Resumen de audio

Orden de 28 de junio de 1977 por la que se aprueba la Norma Tecnológica Nte-Iam/1977 "Instalaciones Audiovisuales: Megafonía".

Decibelios

$$ L(dB) = 10 \cdot \log {\frac{P(W)}{1\cdot 10^{-12}W}}= 20 \cdot \log {\frac{P(Pa)}{20\cdot 10^{-6}Pa}}$$

Cuando hay dos fuentes sonoras, para calcular el efecto total hay que pasarlas a W, sumarlas, y volver a pasarlas a dB. Fíjate que dos fuentes idénticas provocan un aumento de 3dB (claro!!!, duplican!!!)

$$L(dB)_{P_1,P_2} = 10 \cdot \log {(10^{P_1/10}+10^{P_2/10})}$$

Sensibilidad de micrófonos

Se mide en $mV/Pa$. Un micro de alta impedancia va a tener más sensibilidad, pero la señal se va a perder en la línea de transmisión.

$$ S(dB)=20 \cdot \log {\frac{P(V/Pa)}{1V/Pa}}$$

Sensibilidad de altavoces

La sensibilidad $ S(dB/W/m)$ se mide colocando un sonómetro a $1m$ del altavoz cuando se le excita con una señal de $1W$.

Nivel de presión sonora en función de distancia al altavoz, potencia y sensibilidad:

$$ L(dB)=S(dB) + 10\log{P(W)}-20\log d(m) $$

Señales balanceadas y no balanceadas

En la balanceada transportamos dos veces la señal (fase y contrafase) en modo diferencial. La malla blinda el circuito contra interferencias electromagnéticas. El desbalanceo del equipo receptor elimina las inteferencias que puedan aparecer en modo común.

Amplificadores

Te dan la potencia nominal RMS y la impedancia de salida. Se comportan como fuentes de tensión de baja impedancia de salida, de modo que la tensión entregada en la salida es independiente del valor de la carga conectada (tensión constante) así que esa tensión es:

$$ V= \sqrt{P\cdot Z}$$

Donde P y Z son la potencia e impedancia que anuncia el fabricante.

En líneas de baja impedancia, el cable introduce pérdidas ya que su impedancia es significativa. Resistividad el cobre a 20ºC:

$$ \rho_{cobre} = 0,017 \frac{\Omega \cdot mm^2}{m} $$

Ancho de banda y factor de calidad

Frecuencia central (media cuadrática!!!):

$$ f_{central}= \sqrt{f_i \cdot f_s} $$ $$ Q=\frac{f_{central}}{BW}$$

Filtros de cruce

Recuerda que el orden del filtro indica su selectividad:

El orden se ve según el número de elementos que almacenan energía. Típicamente 1 o 2 en cada etapa.

Los filtros de cruce pueden ser de dos vías (agudos y graves) y de tres vías (agudos, medios y graves):

$$ f_{ci}=\frac{R_{ALT}}{2\pi L}$$ $$ f_{cs}=\frac{1}{2\pi R_{ALT}C}$$

Altavoces en coches

El modo bridge (no hay que hacer el cortocircuito, suele ser interno):

El modo trimode (supongamos Z = 2Ω por canal):

Reverberación en recintos

Fórmula de Sabine:

$$ RT_{60} (s)= 0.161 \cdot \frac{V(m^3)}{A(m^2)} $$

Donde “A” es el área de absorción:

$$ A=\sum \alpha_i\cdot S_i$$

Tablas de coeficientes de absorción:

Para la superficie debes tener en cuenta las 6 caras de la habitación (4 paredes, suelo, techo). Luego incorporar ventanas (restándolas de las paredes), y luego muebles y personas (0,3m2). Cuidado porque si un mueble hace esquina toca suelo y dos paredes.

El tiempo de reverberación (segundos) o eco no puede pasar de un valor que te indican por tabla.

Sonorización de recintos (acústica arquitectónica)

1. Separación entre altavoces, superficie de cada altavoz, número de altavoces

Nivel I (voz), II (palabra y música calidad media, hasta 5kHz), III (música calidad alta).

