6. Tecnologías del sonido

Tecnologías del sonido
6. Tecnologías del sonido
Con este tema se pretende proporcionar una perspectiva, aunque muy general, de los
conceptos, dispositivos y técnicas relacionadas con el sonido. Repasaremos algunas cuestiones
físicas básicas sobre su naturaleza y su propagación. Haremos un recorrido por los dispositivos
electrónicos asociados al tratamiento del sonido, y finalmente, analizaremos algunas cuestiones
básicas relacionadas con las aplicaciones que tienen que ver, en todo o en parte, con estas
tecnologías.
En este punto introductorio del tema, hemos de comenzar a distinguir dos términos que
con frecuencia se utilizan indistintamente, pero que técnicamente están relacionados con
fenómenos distintos: son los términos de “sonido” y “audio”. Respecto al “sonido” al ser de
sobra conocido, sólo decir que se trata de una variación de la presión aérea que nuestros oídos
son capaces de percibir. El término “audio”, en cambio, se refiere a la señal eléctrica que procede
de la captación de un sonido y que está íntimamente relacionada con éste. Esta “señal de audio”
se propaga, y es procesada por los diferentes dispositivos electrónicos de una cadena de
producción sonora.
El recorrido por los dispositivos relacionados con el audio comenzará por el análisis de
los modos de captación del sonido y su conversión a señal de audio, y a la inversa, la conversión
de señal de audio, nuevamente en sonidos. Una vez visto esto, abordaremos el estudio de los
dispositivos capaces de modificar o transformar la señal de audio.
El estudio de sonido es el recinto más adecuado para aplicaciones relacionadas con el
sonido; y aunque a simple vista no será igual un estudio de radio que un estudio de grabación o
que un auditorio, todos tendrán características comunes de acondicionamiento y de configuración
de los equipos, que nos permitirán generalizar, a la hora de establecer unas líneas básicas de lo
que debe ser un estudio genérico. Estas líneas básicas serán planteadas en la parte final de este
tema, terminando con las diferentes aplicaciones relacionadas con las tecnologías del sonido.
6.1. El sonido
Podemos considerar el sonido como cualquier perturbación en la presión del aire capaz
de estimular al sistema auditivo humano. El oído, al recibir dichas perturbaciones, envía hacia
el cerebro impulsos nerviosos que nos producen la sensación auditiva. Como características
físicas más importantes del sonido hemos de destacar el tono y la intensidad.
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Introducción a la Ingeniería Audiovisual
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El tono hace referencia a la frecuencia a la que vibran las moléculas que propagan el
sonido. De todas las perturbaciones en la presión del aire, nuestro sistema auditivo sólo
es sensible a aquellas cuya frecuencia está dentro del intervalo entre 20Hz. y 20kHz.
Dentro de este margen de frecuencias, el comportamiento del oído no es constante, sino
que su sensibilidad depende de la frecuencia de la perturbación recibida, siendo máxima
entorno a 1kHz. Las perturbaciones en la presión aérea con frecuencias por debajo de
20Hz. se llaman infrasónicas, y son producidas por grandes masas, como movimientos
sísmicos o fenómenos atmosféricos. Por otra parte, las perturbaciones por encima de
20kHz. son llamadas ultrasónicas y son producidas por dispositivos electrónicos,
mediante el llamado efecto piezoeléctrico. En este caso la frecuencia de vibración puede
llegar a 6·108 Hz.
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La intensidad hace referencia a la energía sonora transportada por la onda. Una mayor
amplitud de la vibración implica una mayor intensidad en el sonido, y por lo tanto una
mayor sensación sonora.
La propagación del sonido se produce, de forma natural, por vibraciones de las moléculas
del entorno en todas las direcciones. Estas vibraciones viajan como ondas mecánicas a través de
los medios materiales; es decir, la propagación del sonido necesita de la existencia de un medio
material: ya sea el aire, la madera, el hierro o cualquier otro (el vacío no transmite las ondas
sonoras). Dependiendo del medio material por el que se propaga la onda sonora, su velocidad de
propagación es diferente. Por ejemplo en el aire la velocidad de propagación es de 340 m/s,
mientras que en el agua, es de 1460 m/s.
La energía de la onda sonora, en su propagación se amortigua con la distancia a la fuente
sonora por varias razones:
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La primera es la llamada amortiguación de propagación, y se debe a la naturaleza esférica
de las ondas sonoras. La densidad de energía de la onda sonora disminuye con la
distancia al foco. Por ello, para una misma superficie receptora, la energía captada por
ella es menor con la distancia.
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La amortiguación clásica se produce por la transformación de la energía sonora en
calorífica debido al roce de las partículas vibrantes con su entorno.
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Por último, la amortiguación molecular se produce por excitación de moléculas que
ocasionalmente pueden producir resonancias.
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6.2. Acústica de recintos y aislamiento
Un local que se destine para aplicaciones que tengan que ver con el sonido, como un
auditorio, un estudio de grabación, etc., debe tener una serie de condiciones que le permitan
desempeñar este papel de manera óptima. La condición más importante, ya que de ellas derivan
otras muchas, es que la intensidad de los sonidos útiles, como la música, las voces, o el canto
debe ser mucho mayor que la del ruido de fondo.
Generalmente, los sonidos tendrán un nivel aceptable, pero lo propio es tener presente
que pueden existir sonidos débiles en algunas de nuestras aplicaciones. Por ello, es conveniente
pretender que el nivel de los posibles ruidos parásitos sea lo más débil posible.
Para entender algunas de las fuentes de ruido a tener en cuenta en los estudios de sonido
hemos de considerar algunos efectos importantes:
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Los primeros son los efectos de reflexión, absorción, y transmisión de la onda sonora en
los materiales. Consideramos dos medios A y B separados por un material con diferente
comportamiento acústico. Si tenemos una onda sonora que viaja desde el medio A al B,
ésta choca con el material intermedio. En este choque, parte de la energía que lleva la
onda se refleja de nuevo al medio A (fenómeno de reflexión), parte se absorbe por el
material debido a la amortiguación clásica y molecular (efecto de absorción), y parte se
transmite hacia el medio B (efecto de transmisión). Así, la disposición de diferentes
materiales en la trayectoria de las ondas sonoras producen diferentes coeficientes de
reflexión, de absorción, y de transmisión a distintas frecuencias.
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Otro fenómeno importante es la vibración de los cuerpos con su frecuencia propia.
Cualquier cuerpo físico, al recibir una onda acústica, entra en vibración, y busca vibrar
a una frecuencia concreta que se llama su frecuencia propia. Dicha vibración, en general,
se convertirá en un ruido que perturbará al sonido original. En este caso, es conocido que
el oído tiene una menor respuesta ante las bajas frecuencias que ante las altas; por lo
tanto, objetos con frecuencias propias más bajas serán más adecuados para los estudios
de sonido que otros con frecuencias propias más altas.
Teniendo en cuenta estos fenómenos, para diseñar un recinto apropiado para aplicaciones
sonoras es necesario considerar las siguientes fuentes de ruido:
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Ruido externo al local. Debe aislarse bien el local respecto de los ruidos del exterior, de
forma que se evite la propagación hacia el interior de estos ruidos.
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Ruido interno de aparatos y objetos. Deben evitarse la utilización de ventiladores o tubos
fluorescentes, así como otros dispositivos ruidosos. También será conveniente considerar
las frecuencias propias de los objetos presentes en el estudio, incluidas las paredes y las
columnas si existen.
