Qué es el Sonido?Señales Simples

Parametros fundamentalesSeñales complejas (Fourier)

Señal y SonidoPropagación del Sonido

Suma de señales Senoidales

Qué es el Sonido?

Qué es el Sonido?

Vibración

Energía

Registro de las vibraciones sonoras

Estas vibraciones quedaban registradas al producirse sonido

Como las vibraciones registradas tenían formas muy complejas, se buscó entender el sonido con alguna

herramienta que represente un movimiento ondulatorio en su forma más simple

Para ello se utilizó una función del seno llamada Sinusoide

Las sinusoides son también llamadas Tonos Puros

SinusoideLa onda sinusoidal coresponde a una función matemática

Los Tonos Puros solo existen al ser generados electrónicamente por Osciladores. Son constantes y se mantienen en el tiempo.

Qué podemos representar con una onda sinusoidal?

Se tomó como modelo el péndulo

Éste representa un movimiento ondulatorio uniforme

De este modelo se pueden extraer distintos parámetros

Los parámetros fundamentales del Sonido

Amplitud (a) a a’

Tiempo[t]

La AMPLITUD es el punto de máxima elongación de la onda sinusoidal

Es proporcional a la cantidad de energía que se aplicó para generar la vibración

Los terminos intensidad y potencia están también relacionados con la amplitud

Los parámetros fundamentales del Sonido

Amplitud (a)a

b

Tiempo[t]

Teniendo encuenta la amplitud, podemos obtener dos valores que hacen referencia a la

cantidad de energía que corresponde a una señal

El Promedio

El valor RMS ( Root Mean Square ) o Valor Eficaz de una señal

RMS

Los ciclos, el período y la FRECUENCIAFunción y = sen X

0˚

90˚

270˚

0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 90˚

Onda Sinusoidal o Senoidal

Por cada vez que se recorre la superficie del círculo se entiende que se ha cumplido un Ciclo

El tiempo que tarda en cumplirse un ciclo es llamado el Período [P]

180˚

A la cantidad de veces que el período se repite en un segundo se lo llama FRECUENCIA [HZ]

t

Periodo (P)

Frecuencia [ ƒ ]

Ciclos

Tiempo = 1Seg

Frecuencia = 1/P = [Hz]

La Frecuencia representa la cantidad de ciclos que hay en un segundo.

Se utiliza como unidad el Hertz [Hz]

Teorema de FourierContexto Histórico

El teorema de Fourier permite represerntar ondas complejas

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

440Hz

880Hz

1320Hz

3520Hz

1060

-6-10

14

-14

Ciclo

Fundamental 1er armónico

2do arm

3er arm

8vo arm

Espectro Sonoro

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

440Hz

880Hz

1320Hz

1760Hz

FrecuenciaHztiempo mseg

Nivel dB

Espectro Sonoro de un Sonido Complejo

SeñalOnda Mecánica (movimiento ondulatorio)

A diferencia de otras ondas (por ej. la Luz), necesita un medio para propagarse.

SonidoSon aquellas señales que percibimos con nuestro oído

No todas las vibraciones se interpretan como sonido

Relación entre parámetros de la señal sonora y el Sonido

Señal (Mediciones

)

Frecuencia

Amplitud

Forma de Onda

Tiempo físico

Sonido (Perceptual

)

Altura

Sonoridad (Nivel)Timbre (Color)

Tiempo psicológico

Frecuencia y altura: a medida que aumenta la frecuencia percibimos un aumento en la altura

Cuando la frecuencia se duplica, se dice que aumentó una octava. 80Hz

160Hz 1 8va + agudo

AlturaLa altura está relacionada con la frecuencia. Al aumentar esta, percibimos Sonidos más Agudos

La tecla 28 de un piano se corresponde con un DO (130.81Hz), al aumentar una 8va (12 semitonos = 12 teclas hacia la derecha) nos encontramos con el DO de la 4ta 8va. Éste tiene el doble de frecuencia que el anterior (C4 = 261.63)

SonoridadLa sonoridad está relacionada con la amplitud de la vibración.