En la tabla miras $L$ y $S_{ALT}$ (distancia entre altavoces y superficie que cubre cada altavoz). Con esto sacas el número de altavoces:

$$ N_{ALT}= \frac{S_{LOC}}{S_{ALT}}$$
Altavoces (sin tabla)

Número de altavoces de techo para una estancia (superficie local entre superficie que cubre el altavoz):

$$ N =\frac{S_{LOC}}{S_{ALT}}= \frac{S_{LOC}}{\pi\cdot[(h_t-h_0)\cdot \tan\frac{\alpha}{2}]^2} $$

El denominador es la superficie que cubre cada altavoz, donde $h_t$ es la altura de los altavoces respecto del suelo (altura habitación, máximo 4m, para que no haya una diferencia de nivel de más de $6dB$ en dos puntos cualesquiera) y $h_0$ es la altura del oído del oyente respecto del suelo (sentado 1,2m, de pie 1,8m, promedio 1,5m), y $\alpha$ es el ángulo que abarca.

Que formen una retícula uniforme:

Si el recinto supera 4m de altura, hay que suspender los altavoces (colgarlos del techo) o bien usar altavoces de pared (“columnas”). La separación $L$ entre columnas:

$$ L = \frac{h_t-h_0}{\cos\frac{\alpha}{2}} $$

2. Potencia de cada altavoz

Con el volumen de la estancia y el nivel de ruido medio sacas la potencia eléctrica total necesaria para sonorizar el recinto $P_{LOC}$

La tabla garantiza que $SNR ≥ 10dB$ con lo que tendremos una distribución uniforme e inteligibilidad adecuada.

Potencia necesaria de cada altavoz:

$$ P_{ALT} = \frac{P_{LOC}}{N_{ALT}}$$

En baja impedancia: considerando o caso óptimo no que as impedancias do amplificador e do altofalante son iguais, é certo que o altofalante ten que soportar como mínimo a máxima potencia que pode entregar o amplificador.

Para razoar esto pode supoñerse que o altofalante equivale a unha resistencia que pode disipar unha determinada potencia en forma de calor; o altofalante funciona principalmente con variacións de intensidade que transforma en variacións de campo magnético, e estas a súa vez son transformadas por reación co campo magnetico do imán permanente, en enerxía cinética que despraza o conxunto de bobina móbil e cono asociado. Como en calquera conductor un aumento de intensidade na bobina ocasiona un aumento de calor, este aumento de calor se é excesivo (sucede cando se sobrepasa a potencia máxima do altofalante) pode ocasionar a deformación da bobina móbil e o conseguinte roce cas pezas polares do imán, tamén pode ocasionar que se queime o esmalte do cobre da bobina ca posibilidade de poñer espiras en corto e avariar o ampli por disminución da impedancia. Por último tamén podería ocasionar a fusión do fío da bobina.

 3. Impedancia del primario del trafo (sólo líneas de alta impedancia)

Sabiendo la tensión de la línea y la potencia del altavoz (ojo, debe ser redonda: 1, 2, 4, 8W), sacas la impedancia del primario:

Líneas de tensión constante: Al aumentar la tensión de salida, se reduce la corriente que circula por la línea de transmisión y por tanto se reduce la potencia que se disipa por pérdidas en la lí­nea. Como norma general, los altavoces utilizados en este sistema no vienen designados por su impedancia, sino por la potencia absorbida a la tensión de la línea. De esta manera, se debe evitar que la potencia de todos los altavoces instalados a la salida del amplificador su­pere la potencia nominal de este. Permiten usar cable más fino.

Primero trafo elevador (donde el ampli), luego reductor (en cada altavoz). La potencia se conserva en ambos devanados.

4. Canalización y tubos

Sección del cable $(mm^2)$en función de longitud y potencia que haya en los altavoces aguas abajo (suponiendo línea de alta impedancia de 100V):

Diámetro de los tubos $(mm)$:

5. Potencia de unidad amplificadora

Al margen de adaptación de impedancias, la potencia de los altavoces no debe exceder la máxima del amplificador.

$$P_{AMPLI}=k \cdot \sum {P_{ALT}}$$

Donde $k$ es el coeficiente de simultaneidad según el número de programas distribuidos en el mismo circuito:

Amplificación y control centralizados o distribuidos. Podemos tener varias fuentes de audio a elegir (ubicación de amplis y elementos de control):

Hay que instalar un atenuador y un selector de canal por estancia. Atenuador de control de volumen por autotransformador inductivo:

Diagramas de cadena de sonido en recintos

Fuente(s) → central de sonido / matriz de sonido / preamp → amplificador(es) → trafo (si mucha distancia o potencia) → atenuador (si control distribuido) → trafo (si mucha distancia o potencia) → altavoz.

Los atenuadores de cada habitación (“módulos de regulación”) se conectan a la central de sonido en bus: