintonizador (situado

dentro de la propia cápsula).



_{El circuito sintonizador genera una portadora}

cuya frecuencia es modulada en función del

movimiento del diafragma. Será esta señal

modulada la que se envíe a la salida.

(19)

Micrófono dinámico: de bobina

móvil

 _{Consta de un diafragma rígido suspendido frente a un imán}_{Consta de un diafragma rígido suspendido frente a un imán}

permanente potente, que cuenta con una hendidura en la que va

acoplada una bobina móvil solidaria

 _{Cuando las ondas sonoras excitan el diafragma, la bobina solidaria}_{Cuando las ondas sonoras excitan el diafragma, la bobina solidaria} se mueve a su vez (hacia delante y hacia atrás) dentro de la ranura

se mueve a su vez (hacia delante y hacia atrás) dentro de la ranura

del imán, con lo que se genera un campo magnético cuyas

fluctuaciones se transformarán en corriente alterna

 _{Robustos, baratos, autónomos (no requieren alimentación)}_{Robustos, baratos, autónomos (no requieren alimentación)}

 _{Calidad no óptima: respuesta en frecuencia limitada e irregular,}_{Calidad no óptima: respuesta en frecuencia limitada e irregular,} más direccional para los graves que para los agudos

(20)

Micrófono dinámico: de cinta

 _{La membrana del micrófono de cinta es una}_{La membrana del micrófono de cinta es una} cinta corrugada (tira lara y fina de metal

cinta corrugada (tira lara y fina de metal

conductor plegada en zig-zag), que está

tensada por dos abrazaderas.

 _{Los polos de un potente imán permanente}_{Los polos de un potente imán permanente} inducen el magnetismo en la cinta cuando la

inducen el magnetismo en la cinta cuando la

presión ejercida por las ondas sonoras hacen

que la membrana (la cinta) vibre (se mueva

hacia adelante y hacia atrás).

 _{Las fluctuaciones del campo magnético}_{Las fluctuaciones del campo magnético} generado por el movimiento de la cinta,

generado por el movimiento de la cinta,

producen una tensión de salida con de

idéntico valor a la onda sonora incidente.

 _{Respuesta en frecuencia 40 a 14.000 Hz}_{Respuesta en frecuencia 40 a 14.000 Hz}  _{Muy utilizado en los estudios de grabación,}_{Muy utilizado en los estudios de grabación,}

sensibles a la manipulación

(21)

Micrófono piezoeléctrico: de carbón



_{Inventado por David Edward Hughes en 1878}



_{Compartimento cerrado con carbón (antracita o grafito),}

cubierto por la membrana.



_{Las partículas de carbón actúan como una resistencia.}



_{Los cambios en la presión modifican la superficie de}

contacto entre las partículas de carbón cambiando la

resistencia a la corriente



_{Muy utilizados en telefonía, porque su respuesta en}

frecuencia, entre 200 y 3.000 Hz, es ideal para captar la

voz humana.

(22)

Micrófono piezoeléctrico: de cristal



_{El diafragma está formado por dos placas de cristal de}

cuarzo que cuando actúa una onda sonora hace que se

doblen y generen tensión eléctrica.



_{El micrófono de cristal es un micrófono electrostático de}

respuesta en frecuencia muy limitada, pero ideal para

captar la voz humana (600 Hz a 5 kHz).



_{El diagrama polar del micrófono de cristal es}

omnidireccional



_{Es muy frágil, se ve afectado por los cambios de}

humedad y temperatura

(23)

Micrófono piezoeléctrico: de

cerámica



_{Semejante al de cristal, pero con piezas}

de cerámica

(24)

Micrófonos, clasificación por su

utilidad

 _{Micrófono de mano o de bastón}_{Micrófono de mano o de bastón}_{: Diseñado para utilizarse sujeto}_{: Diseñado para utilizarse sujeto} con la mano. Está diseñado de forma que amortigua los golpes y

con la mano. Está diseñado de forma que amortigua los golpes y

ruidos de manipulación.

 _{Micrófono de estudio}_{Micrófono de estudio}_{: No tienen protección contra la}_{: No tienen protección contra la}

manipulación, pero están situados en una posición fija y protegido

con gomas de las vibraciones.

 _{Micrófono de contacto}_{Micrófono de contacto}_{: Toman el sonido estando en contacto}_{: Toman el sonido estando en contacto}

físico con el instrumento. Se utiliza también para disparar un sonido

de un módulo o sampler a través de un MIDI trigger.

 _{Micrófono de corbata, de solapa o Lavalier}_{Micrófono de corbata, de solapa o Lavalier}_{. Micrófono en}_{. Micrófono en}

miniatura que poseen filtros para evitar las altas frecuencias que

produce el rozo del micro con la ropa.

 _{Micrófono inalámbrico}_{Micrófono inalámbrico}_{: La particularidad de este micro es la}_{: La particularidad de este micro es la}

posibilidad de utilizarlo sin cable. Pueden ser de solapa o de bastón

(de mano). No necesitan el cable porque poseen un transmisor de

FM (también AM, pero es más habitual el FM).

