Seccin 1: Sistemas de Sonido

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transmisin n. transmitiendo o siendo transmitido; programa de emisin transmitir v.t. 1. pasar, dar, transferir, comunicar. 2. permitir el paso a travs, ser un medio para, servir para comunicar (calor, luz, sonido, electricidad, emocin, seal, noticias) Diccionario Concise Oxford

Transm isinObjetivos de la TransmisinLa Transmisin es el transporte de una forma de onda de un lugar a otro. La calidad de la transmisin se juzga por la precisin en la semejanza con la forma de onda original. Capturamos la forma de onda acstica o electrnica original con la intencin de reconstruirla eventualmente en una forma de onda acstica para que llegue a nuestros odos, pero la pro- babilidad est en nuestra contra. De hecho, tenemos cero posibilidades de xito. Lo mejor que podemos esperar es minimizar la distorsin de la forma de onda, es decir, controlar los daos. Ese es el objetivo principal de todos los esfuerzos descritos en este libro. Puede sonar decepcionante, pero es mejor empezar con una valoracin realista de las posibilidades. Nuestro obje-

tivo principal es uno al que nos podemos aproximar, pero que nunca alcanzaremos. Habr un gran nmero de toma de decisiones ms adelante que dependern, ante todo, de aquello que proporcione el menor dao a la forma de onda. Nuestro estudio principal sobre la transmisin observar tres modos: electrnico de nivel de lnea, electrnico de nivel de altavoz y acstico. Si cualquier enlace en la cadena de transmisin falla, nuestra misin falla. El enlace ms vulnerable en la cadena es, sin duda, el viaje acstico final desde el altavoz al oyente. Este camino est plagado de poderosos adversarios que toman la forma de nuestra seal (reflexiones y llegadas de otros altavoces en nuestro sistema), y distorsionan la forma de onda, a menos que sean copias exactas y lleguen exactamente en el mismo momento. Empezaremos con las propiedades de transmisin comunes a todas las partes del camino de la seal.

Figura 1.1 Flujo de transmisin desde la fuente de seal al oyente.

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Sound Systems: Design and Optimization

Definicin de Transmisin de AudioUna seal de audio es un cambio constante: el movimiento de las molculas y los electrones transfiriendo energa desde una fuente vibratoria. Cuando la seal de audio deja de cambiar, deja de existir como audio. A medida que las seales de audio se propagan hacia el exterior, las molculas y los electrones se desplazan hacia delante y hacia detrs, pero en realidad no van a ningn sitio, siempre vuelven a su origen. La extensin del cambio es la amplitud, tambin referida como magnitud. Un viaje de ida y vuelta al origen es un ciclo. El viaje lleva un tiempo, y ese espacio de tiempo es el periodo, que se da en segundos, o por cuestiones prcticas, en milisegundos (ms). El recproco del periodo es la frecuencia, que es el nmero de ciclos completados en un segundo y se expresa en herzios (Hz). El viaje es continuo y sin principio ni fin definido. El ciclo puede empezar en cualquier punto del viaje y se completa con el regreso a la misma posicin. La naturaleza radial del viaje hace necesario que encontremos una forma de fijar nuestra posicin en el crculo: este parmetro es lo que se llama la fase de la seal. Los valores se expresan en grados, desde 0 (punto de origen) hasta 360 (un viaje de ida y vuelta completo), y el punto de medio ciclo en el camino de la fase, 180 grados, ser de un especial inters a medida que avancemos. Todas las transmisiones requieren de un medio, es decir, la entidad a travs de la cual se pasa de un punto a otro, hecho de molculas o electrones. En nuestro caso el medio primario son los cables (electrnico) y el aire (acstico), pero entretanto, tambin hay medios magnticos y mecnicos. El proceso de transferir la energa de audio entre medios se conoce como transduccin. La distancia fsica necesaria para completar un ciclo en un medio particular es la longitud de onda, y normalmente se expresa en metros o en pies. El tamao de la forma de onda para una frecuencia dada es proporcional a la velocidad de transmisin de nuestro medio. La naturaleza fsica del componente de amplitud de la forma de onda es dependiente del medio. En el caso acstico, el medio es el aire y las vibraciones se expresan como cambios en la presin. La mitad del ciclo que es mayor que la presin ambiental se llama presurizacin, mientras que la parte de 4

baja presin se llama rarefaccin. El movimiento de un altavoz hacia adelante en el aire crea una presurizacin y el movimiento hacia detrs crea rarefaccin. La transmisin pasa a travs del medio, una distincin importante. A travs del medio pueden pasar mltiples transmisiones a la vez. Para las seales electrnicas, el cambio de presin elctrico se expresa en voltaje. Las presiones positivas y negativas se expresan simplemente como voltaje positivo y negativo. Este movimiento tambin se llama corriente alterna (AC) puesto que alterna por encima y por debajo del voltaje ambiental, tambin llamado corriente continua (DC). Paranuestosesfuerzosescrticotenerunamplioconocimiento sobre la relacin de la frecuencia, el periodo y la longitud de onda. La relacin de estos tres parmetros juega un gran papel en nuestras estrategias de diseo y optimizacin.

Tiempo y FrecuenciaEmpecemos con un tono simple, llamado onda senoidal, y la relacin de frecuencia (F) y periodo (T): T = 1/F y F = 1/T donde T es el periodo de tiempo de un ciclo en segundos y F es el nmero de ciclos por segundo (Hz). Para ilustrar este punto usaremos una frecuencia y un delay convenientes por su claridad: 1000 Hz (o 1 kHz) y 1/1000 segundos ( 1 ms). Si conocemos la frecuencia podemos resolver el tiempo, y si sabemos el tiempo podemos resolver la frecuencia. Por tanto F =1/T 1000Hz 1000Hz 1000Hz T =1/F 0.001 s 1ms 1/1000s 0.001s 1ms 1/1000Hz 1/1000Hz

A lo largo de este texto abreviaremos el periodo de tiempo por el trmino tiempo para connotar el periodo de tiempo de una frecuencia en particular. La frecuencia es el parmetro ms conocido, ya que est muy relacionado con el trmino musical tono. La mayora de los

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Figura1.2 Amplitud vs. tiempo convertido a amplitud vs. frecuencia

ingenieros de audio se entienden primero en trminos musicales, ya que pocos llegamos a este mundo tras una larga fascinacin por la fsica acstica. Sin embargo, debemos ir ms all de la frecuencia/tono, puesto que nuestro trabajo es ajustar el sistema de sonido, no afinar los instrumentos musicales. En este mundo tenemos que tener siempre presente la conexin entre frecuencia, periodo y longitud de onda. La frecuencia de 1 kHz solamente existe con su recproco de 1 ms. Esto no depende del medio, ni de la temperatura, ni es parte de un estndar establecido: es una de las pocas verdades absolutas del audio. Si el audio viaja por un cable, estos dos parmetros sern lo suficientemente amplios para nuestras discusiones. Si es por el aire, necesitaremos aadir una tercera dimensin: la longitud de onda. Una seal de 1 kHz solo existe en el aire como una longitud de onda tan larga como la distancia desde el codo al puo. El comportamiento a 1 kHz se regir por la realidad fsica de su periodo de tiempo y su longitud de onda. La primera regla de la optimizacin es no considerar nunca una seal acstica sin considerar los tres parmetros!