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Reflexiones de la propia señal útil. Es conveniente acondicionar el recinto con materiales
absorbentes del sonido, de manera que las reflexiones de las señales sean lo más débiles
posible, y no interfieran a la onda útil. Este acondicionamiento contra reflexiones puede
ser parte del que se utiliza para evitar la entrada de ruido del exterior. Asimismo, es
conveniente evitar la presencia de columnas u otros obstáculos que faciliten estas
reflexiones. Por supuesto, el local tampoco debe producir ecos.
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Debe evitarse el amortiguamiento de la onda útil. Por ello, el local no debe ser muy
grande respecto de la fuente de sonido.
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Como norma general, es conveniente disponer de ventanas dobles para minimizar la
entrada de ruido, y evitar la existencia de paredes paralelas que puedan generar
resonancias.
En otras aplicaciones diferentes, lo que se debe evitar es que el sonido interno, pensemos
en una cafetería o una discoteca, salga hacia el exterior y moleste. Para ello, también se pueden
colocar barreras que absorban el sonido y no lo transmitan al exterior del recinto.
6.3. Fuentes y sensores de sonido
El sonido, como perturbación de la presión del aire, se produce de forma natural a partir
de elementos vibrantes como las cuerdas vocales, las cuerdas de una guitarra, las de un violín,
o los motores de los coches, por poner varios ejemplos. También se producen sonidos
perceptibles a partir de eventos impulsivos como pueden ser los choques, ya sean elásticos, por
ejemplo, entre dos bolas de billar, en el que no se produce pérdida de energía cinética en el
sistema, o inelásticos en los que sí se produce pérdida de energía cinética como el caso de una
flecha que se clava en una diana.
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En los sistemas eléctricos y electrónicos, las únicas perturbaciones que se pueden medir
y tratar son las perturbaciones eléctricas; por eso, para tratar el sonido por medios eléctricos o
electrónicos, tenemos que convertir el sonido en una señal eléctrica mediante un micrófono, y
después del procesado, volver a convertir la señal de audio en sonido mediante altavoces. Al
estudio de los micrófonos y los altavoces se dedica la electroacústica.
Los micrófonos reciben la onda sonora a través de una membrana móvil, y dependiendo
del mecanismo sobre el que actúa esta membrana podemos encontrar diversos tipos de
micrófonos;
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Si la membrana móvil actúa sobre una bobina de hilo que se mueve dentro de un campo
magnético fijo, tenemos un micrófono dinámico. Este tipo de micrófonos produce una
corriente eléctrica muy débil que debe amplificarse antes de que pueda procesarse. Así,
se colocará un preamplificador de micrófono como primer dispositivo electrónico cuya
calidad será crucial para la calidad global. Los micrófonos dinámicos son robustos y
soportan duros tratos a un precio razonable. Una ventaja de este tipo de micrófonos es
que son capaces de resistir altos y bajos niveles de presión sonora.
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Si la membrana varía las características de un condensador, generalmente la distancia
entre placas, tenemos un micrófono de condensador. Estos micrófonos necesitan de una
alimentación externa para detectar los cambios de capacidad. Esta alimentación puede
obtenerse mediante una pila alojada en la misma cápsula, o se puede utilizar una
alimentación externa que se envía por el cable de audio. La mayor parte de los
micrófonos de condensador usan un diafragma móvil y una placa posterior. Entre el
diafragma y la placa posterior hay un espacio estrecho de aire. Una vez que se aplica una
tensión de polarización, cualquier movimiento del diafragma provoca cambios de
capacidad entre el diafragma y la placa. Esto genera una pequeña tensión cuya salida de
alta impedancia debe aumentarse mediante un amplificador. En la mayoría de los casos,
este amplificador se introduce en el propio micrófono. Como características de los
micrófonos de condensador, suelen ser más caros que los dinámicos, y requieren
alimentación externa. En cambio, tienen una muy buena respuesta en un amplio margen
de frecuencias y es bastante robusto pudiendose mantener en una pequeña carcasa. La
mayoría de los micrófonos de alta calidad usan el mecanismo del condensador.
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Existen más tipos de micrófonos, cada uno con características y prestaciones diferentes
para cada aplicación. No es posible establecer un tipo de micrófono que sea el mejor para
todo, sino que cada aplicación requerirá un tipo concreto.
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Los altavoces son dispositivos que reciben la señal eléctrica en los bornes de una bobina
inmersa en un campo magnético. Las corrientes generadas en la bobina por la señal aplicada en
presencia del campo magnético producen fuerzas en la bobina que la hacen desplazarse. A su
vez, la bobina hace vibrar una membrana, a la que está unida mecánicamente siendo esta
membrana la que produce el sonido.
En el caso de los micrófonos y de los altavoces, tan importantes son las características
de los circuitos eléctricos asociados, como los materiales de que están hechas las membranas, los
muelles que las fijan a su posición de reposo, etc.
Una vez que somos capaces de convertir el sonido en una señal eléctrica y viceversa,
tenemos la puerta abierta a su almacenamiento, su tratamiento, o su digitalización y
procesamiento informático. A ello vamos a dedicar los siguientes apartados.
6.4. Grabación del sonido
La señal eléctrica de audio que se obtiene a partir de un sonido es posible registrarla, o
almacenarla de forma secuencial, tanto en el dominio analógico como en el digital. El proceso
de grabación y reproducción analógica tiene mayores problemas de calidad que el digital, ya que
la señal analógica está expuesta a ruidos que posteriormente serán difíciles de eliminar. En la
caso digital, la señal puede ser regenerada en cada grabación, afectándole muy poco el ruido
existente.
El almacenamiento en el dominio analógico está prácticamente restringido a las cintas
magnéticas, aunque hace un tiempo también se utilizaban los discos de vinilo.
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La grabación se los discos de vinilo se realizaba en las casas discográficas por el coste
que suponía. La técnica de grabación del vinilo consistía en realizar en el vinilo una
hendidura o microsurco en espiral a partir de la melodía. En la reproducción, se hace
deslizar una aguja de diamante, o metálica, a lo largo del microsurco. Las hendiduras
existentes en él hacen vibrar la aguja; vibración que, amplificada convenientemente, se
convierte nuevamente en la melodía almacenada. Como grandes ventajas de este sistema
están la alta calidad conseguida, y su baja degradación. Y como inconvenientes, su
dificultad y coste de grabación, y lo sensible que es el soporte ante suciedad o rayaduras.
Tecnologías del sonido
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En el caso de las cintas magnéticas, la grabación se produce alterando la orientación
magnética de las partículas que reposan en la superficie de la cinta. Posteriormente, para
la reproducción se tratará de detectar la nueva orientación magnética de las partículas,
interpretando los datos almacenados. Este sistema tiene algunos inconvenientes como
su menor calidad de sonido, aunque suficiente, y su desgaste con el paso del tiempo; la
cinta es, además, muy sensible a arrugas que aunque no frecuentes, se producen de vez
en cuando por enrollamiento con los cabezales. A pesar de estos problemas, la grabación
magnética en cintas ha sido indispensable para la producción y la transmisión de
programas por varias razones. Un magnetófono de cintas puede utilizarse en cualquier
lugar, y una cinta grabada puede ser reproducida inmediatamente después de su
grabación. El proceso es muy flexible, ya que una grabación puede arreglarse varias veces
con una nueva edición. Pueden grabarse sincronizadas diversas informaciones en
diferentes pistas y en diferentes tiempos, de forma que posteriormente se pueda editar la
información a gusto del productor. Finalmente, la cinta puede borrarse y reutilizarse.
Todo esto en los tiempos de los discos de vinilo era todo un lujo.
El almacenamiento en formato digital se ha impuesto frente al analógico en todos los
niveles, debido a las grandes ventajas en cuando a calidad, durabilidad, robustez, etc. El formato
digital es válido para almacenar señales en soporte magnético, como las cintas DAT; en soporte
óptico como el caso del CompactDisc, o en soporte magneto-óptico como el MiniDisc.
La digitalización de señales analógicas se realiza tomando muestras instantáneas de la
señal a intervalos de tiempo regulares, y dándoles a cada muestra un valor numérico codificado
en binario. En cualquier proceso de digitalización debe respetarse el llamado “Criterio de
Nyquist” que dice que la “frecuencia de muestreo a utilizar en la digitalización debe ser al menos
el doble de la frecuencia máxima existente en la señal original”. En el caso del sonido, como la
máxima frecuencia existente es de 20 kHz., la frecuencia de muestreo que se suele utilizar es de
44,1 kHz. Posteriormente, en reproducción, la información digital debe ser de nuevo convertida
a información analógica para poder ser transformada en sonido.
La grabación, ya sea magnética, óptica, o magneto-óptica, de los datos digitales se realiza
muestra a muestra secuencialmente; y dentro de cada muestra, bit a bit. Los sistemas digitales
de grabación además de tener la ventaja de reducir el nivel de ruido en todas las etapas en las que
el procesamiento es digital, también es importante la posibilidad de añadir a la información
musical otros tipos de informaciones independientes, como contador de tiempos, títulos de las
canciones, duración de cada canción, etc. Otra gran ventaja de la digitalización del sonido es su
posibilidad de compresión y envío por canales digitales, como a través de internet, por supuesto
sin pérdida de calidad. Así aparecen los formatos como el MP3.
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La grabación magnética de las cintas DAT se realiza de la misma manera que en caso
analógico, pero teniendo en cuenta que en este caso la información son los “0s" y “1s"
característicos de los sietmas digitales, por tanto niveles discretos, y no niveles de señal
continuos. De esta manera la robustez y estabilidad de las cintas DAT es mucho mayor
que la de las cintas convencionales.
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En los CDs pregrabados, la información se graba digitalmente mediante un láser. Este
láser realiza incisiones poco profundas, que representarán a los bits, a lo largo de una
pista en espiral desde el centro del disco hacia afuera, y en el sentido de las agujas del
reloj. En estas incisiones es donde se introduce la información. Durante la reproducción,
la pista se analiza también mediante un rayo láser. La luz de este láser se refleja
totalmente cuando incide sobre una superficie lisa, reflejando a su vez menos luz cuando
se encuentra alguna de las incisiones de los surcos. Las diferencias de reflexión se
analizan mediante una célula fotoeléctrica interpretando así los datos obtenidos. Entre las
ventajas de la grabación óptica podemos destacar la gran robustez del sistema frente a
rayaduras o suciedades. Esto es debido a que, sobre la capa que almacena la información,
el CompactDisc tiene una capa protectora de 1 milímetro de espesor. En la superficie de
esta capa protectora, el diámetro del punto del rayo láser es también de 1 milímetro. Sin
embargo, en la capa de señal, este rayo es de 1 µm. Esto quiere decir que cualquier
partícula de polvo o un arañazo en la superficie del disco afectará sólo a una millonésima
parte de la superficie de la señal; por lo tanto el láser leerá la información correctamente.
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El MiniDisc es un medio que combina la grabación y la reproducción de calidad en un
disco con las ventajas del dominio digital. Los pequeños discos del MiniDisc disponen
de 74 minutos de música, y una calidad comparable a la del CD. Este sistema además
tiene la ventaja de que es posible grabar múltiples veces, sin que se resienta la calidad del
audio. Otra ventaja, es el acceso aleatorio a los fragmentos de información, con la
facilidad de situar el cabezal en el punto del disco donde se desee. En los MiniDisc
pregrabados, las señales se registran realizando impresiones en forma de incisiones, y se
guardan en una carcasa para evitar que se rayen. Estos MiniDisc ópticos no se pueden
borrar ni volver a grabar, igual que en los CDs grabados. Los MiniDisc vírgenes se
pueden grabar y reproducir sin límite. Estos discos están basados en un sistema magnetoópticos que es duradero, con una esperanza de vida similar a la de los CDs. Con la
tecnología del disco magneto-óptico, la grabación de datos requiere un láser y un campo
magnético polarizador. El láser calienta la capa magnética a una temperatura grande y así
la polarización del disco pierde fuerza. Se aplica el campo magnético, y al girar el disco,
la temperatura baja, fijándose la nueva polarización. El lector óptico desarrollado para
el sistema MiniDisc tiene capacidad de leer, tanto los discos magneto-ópticos, como los
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discos ópticos pregrabados. Para la reproducción de los discos magneto-ópticos se utiliza
un láser. La señal magnética almacenada en el disco afecta a la polarización de la luz, y
esta diferente polarización se convierte en distinta intensidad de luz en el receptor
fotosensible. Dependiendo de la dirección de la polarización, uno de los fotodiodos
detectará más luz leyendose un “1" o un “0". Para la reproducción de discos ópticos se
utiliza el mismo láser. La cantidad de luz reflejada que llega a los fotodiodos dependerá
de la presencia o no de incisión en la superficie. Si no hay incisión, la luz reflejada será
más intensa.
6.5. Tratamiento del sonido
El procesamiento del sonido es necesario en todas las actividades que tienen que ver con
él; bien sea una aplicación doméstica con nuestro propio radioCD, como una emisión de un
programa de radio, o una actuación en directo. Todos los sistemas electrónicos de tratamiento
del sonido realizan modificaciones en la señal de audio que representa al sonido; con la finalidad
de modificar su amplitud, mejorar su calidad, o crear diferentes efectos sonoros. Los
procesamientos que podemos aplicar al sonido son muy variados, y pueden ir desde lo más
simple que es realzar o atenuar los graves y los agudos, hasta crear efectos sonoros, como ecos
o reverberaciones que den la sensación de espacio o profundidad.
En este apartado haremos un recorrido por los dispositivos más comunes que se utilizan
en grabación y en reproducción. Asimismo clasificaremos los sistemas de tratamiento en
analógicos, como son los amplificadores y los filtros, y digitales, que además de filtrar son
capaces de producir retardos temporales de forma sencilla. En el caso del filtrado, también
veremos su aplicación a los sistemas de reducción de ruido.
6.5.1. Sistemas de tratamiento analógico
Los sistemas de tratamiento analógico son capaces de manipular la amplitud de la señal
para diferentes frecuencias. Entre estos sistemas nos encontramos los amplificadores y los filtros.
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Los amplificadores son circuitos que aumentan la potencia de la señal de entrada de una
forma constante para todas las frecuencias. Este aumento de potencia es posible gracias
a la aplicación de una fuente de alimentación que proporciona, a la señal de entrada, la
energía necesaria.
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Introducción a la Ingeniería Audiovisual
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Por su parte los filtros producen efectos de atenuación para distintas frecuencias de la
señal de entrada. Con esto, se persigue realzar aquellos márgenes de frecuencia no
atenuados.
Según su comportamiento en frecuencia, podemos clasificar los filtros en cuatro tipos
principales.
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Los filtros en “paso bajo” dejan pasar las componentes frecuenciales por debajo de un
valor dado, llamado “frecuencia de corte”.
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Los filtros “paso alto” son los que dejan pasar aquellas componentes frecuenciales por
encima de la “frecuencia de corte”.
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Los filtros “paso banda” dejan pasar aquellas frecuencias dentro de la llamada “banda de
paso” o “ancho de banda”. Esta banda de paso se encuentra centrada en una “frecuencia
central”, o “frecuencia nominal”.
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Por último, los filtros de “banda eliminada”, al contrario que los paso banda, impiden el
paso de aquellas componentes frecuenciales alrededor de la “frecuencia central”, y que
están dentro del “ancho de banda” definido.
En los filtros paso banda y banda eliminada podemos observar dos frecuencias de corte,
una superior y otra inferior.
Dentro de la definición de los filtros, aparece el concepto de “orden de un filtro” para
indicar la anchura de la “banda de transición” entre “banda de paso” y la “banda atenuada”.
Filtros de orden superior tendrán una zona de transición muy estrecha. En cambio, necesitarán
circuitos más complejos.
En cuanto a su funcionamiento interno, podemos dividir los filtros en dos grandes grupos:
los filtros “activos” y los filtros “pasivos”.
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Los filtros pasivos son aquellos en los que no interviene ningún componente que
amplifique la señal. En este tipo de filtros, el tratamiento de la señal se efectúa mediante
condensadores y bobinas que tienen comportamientos diferentes en función de la
frecuencia. Dado que estos componentes son capaces de provocar únicamente una
atenuación de la señal, es probable que al final de la cadena deba insertarse un
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amplificador para restituir el nivel de entrada del circuito, respetando las modificaciones
frecuenciales introducida por los filtros.
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En los filtros activos, el filtrado se controla por elementos que ofrecen amplificación,
aunque también intervienen bobinas y condensadores. Obviamente para conseguir dicha
amplificación necesitaremos una fuente de alimentación de la que extraer la energía
necesaria para obtener a la salida más potencia de la que se tiene en la entrada.
Un dispositivo relacionado directamente con los filtros son los ecualizadores. Los
ecualizadores son bancos de filtros, que se utilizan para conformar diferentes respuestas en
frecuencia. La atenuación de todos estos filtros no se produce de forma individual, sino que el
resultado de la actuación del ecualizador es la composición de los efectos de cada uno de los
filtros para cada frecuencia, pudiendose producir una respuesta fuertemente modificada.
En el caso de los ecualizadores también podemos establecer una clasificación atendiendo
a sus posibilidades de manejo:
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Por una parte tenemos los “ecualizadores seleccionables”, que son los más sencillos.
Estos vienen prefijados por los fabricantes ajustando las frecuencias centrales y los
anchos de banda de sus filtros. En algunos casos, se ofrece una cierta flexibilidad hacia
el usuario, pudiendo conmutar entre distintas frecuencias nominales y distintas bandas
de paso. Ejemplos de esto son algunos amplificadores que simulan el sonido de una
discoteca, de un auditorio, o del Teatro Real.
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Por otra parte existen los llamados “ecualizadores gráficos”, que reciben esta
denominación porque se puede visualizar su respuesta en frecuencia en un panel, bien sea
por la posición de sus mandos, o bien mediante indicadores luminosos.
Los filtros tienen una aplicación muy importante en el aumento de la calidad existente
en cualquier grabación o transmisión relacionada con el sonido. El nivel de calidad de cualquier
sistema se mide mediante un parámetro que es la “relación Señal/Ruido”. Esta relación queda
determinada por el nivel máximo de la señal sin que se produzcan distorsiones, y por el ruido
interno del sistema. Es obvio que, como se vio en el caso de la acústica, en todas las aplicaciones
se intente trabajar con un nivel de señal aceptable, pero asimismo es inevitable que en algunos
casos el nivel de la señal sea débil, y en estos casos hemos de minimizar el nivel de ruido interno
existente en nuestro sistema.
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Introducción a la Ingeniería Audiovisual
En cualquier receptor, incluso en ausencia de señal existe un nivel mínimo de ruido,
llamado ruido térmico, debido a la agitación molecular espontánea de los diversos componentes
del dispositivo. Para reducir esta agitación molecular y por tanto la relación señal / ruido, a veces
se pueden utilizar muy bajas temperaturas, pero a pesar de esto, siempre se produce ruido. Como
ya se ha dicho, el mayor problema surge en las señales de grabación o reproducción débiles, ya
que las señales fuertes enmascararán completamente el ruido de fondo.
En el mercado existen diversos sistemas reductores de ruido que se pueden clasificar
como sistemas “no complementarios” y sistemas complementarios.
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En el sistema “no complementario” la señal se trata únicamente durante la reproducción;
con lo cual resulta una modificación de la señal original. Este sistema no resulta muy
aconsejable debido a esta alteración. El sistema no complementario más difundido es el
DNL desarrollado por Philips, que se caracteriza por sus excelentes prestaciones,
sencillez y economía. Resulta idóneo para la mejora de la relación señal a ruido en cintas
grabadas antiguas.
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En el sistema complementario, la señal es tratada tanto durante la grabación como
durante la reproducción, de tal forma que se obtenga una señal exenta de ruido en los
niveles bajos, y además sin deformación alguna con respecto a la original. Ejemplos de
sistemas complementarios reductores de ruido son los sistemas Dolby. Estos sistemas se
basan en reducir la amplificación de los agudos, y en consecuencia del ruido durante la
reproducción de los pasajes débiles. Para compensar está pérdida de frecuencias altas, se
acentúan durante la grabación dichos pasajes débiles de alta frecuencia. Existen tres
sistemas Dolby, que son el tipo A, B, y C, que se diferencian por su precisión y su
calidad.
6.5.2. Sistemas de procesamiento digital
Existen también sistemas orientados al procesamiento de señales digitalizadas. Estos
sistemas, como es de esperar, trabajan sobre el sonido digitalizado y utilizan procesadores
específicos llamados DSPs (Digital Signal Processor).
Mediante el procesamiento digital se pueden conseguir filtrados de las señales con efectos
similares a los filtros analógicos pero con las ventajas del dominio digital. Estos filtros son en
realidad algoritmos matemáticos cuyas ventajas son de sobra conocidas: repetibilidad, robustez,
ausencia de derivas con el tiempo, etc.
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Tecnologías del sonido
Asimismo, también se pueden conseguir dispositivos digitales equivalentes a los
ecualizadores, pero esta vez no es necesario un banco de filtros como en el caso analógico. Estos
ecualizadores, en el dominio digital, es relativamente sencillo configurar su banda de paso y su
banda atenuada mediante parámetros; así, un sólo filtro parametrizable es suficiente para
conformar la respuesta en frecuencia que se desee.
Además de los filtrados en frecuencia, mediante procesado digital se pueden realizar de
manera sencilla retardos temporales. Esto facilita efectos como ecos y reverberaciones. Los ecos
son de sobra conocidos, y la reverberación permite crear la ilusión de que alguien habla desde
una cueva, desde un habitáculo pequeño como un ascensor o desde una inmensa sala de
conciertos. Por medio de la reverberación se puede adecuar también la sonorización de una sala
para la finalidad que le queramos dar, aunque sus características físicas no sean las idóneas. Los
retardos temporales se pueden conseguir también mediante sistemas analógicos a partir de las
llamadas células de retardo, pero estas tienen un retardo fijo, y por tanto ofrecen poca
flexibilidad. Además necesitan de circuitos asociados más complejos.
Existen otros efectos digitales que se pueden aplicar sobre el sonido, como son el cambio
de la afinación de una voz, que permite realizar multitud de efectos vocales extraños y poco
habituales. Es posible realzar la voz de un cantante o de un locutor. Puede doblarse a un cantante
que tenga una voz débil, o con el fin de esconder los defectos y realzar el sonido. También es
posible acelerar el ritmo de una locución grabada, sin que afecte a la afinación de la voz.
6.6. Síntesis digital de sonidos y MIDI
6.6.1. Síntesis digital de audio
Un sintetizador es un generador electrónico de sonidos. Los sonidos en los sintetizadores
pueden ser creados a partir de combinaciones de otros sonidos más simples, o que están
almacenados en una memoria. Para ello habitualmente utilizan señales periódicas y funciones
matemáticas previamente establecidas. Como es lógico, también en la síntesis de audio existe una
historia analógica, y el advenimiento de la tecnología digital.
Existen distintas técnicas de síntesis analógica de audio que permiten modificar y
enriquecer un sonido previo:
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En primer lugar encontramos la “técnica de envolvente”. La envolvente es la línea que
une los máximos de amplitud de la señal. En algunos sintetizadores se utiliza está técnica
mediante tramos rectilíneos. La envolvente se basa principalmente en cuatro parámetros:
A)B)C)D)-
Ataque.- Es el tiempo que pasa, desde que comienza la señal, hasta que ésta
alcanza su máximo nivel de amplitud.
Decaimiento.- Es el tiempo del primer descenso.
Sostenido.- Es el nivel en el que se mantiene la señal.
Liberación.- Es el tiempo que transcurre desde el sostenido, hasta que la señal se
extingue por completo, y llega el silencio.
Existen también sintetizadores que cuentan con más parámetros y que ofrecen una mayor
flexibilidad en la generación de envolventes.
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La siguiente técnica es la “modulación de baja frecuencia”. Consiste en aplicar una señal
de frecuencia por debajo de los 15 Hz que modula, o modifica parámetros como la
amplitud o la frecuencia. Los dispositivos que ofrecen las señales moduladoras se
denominan osciladores de baja frecuencia (LFO - Low Frequency Oscillator) y son
capaces de generar señales sinusoidales, ondas cuadradas, triangulares o en dientes de
sierra. Cuanto mayor sea la variedad de osciladores que pongamos a cada señal, mayor
será el enriquecimiento ésta.
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También se utilizan “filtros” como modificadores de las señales originales. Estos filtros
conforman una señal diferente atenuando o amplificando las diferentes frecuencias.
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La “síntesis aditiva” trata de añadir otra señal a la original. Este método se basa en el
teorema de Fourier que dice que toda función periódica, en nuestro caso el sonido, es la
suma de ondas sinusoidales simples cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia
original o primer armónico. Para que se consiga una riqueza en el sonido sintetizado, se
necesitan varios de estos armónicos, haciendo necesario un hardware y software capaz
de realizar la síntesis en tiempo real.
S
La técnica de ”modulación en frecuencia” consiste en provocar variaciones de la
frecuencia de la señal original, también llamada portadora, según la amplitud de otra
señal llamada moduladora. Esto crea un amplio abanico de frecuencias adicionales que
enriquecen el sonido.
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En cuanto a la historia de la síntesis analógica, el primer sintetizador conocido es el
Telharmonium, que se construyo hacia 1906. Más adelante hacia los años 1920 aparecieron otros
sintetizadores como el Theremin y las Ondas Martenot. Estos aparatos, fueron los predecesores
de lo que más tarde, en los años 1950, sería la síntesis digital de audio, a través de ordenadores,
en los laboratorios de IBM. Ésta síntesis digital se audio se fue perfeccionando, pero debido a
la escasa potencia de los ordenadores, la síntesis en tiempo real no se pudo llevar a cabo hasta
los primeros años 1980, cuando apareció el “dx7" de Yamaha. Este sintetizador dio un empujón
bastante grande a la síntesis digital de audio en tiempo real. En pocos años, los sintetizadores
analógicos pasaron a un segundo plano.
En síntesis digital podemos considerar dos dispositivos como los más importantes:
S
La síntesis por “tablas de ondas” consiste en la repetición de un periodo de la señal que
está en una memoria ROM (de sólo lectura) muchas veces a lo largo de un segundo,
creando una señal periódica. Esta señal periódica puede ser muy buena o muy mala
dependiendo de la forma de señal que se configura.
S
Un “Sampler” utiliza una técnica parecida a la síntesis de tablas de ondas, pero con la
diferencia de que en vez de guardar la información de forma permanente en memoria
ROM, se hace en una memoria RAM, y por lo tanto, se puede ir modificando por el
usuario para cada aplicación.
El futuro de la síntesis digital está ya en el lado de la informática y de los ordenadores.
Cada vez es más sencillo sintetizar una señal de audio ya que se pueden crear interfaces cada vez
más amigables e intuitivos; los equipos son cada vez más rápidos, y por tanto, pueden procesar
señales más complejas y más perfeccionadas.
6.6.2. MIDI
MIDI es el acrónimo de Musical Instruments Digital Interface, o Interfaz Digital de
Instrumentos Musicales. Se trata de un protocolo digital de comunicaciones nacido del acuerdo
entre fabricantes de equipos musicales electrónicos. Este interfaz permite el entendimiento entre
estos instrumentos, y a su vez, su comunicación con los ordenadores.
La música electrónica no es una moda actual. Podemos remontarnos a los años 1920 para
encontrar, como hemos visto anteriormente, los sistemas de Ondas Martenot o Theremin. Estos
15
Introducción a la Ingeniería Audiovisual
instrumentos analógicos y monofónicos sólo eran capaces de emitir una nota a la vez, y debido
a esto, se comenzaron a inventar maneras de interconectarlos para poder controlarlos desde un
único teclado, consiguiendo así varias notas simultáneas, y más riqueza de sonidos.
En este primer sistema de comunicación, que también era analógico, el voltaje de la señal
en la línea de comunicación era proporcional a la frecuencia deseada, y consecuentemente, a la
altura de la nota deseada. Lamentablemente este sistema seguía sin permitir el disparo de más
de una nota, ya que la suma de dos voltajes provocaba una nota más aguda, y no dos notas
diferentes. La solución estribaba en la creación de un protocolo digital, surgiendo así en 1981 el
Universal Sinthesizer Interface (USI). Éste no se llegó a universalizar, a pesar de su nombre, por
que en los dos años siguientes, una comisión de fabricantes japoneses y norteamericanos
definieron un protocolo estándar que permitía la comunicación entre instrumentos,
independientemente del fabricante. De esta manera nace el MIDI en 1983.
Tal y como se ideó inicialmente, el MIDI permite la comunicación entre instrumentos,
de tal manera que desde un único teclado controlador podían ser disparados sonidos en otras
unidades. La inclusión de los ordenadores en el MIDI permitió aprovechar las cualidades de éstos
en la grabación, manipulación y reproducción de cualquier tipo de dato digital. Además con un
software adecuado podían convertirse en auténticos estudios de grabación y producción musical.
Los ordenadores y el MIDI también permiten otras aplicaciones relacionadas con la música como
son el aprendizaje y la educación musical o la impresión de partituras. Debido a estas
prestaciones, el MIDI pasó inmediatamente a ser un estándar en el ámbito de la producción
musical y audiovisual, teniendo así un gran peso en la evolución de estilos musicales como el
pop, el techno, o el new age.
El espectacular avance en el terreno de los multimedia, hace que el MIDI sea parte
fundamental en las aplicaciones que utilizan sonido, ya sean aplicaciones interactivas, juegos,
presentaciones, etc. Existen diferentes razones para el uso del MIDI frente a otros formatos. Una
de las principales es el tamaño de los ficheros. Un fichero de sonido digital en formato WAV
como el de los CompactDisk ocupa aproximadamente 10 MB por minuto utilizando una
frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. y 16 bits por muestra, mientras que un fichero MIDI (que
tienen formato MID) puede ocupar tan solo 10 kB. Esto es debido a que un fichero *.MID
contiene tan solo las instrucciones necesarias para que un dispositivo compatible active los
sonidos apropiados, en el momento apropiado. Dichas instrucciones están codificadas en forma
de mensajes MIDI que indican a nuestro instrumento reproductor, ya sea un sintetizador, un
módulo de sonidos, o una tarjeta de sonidos, qué sonidos de los que dispone y que notas ha de
utilizar, y cuando hacerlo. Otra ventaja que posee el MIDI es que nos ofrece la posibilidad de
editar y modificar con relativa facilidad las composiciones musicales.
16
Tecnologías del sonido
Respecto al funcionamiento del protocolo MIDI, en la especificación 1.0, la información
se representa mediante los mensajes MIDI, que se transmiten de forma binaria en serie. Dicha
transmisión se produce de manera asíncrona, es decir, cada vez que el músico pulsa una tecla,
este acto se corresponde con un mensaje. Esta asincronía obliga a que cada byte vaya rodeado
de un bit de comienzo y otro de final. Las transmisiones se realizan a una velocidad de 31250 bits
por segundo, por lo que la velocidad máxima de transmisión será de 3125 Bytes por segundo.
En cuanto a las conexiones, el interfaz MIDI de un dispositivo es el responsable de recibir
y transmitir los mensajes. Un dispositivo MIDI consta de:
S
S
S
una salida MIDI OUT, o puerto emisor, que se encarga de convertir los datos digitales
generados en secuencias de bits a transmitir;
una entrada MIDI IN o puerto receptor que realiza el proceso inverso al anterior.
Por último, nos encontramos otro puerto de salida llamado MIDI THRU que es un puerto
encargado de redireccionar la información que llega al MIDI IN.
Este último puerto puede no encontrarse en algunos dispositivos. También existen
dispositivos que únicamente disponen de uno de los puertos, ya sea el de entrada o el de salida.
6.7. El estudio de sonido
El estudio de sonido es un recinto, por lo general cerrado, equipado y acondicionado para
la realización de trabajos de producción sonora. Dependiendo de la aplicación a realizar, la
configuración del estudio será diferente. No es igual un estudio de una cadena discográfica, que
el de un auditorio, o una emisora de radio a nivel nacional, o local. En cada uno de ellos existirán
según su uso, uno o varios gabinetes de producción; una o varias cabinas separadas de locución,
o un mismo gabinete de producción y para las locuciones.
6.7.1. Generalidades del estudio y sobre el equipamiento
La construcción de un estudio debe realizarse sobre una base sólida con ausencia de
vibraciones. En los estudios es de vital importancia su acústica, por ello deben adoptarse una
serie de medidas. Deben emplearse materiales absorbentes del sonido que eviten reflexiones del
sonido interno y además aíslen del ruido exterior. En las paredes se colocarán baldosas, planchas
o alfombras acústicas. Las ventanas serán dobles y se deberán colocar en ángulos de 45º. Las
17
Introducción a la Ingeniería Audiovisual
puertas estarán hechas de material aislante cubierto de material absorbente. No se deben diseñar
ángulos iguales en los muros para evitar las trayectorias de las ondas sonoras que producen ecos
y reverberaciones.
El estudio debe ser lo suficientemente amplio como para eliminar cualquier sensación de
claustrofobia, y a su vez los problemas derivados de la incomodidad y confusión en el trabajo.
Los equipos son delicados en cuanto a suciedad, humedades etc. Por lo tanto, deben estar bien
ventilados, y no se debe pasar al interior comida ni bebida, pues hay aparatos que el simple
derrame de un líquido puede dañarlos. Tampoco se debe fumar ya que el humo ensucia los
cabezales y las lentes de los sistemas ópticos. El mantenimiento debe ser continuado y no
esporádico, así se evitará la acumulación de suciedad, posibles desajustes y averías. De esta
manera debemos estimar cuando hay que limpiar, ajustar o sustituir los cabezales, los
potenciómetros, etc. antes de que se produzca una avería o pérdida de calidad.
6.7.2. Partes de un estudio
En cada uno de los estudios de sonido podemos encontrar diferentes estancias con
distintas aplicaciones, y distintos requerimientos. No obstante, como se ha mencionado
anteriormente, un mismo habitáculo puede ser utilizado para varias tareas simultáneamente.
S
El primero y más sencillo es un gabinete de locución. En estos, su aislamiento sonoro es
crítico. Al micrófono únicamente le debe llagar la voz del locutor sin ruidos exteriores,
y sin efectos de ecos ni reverberaciones de los sonidos internos de la cabina. En algunos
casos, los locutores son directamente los que manejan la mesa de mezclas. Es el caso por
ejemplo de las emisoras de radio locales. En estos casos, las medidas acústicas de la sala
de producción deberán ser las mismas que para una sala exclusivamente de locución. En
el caso contrario, si las cabinas de locución y control están separadas, éstas suelen estar
comunicadas a través de un ventanal con doble cristal, que aísla ambos compartimentos
del sonido, pero a la vez permiten la comunicación visual entre locutor y productor.
S
Similares al caso de los gabinetes de locución están los estudios de directo. En ellos se
realizan actuaciones musicales con el fin de grabarlas, o emitirlas hacia el exterior, ya sea
por radio o por internet. Estos estudios suelen ser mucho más amplios que los de
locución, pero deben tener unas características similares en cuanto a aislamiento del
exterior, y a evitar reflexiones.
18
Tecnologías del sonido
S
Es habitual encontrar también un gabinete de control. En él se analiza la calidad de todas
las señales que circulan por el estudio; ya sean internas, de los estudios de locución o
directo, como de enlaces del exterior: teléfono, satélite, unidades móviles, etc. En estos
es importante el aislamiento pero no tanto como en el caso de la locución. Únicamente
es necesario que el operador del control sea capaz de analizar la calidad de las señales
mediante su audición.
S
Como parte imprescindible de un estudio de sonido nos encontramos con el gabinete de
producción. Dependiendo del tamaño del estudio, se pueden tener uno o varios gabinetes
de producción. A estos gabinetes llegan las señales procedentes de varias fuentes internas
o externas de sonido, e incluso de otros gabinetes de producción, ofreciendo la
posibilidad de mezclar todas ellas para obtener el producto final, ya sea una grabación,
una audición, o su emisión vía radio. Estos gabinetes deben estar suficientemente aislados
del ruido exterior como para que éste no afecte a la audición del productor. El corazón
del gabinete de producción es la mesa de mezclas que se verá en el siguiente apartado.
S
En el caso de emisoras de radio con salida constante de sonido hacia el exterior, se
encuentra un gabinete de continuidad. En él se va dando paso a todos los programas a
emitir y a los cortes publicitarios.
S
En aplicaciones de difusión, como emisoras de radio, se dispondrá también de una sala
aparte donde estarán los equipos y la salida de radiofrecuencia. Esta separación se debe
en parte a su volumen, y a que los equipos de emisión suelen estar ventilados debido a
la alta potencia que desarrollan. Estos ventiladores no deben estar en ninguno de los
espacios útiles de la emisora por el ruido que producen.
S
Otros habitáculos como archivo, administración CDteca, etc., son quizá menos
importantes en cuanto a la tecnología.
6.7.3. La mesa de mezclas en producción y continuidad
La mesa de mezclas es el núcleo de un estudio de producción, puesto que a través de ella
se procesan todas las señales de sonido del estudio. Sin la mesa de mezclas no es posible realizar
trabajos de calidad. La mesa de mezclas está diseñada, básicamente, para amplificar la señal de
cada fuente de sonido y componer la mezcla final. Los botones de entrada permiten el acceso al
sonido desde todos los equipos de reproducción de audio; que pueden ser desde instrumentos
19
Introducción a la Ingeniería Audiovisual
musicales del estudio de directo, simples reproductores de CD o de cinta, unidades multipista
para manejar señales sincronizadas, entradas de sonido de otros gabinetes de producción o
locución; o líneas externas como el teléfono, la unidad móvil o el receptor vía satélite. Existen
diversos tamaños de mesas de mezclas desde cinco canales hasta más de treinta.
Cada equipo o instrumento del estudio tiene conectada su salida a un canal de la mesa de
mezclas. Cada canal dispone de un control de volumen de entrada con el fin de equilibrar la
entrada de este canal frente a la de los demás. También disponen de ecualización en cada canal;
la más común es la ecualización de tres bandas, que proporciona ajuste de frecuencias en las
bandas de agudos, medios y graves. Además, cada canal tiene otro control de volumen de salida,
que normalmente es longitudinal, y se utiliza para dar entrada al canal en la mezcla sonora.
Además, cada mesa de mezclas dispone de una entrada de micrófono.
Los potenciómetros de salida de cada canal tienen una posición llamada de previo, por
debajo del mínimo de volumen, que permite al productor escuchar por los auriculares lo que esta
entrando por este canal, sin tener que dirigir la señal hacia la salida de la mesa; es decir, el sonido
del canal de previo no entrará en el programa hasta que el potenciómetro de volumen de salida
no se abra; pudiendo así ajustar todo lo necesario antes de que el sonido entre en la mezcla. En
cuanto a potenciómetros de volumen hemos de contar también otros dos generales para la salida
hacia los auriculares y para los altavoces del estudio. Estos últimos no afectan a la salida real de
la mesa hacia el exterior.
Por si la cantidad de canales de la mesa de mezclas no se suficiente, en muchos estudios
se instalan paneles de conmutación que amplían su capacidad. Estos paneles de conmutación que
tienen un número de entradas mayor que el número de salidas, permiten conectar cualquiera de
las señales de entrada a cualquiera de las líneas de salida. Como ejemplo, disponiendo de un
panel de conmutación de 10 entradas y 4 salidas, si conectamos las cuatro salidas a cuatro canales
de la mesa de mezclas, se tendrá la posibilidad de disponer en la mezcla de cualesquiera cuatro,
de las 10 entradas totales.
La salida de la mesa de mezclas puede llevarse a diversos destinos según convenga: un
grabador, otro gabinete de control, o a los equipos de radiofrecuencia de la emisora. Los
gabinetes de producción suelen tener también algún generador de efectos a la salida de la mesa
de mezclas, para producir diferentes efectos digitales con el sonido.
20
Tecnologías del sonido
6.7.4. Disposición del gabinete de producción
En el gabinete de producción, los equipos se deben disponer facilitando la accesibilidad
por parte del productor a los controles. La forma más común es en herradura o en “U”, de manera
que todos los sistemas estén al alcance. El espacio interno de esta “U” debe ser de más de un
metro, de tal manera, que el productor pueda tocar todos los elementos del equipo con sólo estirar
los brazos. La mesa de mezclas estará situada en el centro de todo el conjunto, y junto a él, todos
los equipos de reproducción como CDs, pletinas, DAT, etc.
La altura de los equipos dependerá de su utilización. Lo normal es tenerlos por encima
de la altura del estómago. Los cargadores de CDs con bandeja no deben estar muy altos para que
la bandeja sea visible. Por otra parte aquellos equipos con ranura estarán a la altura de los
hombros para facilitar su uso. Las unidades de cinta se suelen colocar en ángulo, para facilitar
el acceso y limpieza de sus cabezales. Los altavoces se colocarán en los muros, y orientados hacia
la posición del productor sentado. Todas estas posiciones tratan de contribuir a la comodidad del
productor, facilitando su tarea y aumentando su rendimiento.
En la producción de anuncios, mensajes, y programas, se suelen utilizar gran número de
discos, cintas, o MiniDiscs. Se suele disponer de un pequeña estantería con los soportes que más
se utilicen al lado de los equipos de producción, así como otro material, como cascos, micrófonos
de reserva etc.. El resto de material suele estar en otro compartimento.
Es muy importante conocer perfectamente el funcionamiento de los aparatos. El productor
debe convertirse en un experto en el manejo de los equipos, algo que sólo se consigue con la
práctica. Además debe entender y conocer todo el cableado interno y externo del equipo, por sui
tuviera que solventar algún problema de conexión sencillo que apareciera.
6.8. Aplicaciones de las tecnologías del sonido.
Dando un repaso a los apartados anteriores se pueden encontrar multitud de aplicaciones
relacionadas con el sonido. Podemos comenzar por aquellas aplicaciones orientadas al sonido
en su estado puro, es decir, como onda de presión sonora. En este campo nos encontramos de
lleno con la “acústica arquitectónica” y la “acústica de estudios”. Éstas se orientan al
acondicionamiento sonoro de todo tipo de recintos, ya sean para actuaciones musicales, para
albergar un estudio de grabación, para aislar acústicamente un bar de forma que no se moleste
a los vecinos, o simplemente una vivienda situada en una zona ruidosa. Estas dos aplicaciones
dan nombre a dos asignaturas optativas de esta carrera.
21
Introducción a la Ingeniería Audiovisual
Asociado también con el sonido en estado puro podemos encontrar multitud de
aplicaciones relacionadas con el ruido: estudios del ruido en entornos urbanos o industriales,
impactos de ruido de determinadas fuentes, etc. A este entorno están orientandose asignatura de
esta carrera como “Instrumentación Acústica y Vibraciones”, “Ultrasonidos”, e “Impacto de
Ruido Ambiental”.
Otro área dentro de la acústica pero orientada directamente a los instrumentos musicales
es la “Acústica Musical”. En ella se tratan las escalas de notas, los instrumentos musicales, y la
mejor adaptación de éstos a los micrófonos, para convertir el sonido en señal de audio de la
máxima calidad.
Avanzando gradualmente del sonido puro a su tratamiento electrónico se encuentra la
fabricación de los elementos electroacústicos, necesarios para traducir la onda sonora en señal
eléctrica, y viceversa. El diseño de micrófonos y altavoces requiere un gran conocimiento de los
materiales acústicos, y su comportamiento frente al sonido; así como el efecto a utilizar para
realizar la conversión del movimiento de las membranas a la corriente eléctrica. Dentro de los
procesos de fabricación encontramos también el diseño de equipos electrónicos dedicados a
aplicaciones sonoras, ya sean musicales o no: como son los amplificadores y los reproductores.
.
En cuanto a la utilización de sonido con fines comerciales podemos distinguir dos
aplicaciones principales: la primera el ocio y entretenimiento y la segunda las comunicaciones.
De las aplicaciones en ocio destacan la parte técnica de las actuaciones en directo de todo tipo,
y la grabación musical en estudio con fines comerciales.
El ámbito de las comunicaciones también es muy importante dentro de las aplicaciones
de las tecnologías del sonido. Además de aplicaciones netamente sonoras como la radiodifusión,
se deben considerar otras, que aunque principalmente están orientadas a la imagen, como el cine
y la televisión, el sonido es una característica esencial. Incluso hay quién piensa que el sonido,
en estas aplicaciones de imagen, es lo importante ya que ofrece mucha más información que las
propias imágenes. En los inicios de todas estas aplicaciones de comunicación, el sonido era
monofónico, es decir todo el sonido venía de una fuente puntual. Con la evolución de los
sistemas, se vio que el sonido estereofónico proporciona un grado más de calidad y realismo a
las grabaciones. Esto se basa en que los humanos percibimos los sonidos por los dos oídos y
gracias a ello, podemos localizar una fuente de sonido fácilmente. Utilizando adecuadamente dos
fuentes sonoras se puede simular un “paisaje” sonoro, con diferentes fuentes de sonido repartidas
entre los dos altavoces.
22
Tecnologías del sonido
En el periodo de transición entre los sistemas mono y estéreo, aparece la problemática de
la compatibilidad. Es decir, como hacer que las emisiones en estéreo se escuchen en los sistemas
monofónicos, y como hacer que las emisiones monofónicas se escuchen también con calidad en
los sistemas estereofónicos. Este problema se ha resuelto de dos maneras diferentes en radio y
en televisión. Considerando L al canal izquierdo y R al canal derecho,
S
En radio, se ha añadido a la emisión un segundo canal separado con la señal (L-R).
Sumando éste al canal monofónico (L+R) obtenemos el canal 2L y restándolo obtenemos
el 2R, quedando ambos canales separados.
S
En el caso de la televisión, el segundo canal que se utiliza contiene la información 2R con
el sistema de comunicación NICAM que es digital. También mediante operaciones
matemáticas sencillas se pueden separar ambos canales fácilmente sin perjudicar al
formato original.
También dentro de las aplicaciones de comunicación, pero a caballo con las de
entretenimiento, hemos de destacar los entornos multimedia en informática, que manejan a la vez
imágenes, sonidos y datos. En este caso se abre un gran abanico de posibilidades en cuanto a la
utilización de sonidos: síntesis musical, compresión sonora para transmisión por internet y
almacenamiento en disco de sonido, efectos especiales, etc.
Finalmente, aplicaciones que todavía están en periodo de investigación son las
relacionadas con la síntesis y el reconocimiento de voz. Estas tecnologías se pretenden utilizar
para la asistencia a personas discapacitadas, para facilitar la comunicación hombre-máquina; o
en el ámbito de la seguridad, con el fin de enviar mensajes informativos en caso de peligro.
23
Introducción a la Ingeniería Audiovisual
Ejercicios
Examen de Enero de 2001
1.-
Tecnologías de la imagen y tecnologías del sonido. (0.8p.)
Indica si son verdaderas (V) o falsas (F) las siguientes proposiciones, y explica el porqué
de tu decisión.
A)- Un inconveniente de las señales digitales es lo mucho que les afecta el ruido.
Falso. La señal digital es una señal relativamente inmune al ruido, ya que al
estar compuesta por dos símbolos suficientemente separados, la señal
digital afectada por ruido, en general, puede regenerarse.
B)- Cuando se graba una melodía mediante un equipo MIDI, su calidad se deteriora por
el uso, ya que éste es un sistema analógico.
Falso. Los sistemas MIDI son sistemas digitales. Por lo tanto su calidad se
mantiene con el uso.
Examen de Enero de 2002
2.-
Explica la función que tienen los distintos gabinetes o salas que podemos encontrar
fundamentalmente en un estudio de sonido.(1,5p)
La configuración de un estudio de sonido dependerá de la aplicación para la
que esté destinado. No es lo mismo un estudio de una emisora de radio local que
un estudio de una productora de sonido... Pero en general podemos encontrar en
todos ellos partes fundamentales comunes:
El gabinete de control tiene la misión de comprobar la calidad de las fuentes
de sonido, ya sean internas del estudio o externas como teléfono, satélite, etc.
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Tecnologías del sonido
Los gabinetes de locución se utiliza para aplicaciones en las que aparecen
personas hablando o música en directo. En estos el aislamiento acústico es
crítico, ya que debe evitarse que los micrófonos capten sonidos del exterior, o se
produzcan ecos en el interior.
A los gabinetes de producción llegan las señales de diferentes fuentes de
sonido y todas ellas se mezclan en las mesas de mezclas para obtener a la salida
la producto sonoro deseado. Este producto puede posteriormente grabarse,
emitirse por radio, etc.
Otro lugar menos importante es un almacén de documentos sonoros,
discos, CDs, etc.
En el caso de emisoras de radio, existirá una sala separada para los equipos
de transmisión, ya que estos pueden llegar a ser bastante ruidosos.
Examen de Junio de 2002
3.-
Explica de qué manera se interconectan lo equipos en el gabinete de producción de un
estudio de sonido. Indica también que posibilidades ofrece una mesa de mezclas en este
entorno (1,5p).
El corazón de un gabinete de producción de sonido es, precisamente, una
mesa de mezclas. A las entradas de la mesa de mezclas están conectados todos
los equipos de reproducción de audio, las salidas de algunos otros gabinetes de
producción o locución, y probablemente algún generador de efectos.
La salida de la mesa de mezclas puede llevarse, a su vez, a diferentes
destinos según cada aplicación: a un grabador, a otro gabinete de producción, o
a los equipos de radiofrecuencia si se trata de una aplicación de difusión vía radio.
La mesa de mezclas tiene un control de volumen y ecualización (agudos,
medios y graves) para cada canal de entrada, pudiendo realizar con ellos la mezcla
del material sonoro a gusto del productor.
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Introducción a la Ingeniería Audiovisual
Examen de Enero de 2003
4.-
a)- Explica en qué consiste la síntesis digital de audio (puedes explicarlo utilizando un
dibujo). (0,75p.)
La síntesis digital de audio consiste en guardar en una memoria las muestras
digitales que representan a un sonido. Dependiendo de si la memoria es ROM (de
sólo lectura) o RAM (de lectura y escritura) tendremos una tabla de ondas, o un
sampler.
b-) ¿Qué es el MIDI?. (0,75p.)
El MIDI es un protocolo digital de comunicaciones, que permite la comunicación
entre los instrumentos musicales electrónicos y los ordenadores. De esta
manera, se pueden disparar varios instrumentos desde un solo ordenador o un
teclado, y se pueden almacenar melodías en el ordenador que serán fácilmente
modificables.
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Tecnologías del sonido
Bibliografía
- Alten, Stanley R. "Manual de audio en los medios de comunicación".
- Colina, C. y Moreno, A. "Acústica de la edificación".
- Ebersole, Samuel E. "Manual del operador profesional de radio y televisión".
- Keith, Michael C. "Técnicas de producción de radio"
- Jordá Puig, Sergi. "Audio digital y MIDI". Ed. Anaya Multimedia.
- Saposhkov, M. A. "Electroacústica".
- Watkinson, John. "Audio Digital".
- www.yamaha.com
- www.midi.com
- www.digitalaudio.com
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