(25)

…

señal de audio…

_{señal de audio…}

 _{Una señal de audio se caracteriza por:}_{Una señal de audio se caracteriza por:}

 Su dinámicaSu dinámica

• valor de picovalor de pico

• rango dinámicorango dinámico

• PotenciaPotencia

• relación señal-ruidorelación señal-ruido

 Su espectro de potenciaSu espectro de potencia

• ancho de bandaancho de banda

• frecuencia fundamentalfrecuencia fundamental

• ArmónicosArmónicos

• distorsión armónicadistorsión armónica  _{Voz humana}_{Voz humana}

 No tiene información relevante más allá de los 10 kHzNo tiene información relevante más allá de los 10 kHz  En telefonía fija se toman sólo los primeros 4 kHzEn telefonía fija se toman sólo los primeros 4 kHz

 Con 2 kHz basta para que la voz sea comprensible, pero no paraCon 2 kHz basta para que la voz sea comprensible, pero no para reconocer al hablante.

(26)

Altavoz



_{Es un transductor un transductor electroacústico}



_{Doble procedimiento: eléctrico-mecánico-}

_{Doble procedimiento:}

eléctrico-mecánico-acústico

acústico



_{Las principales características de un altavoz}

son:



Respuesta en frecuencia



Impedancia



Potencia



Sensibilidad



Rendimiento



Distorsión

(27)

Altavoces: respuesta en frecuencia



_{Los altavoces de alta calidad son los que tienen}

un margen de variación de 6 dB para el margen

audible de los 20 Hz - 20 kHz.



_{Fuera de los sistemas de alta calidad, también}

son aceptables la variaciones de 3 dB en un

margen de 100 Hz a 15 KHz.



_{La banda conflictiva es la de los graves, por ello,}

no se empieza la medición en los 20-30 Hz, sino

que se eleva esta cifra hasta los 80 Hz.



_{En las especificaciones técnicas también suele}

venir la curva de respuesta en frecuencia

(28)

Altavoces: potencia



_{Potencia eléctrica que entra en el altavoz,}

no a la potencia acústica.



_{Es la cantidad de energía (en vatios) que}

se puede introducir en el altavoz antes de

que distorsione en exceso o de que pueda

sufrir desperfectos.



_{Dentro de la potencia se diferencia entre}

potencia nominal y potencia admisible.

(29)

Altavoces: impedancia

 _{La impedancia es la oposición que presenta cualquier dispositivo al}_{La impedancia es la oposición que presenta cualquier dispositivo al} paso de pulsos suministrados por una fuente de audio (esta

paso de pulsos suministrados por una fuente de audio (esta

corriente no es ni alterna, ni directa.

 _{Es una combinación de las dos la cual no tiene ciclos definidos.}_{Es una combinación de las dos la cual no tiene ciclos definidos.}  _{Se mide en ohmios}_{Se mide en ohmios}

 _{El valor de la impedancia varía en función de la frecuencia, con lo}_{El valor de la impedancia varía en función de la frecuencia, con lo} que en las especificaciones técnicas de cada modelo de altavoz

que en las especificaciones técnicas de cada modelo de altavoz

nos vendrá una curva con esta relación impedancia-frecuencia

 _{Se indica la resistencia (impedancia) para una frecuencia concreta}_{Se indica la resistencia (impedancia) para una frecuencia concreta} que sirva de referencia, generalmente, los 0 Hz, aunque también

que sirva de referencia, generalmente, los 0 Hz, aunque también

hay muchos fabricantes que optan por los 50 Hz).

 _{Las impedancias normalizadas de los altavoces son 2, 3.2, 4, 6, 8,}_{Las impedancias normalizadas de los altavoces son 2, 3.2, 4, 6, 8,} 16 y 32 ohmios

16 y 32 ohmios

 _{Las más utilizadas son:}_{Las más utilizadas son:}

 4 en audio car4 en audio car

 6 para sistemas mini componentes6 para sistemas mini componentes  8 para los sistemas de alta fidelidad8 para los sistemas de alta fidelidad

(30)

Sensibilidad



_{Es el grado de eficiencia en la transducción}

electroacústica



_{Mide la relación entre el nivel eléctrico de}

entrada al altavoz y la presión sonora obtenida.



_{Los altavoces son transductores}

electroacústicos con una sensibilidad muy pobre



_{La mayor parte de la potencia nominal}

introducida en un altavoz se disipa en forma de

calor.

(31)

Rendimiento



_{El rendimiento mide el grado de}

sensibilidad del altavoz



_{Es el tanto por cien que indica la relación}

entre la Potencia acústica radiada y la

Potencia eléctrica de entrada



_{Potencia acústica / potencia eléctrica x}

100

(32)

Distorsión



_{La distorsión tiene causas muy variadas}

 flujo del entrehierroflujo del entrehierro  vibraciones parcialesvibraciones parciales

 modulación de frecuencia sobre el diafragmamodulación de frecuencia sobre el diafragma  alinealidad de las suspensionesalinealidad de las suspensiones



_{La mayor parte de la distorsión se concentra en el}

segundo y tercer armónico, por lo que afectará en

mayor medida a los tonos graves. Se trata de una

distorsión en torno al 10%.



_{En las medias y altas frecuencias esta distorsión es}

proporcionalmente mucho menor y no llega al 1%,

aunque en las gargantas de bocinas de alta

frecuencia esta distorsión se dispara hasta un

(33)

Directividad



_{Indica la dirección del sonido a la salida del}

sistema, es decir, el modo en el que el sonido

se disipa en el entorno



_{Siempre son más direccionales cuando se}

trata de altas frecuencias (agudos) que

cuando se trata de bajas frecuencias

(graves).



_{Dependiendo de su directividad podemos}

decir que un cono de altavoz es:



Omnidireccional



Bidireccional

(34)

Audio

2. Grabación y reproducción

analógica de audio

(35)

Grabación analógica de audio



_{Registro de un sonido en un lapso}

mediante la modificación duradera de un

material en alguna de sus propiedades

(forma física o propiedades magnéticas)



_{La modificación debe durar un tiempo}

suficiente para tener utilidad

(36)

Grabación analógica de audio



_Ventajas



Medio más barato (por ahora)



Circuitos más simples



Se registra toda la señal, no hay pérdidas por

muestreo



_Desventajas



La degeneración de la señal es acumulativa, en la

transmisión, la grabación y la reproducción



El registro se degrada fácilmente, con cada

reproducción o con su manejo

(37)

Audio analógico: grabación

mecánica analógica



_{Se registra la presión del sonido en un material}

mediante una presión mecánica que produce un

zurco cuya profundidad o forma representan las

variaciones en el sonido



_{La transducción de sonido a presión sobre el}

medio puede ser:



Directa: Captador de sonido que transmite la presión

al medio



Indirecta: Micrófono que convierte la señal a

electricidad y un sistema mecánico que convierte la

electricidad en presión sobre el medio



Multietapas: Se pueden efectuar registros múltiples

en diferentes medios, para finalmente imprimir la

señal en el medio destino

(38)

Audio analógico: grabación

mecánica analógica



_Dispositivos



Fonógrafo



Gramófono

(39)

Fonógrafo



_{El fonógrafo fue el primer aparato capaz de}

grabar y reproducir sonido



_{Thomas Alva Edison 1877}



_{Ondas sonoras}

_→

_{vibraciones mecánicas}



_{Vibraciones mueven un estilete que labra un}

surco helicoidal sobre un cilindro de fonógrafo



_Materiales:



Cartón con estaño



Cartón parafinado



Cera sólida

(40)

Gramófono



_{Utilización de disco plano}



_{1888 por Emile Berliner}



_{Consta de:}

 Plato giratorioPlato giratorio  BrazoBrazo

 Aguja o púaAguja o púa  AmplificadorAmplificador



_{Un motor eléctrico o de cuerda hace girar el plato a una}

velocidad constante de 33, 45 o 78 revoluciones por

minuto



_{Un único molde original podía realizar miles de copias}



_{Los usuarios no podían hacer sus propias grabaciones}

(41)

Disco de vinilo



_{Grabación inicial en cintas magnéticas: producción de}

master



_{Se corta el disco: se registra en disco de aluminio con}

superficie de laca



_{Se aplica una capa de plata y nickel}



_{Se retira la capa de plata y nickel obteniendo un}

negativo: disco padre



_{Se produce 8 copias positiva: discos madre}



_{De cada disco madre se producen dos estampadores}



_{Cada estampador se utiliza para estampar el disco en}

una pastilla de vinilo



_{La reproducción se realiza mediante una aguja que}

transmite la vibración a un transductor

mecánico-eléctrico

eléctrico

(42)

Audio analógico: grabación

magnética analógica



_{La información se graba sobre el soporte}

cuando éste pasa delante del electroimán.



_{El soporte puede ser un carrete de hilo,}

cinta de papel o cinta magnética.



_{El electroimán actúa reorientando las}

partículas del material ferromagnético

(óxidos de hierro o de cromo) que

recubren el soporte

(43)

Audio analógico: grabación

magnética analógica



_{Factores de calidad}

 Tipo de emulsión: óxido de hierro, metal, cromoTipo de emulsión: óxido de hierro, metal, cromo

 Velocidad de arrastre: mayor velocidad, mayor calidadVelocidad de arrastre: mayor velocidad, mayor calidad  Ancho de cintaAncho de cinta



_{Factores de pérdida}

 Fricción repetidaFricción repetida  DesmagnetizaciónDesmagnetización

 Límite de multigeneración: 4ta o 5taLímite de multigeneración: 4ta o 5ta  Altos niveles: saturación y distorciónAltos niveles: saturación y distorción  Bajos niveles: ruidoBajos niveles: ruido



_{Técnicas de calidad}

 Dolby: Se amplifican los sonidos más débiles antes de grabar.Dolby: Se amplifican los sonidos más débiles antes de grabar.