Longitud de OndaPor qu deberamos tener en cuenta la longitud de onda? Despus de todo, no hay analizadores acsticos que muestren estos datos. No hay procesadores de seal que dependan de ella para el ajuste. Hay algunas aplicaciones en las que podemos ignorar felizmente la longitud de onda, por ejemplo: cuando usamos un solo altavoz en un entorno libre de reflexiones. Para todo el resto de aplicaciones, la longitud de onda no solo es relevante: es decisiva. La longitud de onda es el parmetro crtico en la suma acstica. La combinacin de seales en una frecuencia dada est gobernada por el nmero de longitudes de onda que las separa. Aqu hay mucho en juego, como lo evidencia el hecho de que el Captulo 2 est dedicado exclusivamente a este tema: suma. Las combinaciones de longitudes de onda pueden oscilar desde una adicin mxima hasta una cancelacin mxima, y puesto que planeamos hacer muchas combinaciones, ms vale que seamos conscientes de la longitud de onda.

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Sound Systems: Design and Optimization El tamao de la longitud de onda es proporcional a la velocidad nica de transmisin del medio. Una frecuencia dada tendr una longitud de onda diferente en su forma electrnica (sobre 500,000 veces ms larga) que su versin acstica. Si se cambia el medio, su velocidad de transmisin y todas las longitudes de onda cambiarn con l. La frmula de la longitud de onda es L = c/F donde L es la longitud de onda en metros, c es la velocidad de transmisin del medio, y F es la frecuencia (Hz). La velocidad de transmisin en el aire es de las ms lentas. El agua es un medio muy superior en trminos de velocidad y respuesta en altas frecuencias; sin embargo, los peligros de electrocutamiento y ahogo hacen de este

Tabla 1.1 Lenguaje comn Vel. sonido en el aire a 0 + Ajuste para temperature ambiente = Vel. sonido a temperatura ambiente Sistema Imperial/Americano 1052 pies/seg. +1 (1.1 x T) Temperatura T en F = c pies/segundo Sistema Mtrico 331.4 m/s +1 (0.607 x T ) Temperatura T en C = c metros/segundo Figura 1.3 Tabla de frecuencia, periodo y longitud de onda (a temperatura ambiente) para frecuencias por 1/3 de octava

un medio de re-fuerzo sonoro poco popular (natacin sincronizada aparte). Nos quedaremos con el aire. Las frmulas para la velocidad del sonido en el aire se muestran en la Tabla 1.1. Por ejemplo a 22C: c = (331.4 + 0.607 x 22) metros/segundo c = 344.75 metros/segundo Ahora que podemos calcular la velocidad de transmisin, podemos determinar la longitud de onda para una frecuencia dada/periodo de tiempo: L = c/F Donde L es la longitud de onda en metros, c es la velocidad de transmisin del sonido, y F es la frecuencia (Hz). 6

El rango de frecuencia audible que se muestra en la mayora de los libros es de 20 Hz a 20 kHz. Pocos altavoces son capaces de reproducir los extremos de 20 Hz o 20 kHz a un nivel de potencia suficiente como para jugar un papel significante. Es ms til limitar la discusin a aquellas frecuencias que es ms probable encontarse normalmente: 31 Hz (la nota B en un bajo de cinco cuerdas) hasta 18 kHz. Las longitudes de onda en esta banda van desde el tamao del ancho de un dedo hasta un contenedor de mercancas estndar. Las longitudes de onda ms largas son como unas 600 veces mayores que las ms pequeas

Efectos de la Temperatura

Transmission Como vimos anteriormente, la velocidad del sonido en el aire depende ligeramente de la temperatura. A medida que la temperatura ambiente aumenta, la velocidad del sonido se incrementa, y por lo tanto, la longitud de onda se expande. Este comportamiento puede afectar ligeramente la respuesta de nuestros sistemas durante la duracin de un evento, ya que la temperatura est sujeta a cambios incluso en los ambientes ms controlados. Sin embargo, y aunque normalmente se le da una atencin considerable, este no es un gran factor en la amplia composicin de las cosas. No es probable que un sistema pobremente diseado mejore con los cambios del tiempo. Y tampoco es prctico realizar anlisis ambientales continuos sobre las extensas reas de una audiencia para compensar la sala. Para nuestros propsitos, consideraremos la velocidad del sonido fija y aproximadamente a temperatura ambiente.

Figura 1.4 Una referencia til para longitudes de onda cortas.

Figura 1.5 Tabla de velocidad del sonido, periodo y longitud de onda a distintas temperaturas

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Sound Systems: Design and Optimization Cuando la variacin de temperatura sea relevante para nuestros propsitos, se especificar. La relacin entre la temperatura y la velocidad del sonido puede aproximarse de la siguiente manera: Un cambio del 1 por cien en la velocidad del sonido ocurre con un cambio de temperatura de 5C 10F. general, pero las distintas frecuencias mantendrn sus identidades separadas. Estas frecuencias pueden separarse despus con un filtro (como en tu odo) y escucharse como sonidos separados. Cuando se combinan dos seales de la misma frecuencia, se crea una seal nueva y nica que no puede separarse con filtros. En este caso, la relacin de fase tendr un efecto decisivo en la naturaleza de la forma de onda combinada. Las ondas existen en muchas formas, y los componentes listados anteriormente estn presentes sin importar la forma de la onda. Todas las formas captan la onda de audio original de la misma manera bsica. Los tipos de onda analgicas incluyen la electrnica, la magntica, la mecnica, la ptica y la acstica. Las seales de audio digitales son normalmente electrnicas, magnticas u pticas, pero el mecanismo de la transferencia de datos no es crtico aqu: podran ser tarjetas de fichar siempre y cuando podamos moverlas lo suficientemente rpido para leer los datos. Cada medio graba la onda en diferentes formas de energa, adecuada a los particulares del medio de transmisin, junto con sus propias vulnerabilidades y limitaciones. El audio digital es entendido mucho ms fcilmente cuando se ve una traduccin matemtica de la onda. Para estos propsitos, no es diferente del analgico, el

La Forma de OndaNo hay lmite en la complejidad de la seal de audio. Las ondas a mltiples frecuencias pueden combinarse simultneamente para crear una seal nueva y nica que sea la suma de las seales contribuyentes. Esta seal compuesta es la forma de onda, que contiene una mezcla ilimitada de frecuencias de audio con amplitudes y relaciones de fase variables. La forma de la onda compleja depende de los componentes que la crean y vara constantemente a medida que lo hacen. Un parmetro clave es cmo la frecuencia de cada una de las seales contribuyentes afecta a la forma de onda combinada. Si se aaden dos seales de frecuencias distintas, la onda llevar la forma de ambas ondas independientemente. La frecuencia ms alta se aadir a la forma de la onda de frecuencia ms baja. La fase de las frecuencias individuales afectar a la forma

Figura 1.6 Tabla de referencia de algunos trminos ms comnes usados para describir y cuantificar una onda de audio

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Figura 1.7 Combinacin de ondas de la misma frecuencia al mismo nivel con diferentes relaciones de fase: (A) 0 grados de fase relativa combina a 16 dB de amplitud, (B) 90 grados de fase relativa combina a 13 dB de amplitud, (C) 120 grados de fase relativa combina a 10 dB, (D) 180 grados de fase relativa cancela.

Figura 1.8 Combinacin de ondas de distintas frecuencias con niveles y relaciones de fase distintas. (A) La segunda frecuencia es 5 veces mayor y 12 dB menor en nivel que la primera. La relacin de fase es 0 grados. Nota que ambas frecuencias pueden verse en la forma combinada. (B) Igual que (A) pero con relacin de fase relativa a 180 . Nota que no hay cancelacin en la onda combinada. La orientacin del trazo de las frecuencias altas se ha movido, pero la de las frecuencias bajas no ha cambiado. (C) Combinacin de (A) con una tercera. La tercera frecuencia es 25 veces la frecuencia ms baja y 18 dB menor en nivel. La relacin de fase coincide para todas. Se pueden distinguir las tres frecuencias en la onda.

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Sound Systems: Design and Optimization

Figura 1.9 Tres representaciones de la onda de audio

cual puede ser cuantificado matemticamente en cualquiera de sus formas de energa residentes. La seal de audio puede visualizarse de tres formas diferentes como se muestra en la Fig. 1.9. Un ciclo se divide en 4 cuadrantes de 90 grados cada uno. Este cuadro ilustra el movimiento de la seal desde un punto de reposo hasta la amplitud mxima en ambas direcciones y el regreso al punto origen. Es la representacin del movimiento de la partcula en el aire vigorizada por una fuente de sonido, como un altavoz.Ayuda tambin a ilustrar el movimiento de la onda hacia adelante y hacia detrs, en vez de alejarse del altavoz. No debera confundirse un altavoz con un ventilador. El desplazamiento mximo se encuentra en los puntos de 90 y 270 en el ciclo. A medida que la amplitud incrementa, el desplazamiento desde el punto de equilibrio aumenta. A medida que la frecuencia aumenta, el tiempo trasncurrido para completar el ciclo disminuye. La forma radial representa la seal en un crculo. El punto de origen de la onda corresponde al punto de comienzo del valor de fase, que podra ser cualquier punto en el crculo. El ciclo se completa cuando se regresa al valor de fase del punto de origen. Esta representacin muestra el papel que jugar la fase. La diferencia entre las posiciones relativas de dos fuentes de sonido cualquiera en este grfico radial determinar cmo reaccionar el sistema cuando se combinen. La representacin de la onda senoidal es la ms familiar para los ingenieros de sonido, y puede verse en un osciloscopio. Se rastrea el valor de amplitud con respecto al

tiempo y se calca la forma de onda en el orden en que pasa la seal. Los conversores de analgico a digital capturan esta forma de onda y crean una valoracin matemtica de la onda en amplitud vs. tiempo.

Cuantificar la TransmisinDecibeliosLas amplitudes de la transmisin, tambin conocidas como niveles, se expresan comnmente en decibelios (dB), una unidad que describe una relacin entre dos medidas. El decibelio es un sistema de escala logartmica usado para describir relaciones con un rango de valores muy amplio. El uso del decibelio tiene el beneficio aadido de acercarse a nuestra percepcin de los niveles sonoros, la cual es generalmente logartmica. Hay varias escalas de dB que son aplicables a la transmisin. Puesto que los decibelios estn basados en relaciones, siempre son una escala relativa. La cuestin es: relativa a qu? En algunos casos queremos comparar un nivel relativo con un estndar fijo. Debido a que el audio est cambiando constantemente, tambin es til tener una escala puramente relativa que compare dos seales desconocidas. Un ejemplo de esto ltimo es la comparacin del nivel de salida de un equipo relativo a la entrada. Esta relacin se conoce como la ganancia del equipo. La relacin entre la entrada y la salida puede ser cuantificada incluso aunque una seal est en constante

Perspectivas: He intentado aportar lgica, razonamiento y fsica a mis problemas en aplicaciones de audio. He descubierto que, cuando la causa de un evento es atribudo a la magia, significa que no tenemos los datos suficientes para entender el problema, o no entendemos las fuerzas involucradas en producir el fenmeno observado. Dave Revel

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Figura 1.11 Refrencia de frmula logartmica en Microsoft Excel

Relative level (dB) 5 20 3 log10

Level1 Level2 Power1 Power2

Relative power (dB) 5 10 3 log10Figura 1.10 La relacin de la salida con la entrada puede convertirse a dB con esta tabla de referencia. Para comparar un nivel dado con uno estndar, Level1 es el nivel dado y Level2 es el estndar. Para derivar la ganancia de un equipo, Level1 es el nivel de salida y Level2 es el nivel de entrada. Asimismo, se puede averiguar la potencia de ganancia sustituyendo los parmetros de potencia

cambio, como la msica. Si aparece el mismo voltaje en la entrada y la salida, la relacin de la entrada con la salida es 1, tambin conocido como ganancia unidad, o 0 dB. Si el voltaje en la salida es mayor que en la entrada, el valor de la ganancia es mayor que 1, y expresado en dB es positivo. Si la salida es menor que la entrada, la ganancia es menor de 1 y en dB es un nmero negativo; en otras palabras, es una prdida. El valor real en la entrada o la salida no es importante. Es el cambio de nivel entre ellos lo que se refleja en el valor de ganancia en dB. Hay dos tipos de frmulas logartmicas aplicables en audio:

Las ecuaciones relacionadas con la Potencia usan la versin 10 log, mientras que las relacionadas con la presin sonora (SPL) y voltaje usan la versin 20 log. Es importante usar la frmula apropiada, puesto que el doble de voltaje es un cambio de 6 dB, mientras que el doble de potencia es un cambio de 3 dB. La mayora del tiempo usaremos la versin 20 log, ya que la presin acstica (dB SPL) y el voltaje son los valores principales en nuestra toma de decisiones. La Figura 1.10 proporciona una tabla de referencia para relacionar los valores con sus decibelios equivalentes. Este es un buen truco para los usuarios de Microsoft Excel. La Figura 1.11 muestra el formato de la frmula para que Excel realice los clculos logartmicos por nosotros.

El Decibelio Electrnico: dBV y dBuLa transmisin electrnica utiliza la escala del decibelio para caracterizar los niveles de voltaje. Los operadores prefieren la escala del decibelio sobre la escala lineal debido a 11

Sound Systems: Design and Optimization su relativa facilidad de expresin. Con la linealidad expresada nos encontraramos refirindonos a la seal en microvoltios, milivoltios y voltios con varias series de valores y rangos numricos. Una escala as hace muy dificil rastrear una seal variable como la msica. Si quisiramos doblar el nivel de una seal tendramos que saber primero el voltaje de la seal original y luego computar su doble. Con seales dinmicamente cambiantes como la msica, el nivel est en flujo en cualquier momento, lo que hace tales clculos poco prcticos. La escala del decibelio proporciona un cambio relativo del valor independiente del valor absoluto. Por lo tanto, el deseo de duplicar el nivel puede conseguirse con un cambio de 6 dB, sin importar el valor original. Tambin podemos relacionar el decibelio con un estndar fijo, el cual designamos como 0 dB. Los niveles se indican por su valor relativo por encima (+dB) o por debajo (-dB) de este estndar. Por supuesto esto sera mucho ms sencillo si solo hubiera un estndar, pero la tradicin en nuestra industria es tener varios. dBV y dBu son los ms comunes actualmente. Estos son referenciados a valores de 1.0 voltio y 0.775 voltios (1 mW a travs de una carga de 600 V) respectivamente. La diferencia entre estos es una cantidad fija de 2.21 dB. Nota: Para facilidad de uso utilizaremos el dBV como estndar en este texto. Aquellos que prefieran el estndar del dBu deben aadir +2.21 dB a los valores dBV dados. Level (dBV) 5 20 3 log10 Level (dBu) 5 20 3 log10 Level1 1V Level1 0.775 V niveles de operacin de los equipos electrnicos estn escalados debidamente para los niveles de seal que pasen a travs de ellos. Una vez hayamos capturado la onda de audio en su forma electrnica, pasar a travs del sistema como un nivel de vol-

Las escalas de dB relacionadas con el voltaje sirven el importante propsito de guiarnos hacia el rango de operacin ptimo de los equipos electrnicos. Los lmites superior e inferior de un equipo electrnico son valores absolutos, no relativos. El ruido de fondo tiene un nivel medio estable, y el punto de recorte es un valor fijo. Estos se expresan en dBV. El nivel absoluto de nuestra seal deber pasar entre estos dos lmites para prevenir el ruido excesivo o la distorsin. El rea entre estos lmites es el rea de operacin lineal del equipo electrnico. Nuestros diseos tendrn que asegurar que los 12

Figura 1.12 Tabla de referencias para para voltajes operacionales tpicos y niveles de vatios en distintas etapas de transmisin del audio. Todos los voltajes son RMS

taje con una corriente insignificante, y por lo tanto, disipacin de potencia mnima. Las secciones de salida de baja impedan-

Transmission cia, junto con las entradas de alta impedancia, nos permiten el lujo de no considerar los niveles de potencia hasta alcanzar los terminales de salida del amplificador. De esta manera, los amplificadores pueden verse como equipos de entrada de voltaje con etapas de potencia para alimentar los altavoces. El amplificador tambin aporta un aumento enorme de corriente y capacidad de voltaje adicional. La Figura 1.12 proporciona una tabla de referencia mostrando los niveles de voltaje operacionales estndar para todas las etapas de flujo de la seal en el sistema. El objetivo es transmitir la seal a travs del sistema en el rango de voltaje de operacin lineal de todos los equipos, sin caer en el ruido de fondo. Todava hay otro juego de letras apndices que pueden aadirse a los dB de la frmula de voltaje. Estas designan si el voltaje medido es un pico o el valor medio. Las seales AC son ms complejas de caracterizar que las seales DC. Las seales DC son un nmero dado de voltios por encima o por debajo de la referencia comn. Las seales AC, por naturaleza, van hacia arriba y hacia abajo. Si tomramos una media en el tiempo conlcuiramos que los viajes positivo y negativo de la seal AC tienden a 0 voltios. Si ponemos nuestros dedos en los conductos de corriente AC nos daremos cuenta del hecho de que tender a 0 voltios en el tiempo no significa que haya 0 energa. Nios, no intentis esto en casa. La onda de corriente AC se eleva a un mximo, retorna a cero, cae a un mnimo y retorna otra vez. El voltaje entre el pico y el punto cero, bien negativo o positivo, es el voltaje de pico (Vpk). El voltaje entre los picos positivo y negativo es el voltaje pico-a-pico (Vp-p). El voltaje AC equivalente al encontrado en un circuito DC se expresa como voltaje root-mean-square (RMS), o raz cuadrtica media (VRMS). El valor pico-a-pico es por naturaleza el doble del valor pico. El valor RMS es un 70.7 por cien del valor pico. Todos estos factores se trasladan a las frmulas del dB relacionadas con el voltaje y se encuentran como dBVpk, dBVp-p y dBVRMS respectivamente. La diferencia del 70.7 por cien entre pico y RMS es equivalente a 3 dB.

Figura 1.13 Valores de factor de cresta, RMS, pico y pico-a-pico. (A) Una onda senoidal tiene el factor de cresta menor, de 3 dB. (B) Un ejemplo de onda compleja con transientes con un factor de cresta de 12 dB

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Sound Systems: Design and OptimizationPerspectivas: La optimizacin del sistema empieza con un buen diseo del sistema. Desde ah es un proceso que debera guiarse por un pensamiento estructurado y una escucha crtica. Sam Berkow, founder, SIA Acoustics llc & SIA Software Company, Inc.

Factor Cresta La diferencia de 3 dB entre los valores pico y RMS slo se mantiene mientras la seal de entrada sea una sola frecuencia continua, es decir, una onda senoidal simple. Si la seal tiene mltiples frecuencias, la relacin pico a RMS no es constante, sino que es ltamente voltil o dinmica. La presencia de mltiples frecuencias crea confluencias de seales momentneas que pueden sumarse en un instante dado, creando un pico mayor que cualquiera de las partes individuales. Esto se conoce como pico transiente. La mayora de seales de audio son transientes por naturaleza. Un transiente fuerte, como un pulso, es el que tiene un valor de pico muy alto y un valor RMS mnimo. Los picos transientes son el extremo opuesto a la relacin pico-a-RMS de la onda senoidal. El trmino que describe la relacin variable pico-a-RMS encontrada en diferentes materiales y programas es el factor cresta. El menor factor cresta posible es de 3 dB (onda senoidal). No hay lmite mximo. El factor cresta tpico para seales musicales es de 12 dB. Puesto que nuestro sistema transmitir seales continuas, debemos asegurar que el sistema tiene suficiente rango dinmico para permitir que los picos transientes estn dentro del rango de operacin lineal. La presencia de rango dinmico adicional se conoce como headroom, siendo 12 dB el objetivo comn.

con ello los peligros obvios de potenciales daos auditivos. Level (dB SPL) 5 20 3 log10 P 0.0002

El Decibelio Acstico: dB SPLLa expresin para la transmisin acstica son los dB SPL (sound pressure level). Esta es la cantidad de medida para los cambios de presin por encima y por debajo de la presin ambiente. El estndar es el umbral de audicin de una persona (0 dB SPL). La unidad de expresin lineal es una unidad de presin, dynes/centmetro cuadrado, siendo 0 dB SPL un valor de 0.0002 dynes/cm2 (1 microbar). Este lmite se acerca al nivel de ruido del aire, es decir, el nivel donde el movimiento molecular crea su propio ruido. Es reconfortante saber que no nos estamos perdiendo nada. En el otro extremo de la escala est el umbral del dolor en nuestro sistema de escucha. Sus valores son inconsistentes, pero van desde 120 a 130 dB SPL. En cualquier caso, este nmero representa el umbral del dolor, y 14

donde P es la presin RMS en microbares (dynes/centmetro cuadrado). Disculpa: microbares y dynes por centmetro cuadrado? Estos trminos de medidas de presin de aire no son familiares para la mayora de ingenieros de audio, junto con el alternativo e igualmente desconocido trmino de 20 micropascales. Para la mayora de ingenieros de audio la comprensin del dB SPL es relativa a su propia perspectiva: una correlacin experiencial de lo que omos con lo que hemos ledo durante aos en los medidores SPL. Los 130 dB de diferencia entre el umbral de audicin y el comienzo del dolor pueden verse como el rango dinmico de nuestro sistema aural. Raramente utilizaremos nuestro rango completo, ya que no hay espacios de escucha con un ruido de fondo tan bajo. Adems, el sistema auditivo genera una distorsin armnica sustancial antes del umbral del dolor que degrada la experiencia de escucha (para algunos) antes de que se note el dolor. En trminos prcticos, necesitaremos encontrar un rango operativo lineal, como hicimos con la transmisin electrnica. Este rango va desde el ruido de fondo ambiente hasta el punto en el que la escucha se vuelve tan distorsionada que la experiencia es desagradable. Nuestro sistema de sonido necesitar tener un ruido de fondo por debajo del de la sala y una potencia continua y headroom suficiente para alcanzar el nivel mximo requerido Subunidades de dB SPL El dB SPL tiene niveles medios y de pico, de manera similar a las unidades de voltaje. Los valores SPL difieren, sin embargo, en que puede haber una constante de tiempo involucrada en el clculo. dB SPL pico (peak): El nivel ms alto alcanzado durante un tiempo determinado es el pico (dBSPLpk).

Transmission dB SPL continuo (rpido): Este es el SPL medio durante una integracin temporal de 250 ms. La integracin temporal se usa para imitar la percepcin SPL de nuestro sistema auditivo, el cual no percibe el SPL a un nivel instantneo, sino que lo hace a lo largo de un periodo de tiempo de aproximadamente 100 ms. La integracin rpida es lo suficientemente larga para dar una lectura SPL que corresponde a esa percepcin. dBSPL continuo (lento): Este es el SPL medio durante una integracin temporal de 1 segundo. La constante de tiempo ms lenta imita la percepcin de exposiciones al sonido de duracin extendida. Los dB SPL pueden limitarse a una banda de frecuencias especfica. Si no se especifica el ancho de banda, se asume el rango completo de 2020 kHz. Es importante entender que una lectura de 120 dB SPL en un medidor de nivel no significa que el altavoz est generando 120 dB SPL a todas las frecuencias. El valor de 120 dB es la integracin de todas las frecuencias (a menos que se especifique lo contrario) y no pueden sacarse conclusiones sobre el comportamiento en el rango de respuesta del altavoz. El nico caso en el que los dB SPL pueden computarse sin importar una frecuencia en particular es cuando slo se manda esa frecuencia al sistema. Los dB SPL se pueden determinar para un rango de frecuencias especfico, una prctica conocida como mediciones SPL por banda. El rango de frecuencias de la seal de excitacin es limitado; normalmente en bandas de una octava o 1/3 de octava. El valor SPL mximo para un equipo se averigua de esta manera. Vale la pena realzar que no se pueden lograr los mismos datos simplemente limitando una banda, ya que si se aplica una seal de rango completo a un equipo, su energa se esparcir sobre toda la banda. Las mediciones de bandas limitadas mostrarn niveles mximos ms bajos para una banda dada si el equipo reproduce simultneamente frecuencias fuera de la banda medida.

Perspectivas: No importa cul sea el esfuerzo, la excelencia requiere una fundacin slida sobre la que construirse. Un sistema de sonido correctamente optimizado permite a los ingenieros concentrarse en la mezcla, y no en los fallos. Paul Tucci

Figure 1.14 Nivel operacional tpico del rango dinmico del odo

El Decibelio sin UnidadesLa escala de decibelios sin unidades sirve para la comparacin de valores similares. Todo aquello expresado en la escala sin unidades es puramente relativo. Esto es

vlido tanto para la transmisin electrnica como para la acstica. Un equipo con un nivel de entrada de -20 dBV y un nivel de salida de -10 dBV tiene una ganancia de +10 dB. Notars que en este caso no hay ninguna letra aadida al trmino dB, lo que significa una relacin de cantidades. 15

Sound Systems: Design and Optimization Dos asientos en un auditorio reciben lecturas de 94 y 91 dB SPL respectivamente. Tienen una diferencia de nivel de 3 dB. Esto no se expresa como 3 dB SPL, que es un nivel de sonido justo por encima de nuestro umbral de audicin. Si los niveles aumentaran en ambos asientos a 98 y 95 respectivamente, la diferencia de nivel seguira siendo 3 dB. La escala de dB sin unidades ser, sin duda, la expresin de decibelio ms comn en este libro. La principal preocupacin de este texto es el nivel relativo, en vez de los niveles absolutos. De manera simple: los niveles absolutos son, ante todo, una cuestin operacional, dentro del alcance de la ingeniera de mezcla, mientras que los niveles relativos son una cuestin de diseo y optimizacin, dentro de nuestro control. La calidad de nuestro trabajo se basar en cunto se parece la seal final recibida a la original. Puesto que la seal transmitida estar cambiando constantemente, solo podemos ver nuestro progreso en trminos relativos. La cantidad de calor generado, y la factura de electricidad, sern iguales en ambos casos. La potencia es la medicin de la energa, la cual puede distribuirse de diferentes maneras pero no cambia en su cantidad general. Tanto el voltaje como la corriente han de estar presentes para que la potencia se transmita. El voltaje sin corriente hace posible la potencia, pero ninguno se transmite hasta que no fluya la corriente. Hay un tercer factor que juega un rol decisivo en cmo se proporcionan el voltaje y la corriente: la resistencia. La resistencia elctrica limita la cantidad de corriente que fluye a travs de un circuito, y por lo tanto, afecta a la potencia transmitida. Siempre que el voltaje permanezca constante, la disipacin de potencia se reduce, puesto que la resistencia detiene el flujo de corriente. Esta reduccin de potencia puede compensarse incrementando el voltaje de manera proporcional. Volviendo a la analoga de la manguera, es el dedo el que acta como una resistencia variable en el circuito, con una sensacin fsica evidente cuando se intenta mantener el dedo en posicin. Esta resistencia redistribuye la potencia de la manguera a un menor flujo de corriente y una mayor presin, lo cual tiene efectos muy importantes a la hora de poner en uso la energa. Si pensamos en beber agua directamente de la manguera sera muy aconsejable considerar la posicin de nuestro dedo. La potencia elctrica en un circuito DC se expresa como: P = IE P = I 2R P = E 2/R donde P es la potencia en vatios, E es el voltaje en voltios, I es la corriente en amperios, y R es la resistencia en ohmios. Esta frmula para la corriente DC es aplicable a los componentes puramente resistivos de las fuerzas limitantes de corriente en el circuito elctrico. En el caso de nuestra onda de audio, que por definicin es una seal AC, la medicin de la fuerza resistiva difiere sobre la frecuencia. Este complejo trmino de resistencia con componente frecuencial es la impe-dancia. La impedancia de un circuito a una fre-

PotenciaLa energa elctrica es una combinacin de dos cantidades medibles: voltaje y corriente. La potencia elctrica en un circuito DC se expresa como: P = EI donde P es la potencia en vatios, E es el voltaje en voltios, e I es la corriente en amperios. El voltaje corresponde a la presin elctrica, mientras que la corriente corresponde a la tasa de flujo de electrones. Una analoga simplificada sera una manguera en un jardn. Cuando se abre el paso de agua, la presin es baja y el flujo es un cilindro amplio de agua. Si se pone el dedo en la apertura de la manguera se incrementa la presin, y se reduce la amplitud del flujo en una cantidad proporcional. El primer caso es voltaje bajo y corriente alta, mientras que el ltimo es lo contrario. La potencia es el producto de estos dos factores. 100 vatios de potencia elctrica podra ser el resultado de 100 voltios a 1 amperio, 10 voltios a 10 amperios, 1 voltio a 100 amperios, etc. La potencia podra usarse para hacer funcionar un radiador a 100 vatios, 100 a 1 vatio cada uno. 16

Transmission cuencia dada es la combinacin de la resistencia DC y de la reactancia. La reactancia es el valor para una resistencia variable sobre la frecuencia, y viene en dos formas: capacitiva e inductiva. La impedancia para un circuito dado es una combinacin de tres valores resistivos: resistencia DC, reactancia capacitiva y reactancia inductiva. Estos factores alteran la respuesta de frecuencia en todos los circuitos AC; es simplemente una cuestin de grado de efecto. Para nuestro objetivo no iremos a los componentes internos de circuito, sino que nos limitaremos a la interconexin de equipos de audio. Todos los equipos de audio activos presentan una impedancia de entrada y de salida que deben configurarse correctamente para una transmisin ptima. La interconexin de cables tambin presenta una impedancia variable sobre la frecuencia que tambin ser discutida. cido cambio de fase del material, el cual deja la serie de armnicos superiores intactos. Cualquiera que est familiarizado con la prime-ra generacin de equipos de audio digital, recordar la mala calidad de la limitada respuesta de banda de esos sistemas. El debate sobre la frecuencia de muestreo de 96 kHz, 192 kHz y superiores para audio digital la dejaremos para aquellos con odos perfectos.

Amplitud vs. FrecuenciaAmplitud vs. frecuencia (para abreviar lo llamaremos respuesta de amplitud) es una medicin de la desviacin del nivel sobre la frecuencia. Un equipo se especifica con un rango de frecuencias operacional, y un grado de variacin dentro de este rango. El rango de frecuencia se da, generalmente, como los puntos de -3 dB en equipos electrnicos, mientras que los de -6 y -10 dB son ms usados para altavoces. La calidad de la respuesta de amplitud se determina por su grado de variacin sobre el rango de transmisin, con la mnima variacin correspondiente a la mxima calidad. Los altavoces mostrados en la Fig. 1.15 tienen una respuesta de amplitud de +-4 dB sobre sus rangos operativos. Los rangos operativos (entre los puntos de -6 dB) difieren en las frecuencias bajas (40 y 70 Hz) y altas (18 kHz y 20 kHz).

Respuesta de frecuenciaSi un equipo transmite de manera distinta a diferentes frecuencias, tiene una respuesta de frecuencia. Un equipo sin diferencias sobre la frecuencia, tambin conocido como respuesta de frecuencia plana, es realmente la ausencia de una respuesta de frecuencia. En nuestro mundo prctico esto es imposible, puesto que todos los dispositivos de audio, incluso un cable de altavoz hipoalergnico libre de oxgeno, cambian su respuesta sobre la frecuencia. La cuestin es la extensin de cambios detectables dentro del rango dinmico y de frecuencias de nuestro sistema auditivo. La respuesta de frecuencia es un montn de valores medibles, pero en esta seccin nos centraremos en dos representaciones: amplitud vs. frecuencia y fase vs. frecuencia. Ningn equipo de audio reproduce una frecuencia grave infinita (tendramos que volver al Big Bang para medir la frecuencia ms baja) ni tampoco una frecuencia alta infinita. Afortunadamente, no lo necesitamos. El rango ptimo va un poco ms all del sistema auditivo humano. (La extensin exacta est sujeta a un debate interminable). Ge-neralmente se acepta que la extension en altas frecuencias ms all del sistema auditivo humano, es mejor que la de los sistemas que limitan su respuesta exactamente de 20 Hz a 20 kHz. Esto se atribuye generalmente al redu-

Fase vs. FrecuenciaFase vs. frecuencia (para abreviar lo llamaremos respuesta de fase) es una medicin de la desviacin del tiempo sobre la frecuencia. Un equipo se especifica con un grado de variacin del rango operacional gobernado por la respuesta amplitud. La calidad de la respuesta de fase viene determinada por su grado de variacin sobre el rango de transmisin, con la mnima variacin correspondiente de nuevo a la mxima calidad. Se muestra como ejemplo la respuesta de fase de los dos altavoces comparados en la Fig. 1.15. La respuesta de fase sobre la frecuencia es, en gran medida, un derivado de la respuesta de amplitud sobre la frecuencia. Dejando las excepciones de lado por un momento, podemos 17

Sound Systems: Design and Optimization decir que una respuesta de fase plana requiere una respuesta de amplitud plana. La desviaciones en la respuesta de amplitud sobre la frecuencia (filtros peak y dip, high- y low-pass filters, por ejemplo) causarn desviaciones predecibles en fase. Los cambios en la amplitud que son independientes de la frecuencia tambin son independientes de la fase; es decir un cambio general de nivel no afecta a la fase. La excepcin nombrada antes se refiere a los circuitos de filtros que retrasan un rango selectivo de frecuencias, creando de ese modo desviaciones de fase no relacionadas con los cambios en amplitud. Esto crea posibilidades interesantes para la compensacin de fase en sistemas acsticos con desplazamiento fsico entre motores (drivers). El giro final es la posibilidad de los filtros de cambiar la amplitud sin cambiar la fase. La bsqueda de tales circuitos es como la bsqueda del Santo grial en nuestra industria del audio. Volveremos a esta bsqueda en el Captulo 8. Cubriremos la fase desde mltiples perspectivas a medida que avancemos. Por ahora slo introduciremos el concepto. La respuesta de fase siempre merece una segunda posicin con respecto a importancia que la respuesta de amplitud por la siguiente razn: si el valor de amplitud es cero no hay nivel, y la respuesta de fase es intil. Sin embargo, en el resto de casos, se necesitar conocer la respuesta de fase sobre la frecuencia. En el pasado ha habido mucho debate sobre si podemos discernir la respuesta de fase sobre la frecuencia de una seal. La nocin ha avanzado a que no podemos or fase directamente, y por lo tanto, un altavoz con mucho cambio de fase sobre la frecuencia era equivalente a uno con fase plana. Esta lnea de razonamiento es absurda y tiene pocos defensores. De manera simple, un equipo con respuesta de fase plana saca todas la frecuencias en secuencia temporal tal y como entraron. Un equipo con fase no lineal retrasa selectivamente unas frecuencias ms que otras. stas discusiones se centran normalmente en el rendimiento de los altavoces, los cuales deben superar grandes retos para mantener una respuesta de fase razonablemente plana para incluso la mitad de su rango de frecuencias. Piensa en esta pregunta: siendo el resto de factores iguales, sonara mejor un altavoz con fase plana sobre un rango de seis octavas que uno diferente para cada octava? la respuesta debera ser evidente a menos que pensemos que los altavoces crean msica en vez de

Figura 1.15 Respuestas de Amplitud y fase relativas de dos altavoces. Los dos sistemas estn igualados en nivel y fase en la mayora del rango de frecuencias, pero ambos parmetros se desigualan en el rango de frecuencias bajas

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Transmission recrearla. Si ste es el caso, te invito a que consideres que pensaras sobre la contribucin de tu consola, cables o amplificadores a este tipo de cambio de fase justificado como contribucin musical del altavoz. Una premisa central de este libro es que el altavoz no tiene ninguna excepcin en musicalidad. Su trabajo es tan sencillo como el del cable que alimenta la entrada de seal: rastrear la onda. Aqu no discutiremos qu formas de coloracin en la fase o respuesta de amplitud suena mejor. Apliquemos este principio a un evento musical: una tecla de piano se atasca y el pico de presin contiene un gran rango de componentes frecuenciales, ordenados de la manera en que nuestro odo reconoce una nota de piano. Para retrasar selectivamente algunas porciones de ese pico transiente, reorganiza las secuencias en una forma de onda que definitivamente no es la original y es menos reconocible como una nota de piano. A medida que se aade ms cambio de fase, el transiente se alarga en el tiempo. El sentido del impacto del martillo sobre la cuerda se perder. Mientras que la fase lineal sobre la frecuencia es importante, es secundario en comparacin con el parmetro de fase ms crtico: su papel en la suma. Este tema se detallar en el Captulo 2. dose hacia detrs y adelante mientras la otra va adelante y detrs. Hay muchos debates sobre si se puede discernir la polaridad absoluta de una seal. Se toca una tecla de piano y el pico de presin llega primero como presin positiva seguida de negativa. Si esto se reproduce con un altavoz perfecto pero invertido en polaridad oiramos la diferencia? El debate contina. En nuestro caso el parmetro crtico con respecto a la polaridad es asegurar que no ocurren inversiones en partes de la cadena de transmisin que se combinen elctrica o acsticamente. El resultado de combinar la polaridad de las seales resultar en cancelacin, un efecto negativo sobre el que no hay mucho que discutir.

