La naturaleza del sonido

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La naturaleza del sonido

El sonido es una vibración que se propaga a través del aire. Se aplican los mismos principios que cuando lanzamos una piedra a un estanque: la perturbación de la piedra provoca que el agua se agite en todas las direcciones hasta que su amplitudes tan pequeña que deja de percibirse.

Frecuencia

Al número de veces que esta vibración se produce por segundo es lo que se conoce como frecuencia. La frecuencia del sonido se mide en Hertzios (Hz). Una persona con los oídos saludables puede oír frecuencias comprendidas entre los 20 y los 20000 Hz.

Cuando estas vibraciones del aire llegan a nuestros oídos, este las transforma en señales eléctricas que puedan ser entendidas por nuestro cerebro. Un micrófono actúa de manera similar transformando las vibraciones acústicas en eléctricas de manera que puedan guardarse, manipularse, y reproducirse. A esta señal se la denomina señal analógica.

La forma de onda más sencilla es la denominada onda sinusoidal, que se caracteriza por tener una frecuencia y una amplitud constante. Este tipo de ondas son las que se utilizan normalmente para realizar los estudios ya que cualquier señal puede descomponerse mediante Transformadas de Fourier en series de estas.

Amplitud

La amplitud de una onda nos informa de la fuerza o energía de la señal. La unidad de medida de esta fuerza es el decibelio (dB).

El oído necesita un porcentaje elevado de variaciones en la fuerza de un sonido para detectar un ligero cambio en la intensidad percibida, lo que nos indica que la sensibilidad del oído es logarítmica. Para hacernos una idea diremos que un incremento de solo 3 dB duplica la intensidad de un sonido, pero nosotros solo percibiremos un ligero incremento de este. Necesitaremos un aumento de 10 dB para que nuestros oídos perciban un sonido con el doble de intensidad.

El eco

Es el fenómeno por el cual, debido a la reflexión de las ondas sonoras, nuestro oído puede percibir un sonido más de una vez.

Para percibirlo necesitamos que entre la fuente del sonido y la superficie reflectora haya 17 metros o más.

La reverberación

Es el fenómeno por el cual los sonidos se prolongan un poco después de haber sido emitidos, como consecuencia de la superposición de ondas sonoras, incidente y reflejada. El tiempo que perdura se llama tiempo de reverberación.

La resonancia

Es el fenómeno por el cual el cuerpo entra en vibración ante la proximidad de la producción de un sonido de frecuencia igual a la que dicho cuerpo puede producir.

El cuerpo que vibra por resonancia es el resonador.  El que inicia la vibración se llama excitador.

Enmascaramiento sonoro

Cuando el oído está expuesto a dos o más sonidos simultáneos, existe la posibilidad de que uno de ellos enmascare a los demás. Para ser más precisos, cabe definirlo como un efecto producido en la percepción sonora cuando se escuchan dos sonidos de diferente intensidad al mismo tiempo. Al suceder esto, el sonido más débil resultará inaudible, ya que el cerebro sólo procesará el sonido enmascarador.

El sonido de nivel alto posee un efecto de enmascaramiento mayor si el suave tiene una frecuencia cercana.

Conversión digital-analógica

En electrónica, dispositivo que convierte una entrada digital (generalmente binaria) a una señal analógica (generalmente voltaje o carga eléctrica). Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica. La operación reversa es realizada por un conversor analógico-digital (ADC).

Este tipo de conversores se utiliza en reproductores de sonido de todo tipo, dado que actualmente las señales de audio son almacenadas en forma digital (por ejemplo, MP3 y CDs), y para ser escuchadas a través de los altavoces, los datos se deben convertir a una señal analógica. Los conversores digital-analógico también se pueden encontrar en reproductores de CD, reproductores de música digital, tarjetas de sonidos de PC, etc.

Envolventes

El sonido no es un fenómeno estático. Muy por el contrario, usualmente cada componente de frecuencia de un sonido tiene vida propia, en el sentido de que adquiere un comportamiento independiente (o casi independiente) en el tiempo. Esto significa que cada parcial recorre una trayectoria o envolvente particular en su evolución temporal. En el dominio del tiempo, el sonido como un todo también tiene un comportamiento definido por una envolvente de amplitudLa forma más genérica de envolvente se denomina ADSR (ataque, decaimiento, sostenimiento, relajo) por su abreviatura

A continuación se describe cada sección de esta envolvente.

Ataque. El ataque es el tiempo que toma la señal en alcanzar su máximo

Decaimiento. El decamiento es el tiempo que toma la señal para estabilizarse

Sostenimiento. Tiempo que dura la señal estable.

Relajo. El relajo es el tiempo que toma la señal en desvanecerse.