Amplitud (a)

A mayor amplitud mayor presión sonora: mayor sonoridad

TimbreEs el resultado de la combinación de varios factores que componen el espectro armónico de los sonido de la naturaleza que le dan identidad única a un sonido

LA (440Hz)

TimbreLos sonidos de la naturaleza son complejos

Los sonidos complejos tienen un espectro sonoro armónico que puede descomponerse en tonos puros, según el análisis de Fourrier

440Hz Piano

Timbre

Está determinado en buena medida por el comportamiento del espectro sonoro.

La variables son: La cantidad, la calidad, la distribución relativa y la intensidad relativa de los componentes o armónicos.

Envolvente Dinámica

tiempo

Nivel dB

tiempo

Nivel dB

Attack

Sustain

Release Release

SustainAttack

Decay

FuenteFuente MedioMedio ReceptorReceptor

Existencia del Sonido

FuenteFuente MedioMedio ReceptorReceptor

Elasticidad

Energía

Resonador

Sólido > Líquido > Gaseoso (dif velocidad)

Límites y condicionantes

Oído

Sistema Nervioso Central

Procesos neurales

Existencia del Sonido

Para que una fuente actúe sobre el medio necesitamos aplicarle cierta energía

Fuerza Externa

Molécula en reposo

Fuerza Elástica Recuperadora

Aceleración

Fuerza de Aceleración

1

23

Para que cualquier elemento pueda ser una fuente de sonido debe contar con un mínimo de elasticidad

Resonador: elemento agregado que cuando coincide en forma positiva con la frecuencia de resonancia, enfatiza esa parte del espectro.

Resonador actuando

Sonido original

Caja de resonancia

Elemento vibrante

El sondio en el EspacioEl sonido tiene la propiedad de propagarse.

Mediante el comportamiento de la sinusoide y el análisis del medio se puede observar lo siguiente:

Fuerza Externa

Molécula en reposo

Moléculas vecinas propagan la energía en el espacio

\

Comp Comp CompDescomp Descomp

Gráfica de la oscilación

El Largo de Onda

Fuerza Externa

Moléculas vecinas propagan la energía en el espacio

\

Comp Comp CompDescomp Descomp

Gráfica de la oscilación

Es el espacio que necesita recorrer el sonido para cumplir un ciclo

Fases de la onda

Función y = Función y = sen Xsen X

0˚0˚

90˚90˚

270˚270˚

0˚0˚ 90˚90˚ 180˚180˚ 270˚270˚ 360˚360˚ 90˚90˚

Onda Sinusoidal o SenoidalOnda Sinusoidal o Senoidal

Expresa la posición sobre la superficie del círculo

180˚180˚tt

Fases de la onda

Función y = Función y = sen Xsen X

0˚0˚

90˚90˚

270˚270˚

0˚0˚ 90˚90˚ 180˚180˚ 270˚270˚ 360˚360˚ 90˚90˚

Onda Sinusoidal o SenoidalOnda Sinusoidal o Senoidal

Expresa la posición sobre la superficie del círculo

180˚180˚tt

Fases de la onda

Función y = Función y = sen Xsen X

0˚0˚

90˚90˚

270˚270˚

0˚0˚ 90˚90˚ 180˚180˚ 270˚270˚ 360˚360˚ 90˚90˚

Onda Sinusoidal o SenoidalOnda Sinusoidal o Senoidal

Expresa la posición sobre la superficie del círculo

180˚180˚tt

Fases de la onda

Función y = Función y = sen Xsen X

0˚0˚

90˚90˚

270˚270˚

0˚0˚ 90˚90˚ 180˚180˚ 270˚270˚ 360˚360˚ 90˚90˚

Onda Sinusoidal o SenoidalOnda Sinusoidal o Senoidal

Expresa la posición sobre la superficie del círculo

180˚180˚tt

Fases de la onda

Función y = Función y = sen Xsen X

0˚0˚

90˚90˚

270˚270˚

0˚0˚ 90˚90˚ 180˚180˚ 270˚270˚ 360˚360˚ 90˚90˚

Onda Sinusoidal o SenoidalOnda Sinusoidal o Senoidal

Expresa la posición sobre la superficie del círculo

180˚180˚tt

Suma de señales sinusoidales0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 90˚

t

0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 90˚

t

Suma de señales sinusoidales0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 90˚

t

0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 90˚

t