Perspectivas: Cada hechizo de vud y cada fantasma que he encontrado en los equipos de audio, han sido poco a poco reemplazados por un silencio total. No tengo razn para creer que todos los que persisten no puedan ser reemplazados tambin por la experiencia y la verdad. Martin Carillo

LatenciaLa transmisin lleva un tiempo. La seal se manda a travs del camino de seal desde la fuente al oyente. Cada etapa en el camino requiere un tiempo para hacer pasar la seal. Este tipo de delay, conocido como latencia, ocurre igualmente a todas las frecuencias, y se mide (con suerte) en ms. La forma ms obvia de latencia es el tiempo de vuelo del sonido propagndose por el aire. No se necesita mucha distancia para acumular varios milisegundos de delay en el camino acstico. El camino electrnico tambin est cargado con problemas de latencia, y ser de mayor importancia en el futuro. En la transmisin electrnica puramente analgica la latencia es tan pequea que es prcticamente insignificante. En los sistemas digitales, la latencia no puede ignorarse nunca. Incluso latencias de 2 ms en sistemas digitales pueden llevar a resultados desastrosos si la seal se junta con otras a niveles comparables con caminos analgicos (0ms) o caminos de red alternati-

Perspectivas: Mantener tu estructura de ganancia optimizada asegurar que todo el sistema saturar simultneamente, asegurando as la mejor relacin seal-ruido. Miguel Lourtie

PolaridadLa polaridad de una seal salta desde su orientacin al punto de origen de la onda. Todas las ondas empiezan en el estado ambiente en el medio y se mueven hacia delante y detrs desde ah. La misma forma de onda puede ser creada en direcciones opuestas, una movin-

Figura1.16 El camino de transmisin electrnica analgica desde la consola al altavoz

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Sound Systems: Design and Optimization vos (nmero de ms desconocido). Para sistemas digitales de audio en red la latencia puede ser una variable muy amplia. Es estos sistemas es posible mandar una entrada a mltiples salidas con diferente latencia, incluso aunque estn todas a 0ms en el interfaz de usuario. El ingeniero de audio moderno debe estar atento a sus sistemas digitales para asegurarse de no tener sorpresas. Esto es especialmente cierto ahora que tenemos consolas digitales en sonido en vivo que pueden distorsionar (alterar) los tiempos de llegada de seales mltiples cuando se suman en un bus de mezcla. final: la posicin de escucha. Para conseguirlo necesitaremos precompensar los cambios causados por las interacciones en el espacio. La seal electrnica puede ser procesada para compensarlainteraccinacstica,puedeserdivididaparamandar el sonido a varios altavoces y ser recombinada despus acsticamente en el espacio. El audio analgico en nuestro camino de transmisin funciona en dos niveles de operacin estndar: lnea y altavoz. Cada una de estas categoras existe en equipos activos y pasivos. Los equipos de nivel de lnea activos incluyen la consola, procesamiento de seal como delays, ecualizacin, controles de nivel y crossovers y las entradas de amplificadores de potencia. Los equipos pasivos incluyen los cables, patchbays y paneles de terminacin que interconectan los equipos activos. Los equipos activos estn categorizados, por su voltaje mximo y su capacidad de corriente, en tres tipos: nivel de micro, lnea y altavoz. Tanto micro como lnea operan con entradas balanceadas de alta impedancia (receptores) y salidas balanceadas de baja impedancia (fuentes). Son tpicos los valores de impedancia de entrada de 5100k y 32200 de salida. Los equipos de nivel de micro se sobrecargan con menos voltaje que los de nivel de lnea, los cuales deberan soportar 10 voltios (+20dBV) en entrada y salida. Puesto que nuestro objetivo se centra en la parte de la transmisin del sistema de sonido, nos encontraremos casi exclusivamente con seales de nivel de lnea. Los amplificadores de potencia tienen entrada de nivel de lnea de alta impedancia y salida de nivel de altavoz de impedancia extremadamente

Transmisin de Audio AnalgicaYa hemos hablado de la frecuencia, el periodo, la longitud de onda y su forma. Ahora nos centraremos en la transmisin de la onda a travs de los medios electrnico y acstico. Empezaremos con el campo menos desafiante, el de la transmisin electrnica. Las seales de audio electrnicas son variaciones en voltaje, corriente o energa electromagntica. Estas variaciones sern transformadas en energa mecnica en el altavoz. La tarea principal del camino de transmisin electrnica es entregar la seal original desde la consola al domino mecnico/acstico. Esto no quiere decir que la seal deba entrar en el dominio acstico como una copia exacta de la original. En la mayora de los casos ser preferible modificar la seal elctrica anticipndose a los efectos que ocurrirn en el dominio acstico. Nuestro objetivo es obtener una copia fiel en el destino

Figura 1.17 El camino de transmisin electrnica analgica de nivel de lnea desde la consola de mezcla a la entrada de los amplificadores

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Transmission baja. El nivel de altavoz puede extenderse a ms de 100 V y es peligroso tanto para la gente como para los equipos. Undispositivoelectrnicotpicotendrtresetapas:entrada, procesamiento y salida, como se muestra en la Fig. 1.18. La naturaleza de la etapa de procesamiento depende de la funcin del dispositivo. Podra ser un ecualizador, un delay, un divisor frecuencial o cualquier dispositivo de audio. La seccin de procesamiento podra ser analgica o digital, pero las etapas de entrada y salida son analgicas. Los dispositivos profesionales de nivel de lnea utilizan una configuracin de entrada y salida ms o menos estndar: la lnea balanceada. Las lneas balanceadas proporcionan un grado sustancial de inmunidad contra el ruido inducido en la lnea (interferencia electromagntica) y problemas de tierra (zumbido) en virtud de las ventajas de la entrada diferencial. La entrada diferencial se explica ms adelante en este captulo. La configuracin estndar es un sistema de fuente de voltaje basado en salidas de baja impedancia para entradas de alta impedancia. Esta interaccin permite que la interconexin sea relativamente inmune a la distancia y nmero de dispositivos. Las especificaciones clave para dispositivos electrnicos activos de nivel de lnea son:

Dispositivos de Nivel de LneaCada dispositivo activo tiene su propia funcionalidad, pero todos comparten aspectos en comn. Todos estos dispositivos tienen lmites de voltaje de entrada y salida, ruido de fondo residual, distorsin y efectos en la respuesta de frecuencia tales como variacin en la amplitud y en la fase. Si profundizamos un poco ms, encontramos que cada dispositivo tiene latencia, lmites en las frecuencias bajas que se acercan a la corriente DC y en las altas que se aproximan a la luz. En los dispositivos analgicos estos factores se pueden controlar para que sus efectos sean prcticamente insignificantespero no debe darse por supuesto. Los valores actuales para todos estos factores pueden medirse y compararse con las especificaciones del fabricante y las necesidades de nuestro proyecto.

Figura 1.18 Diagrama de flujo tpico de un dispositivo electrnico analgico

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Sound Systems: Design and Optimization Entradabalanceadaactivadealtaimpedancia:10k Salidabalanceadaactivadebajaimpedancia:150 Rangoderespuestadefrecuencia:8Hza22kHz RespuestadeAmplitud:+-0.5dB, 20Hz a 20kHz Respuestadefase:+16dBV, 20Hz a 20kHz Capacidaddesalidamxima:>+16dBV, 20Hz a 20kHz Zumbidoyruido:100dB, 20Hz a 20kHz THD: