conceptosfundamentales

3 conceptos fundamentales en sonido directo

Mantener una buena estructura de ganancia, saber diferenciar polaridad de fase y conocer la ley de la inversa del cuadrado es fundamental en sonido directo. Vamos a explicar con un poco más de detalle estos tres conceptos.

1.Estructura de ganancia

Probablemente la estructura de ganancia es una de las cosas más importantes a tener en cuenta en cualquier cadena de audio, y en las sonorizaciones en directo tenemos una cadena de audio que es importante cuidar: Me refiero a la captación del audio, su transmisión hasta la mesa de mezclas, su posterior procesado y su envío a las etapas de potencia o altavoces autoamplificados.



Con estructura de ganancia nos referimos a la forma en que las señales se ajustan de nivel a lo largo de las diferentes partes de la cadena de audio.

Desde el momento en que un sonido es captado por un micrófono, entra en juego la estructura de ganancia y tendremos una relación entre el valor de la energía original y la convertida cuando pasamos la señal por la ganancia del canal.

Cada equipo que forma nuestra cadena de audio deberá trabajar con unos niveles adecuados. Si ajustas los niveles “a ojo”, o si te gusta trabajar cerca del marcador rojo de los medidores para apretar al máximo tu equipo, normalmente tendrás problemas en cualquier evento de sonido directo.

Todo esto está muy relacionado con el artículo que escribí hace unos meses de “Niveles de audio en digital“.

estructura de ganancia

 

2.Polaridad y Fase.

Polaridad y fase son dos conceptos relacionados pero distintos, que muchas veces son confundidos erróneamente. El problema, posiblemente, viene porque muchos fabricantes de mesas han llamado a una de las funciones de sus aparatos “Inversor de fase”, cuando realmente se referían a “inversión de polaridad”.

Si hablamos de inversión de polaridad, estamos hablando de intercambiar el positivo por el negativo, como puede hacerse normalmente en terminales de altavoces, señales de micrófono o señales eléctricas dentro de una mesa de mezclas.

Polaridad invertida

Dos ondas iguales con la polaridad invertida entre sí.

 

Cuando hablamos de fase, concretamente de fase relativa, estamos hablando de diferencias de tiempo entre dos señales expresadas en grados en función de la frecuencia.

Cuando aplicamos la conocida función de inversión de polaridad de un canal de la mesa, lo que estamos haciendo es cambiando el positivo y el negativo de la señal (claro, la polaridad). Sin embargo, esa función no está afectando en absoluto al tiempo de la señal.

Simplemente, si medimos la fase relativa de la señal, lo que veremos es que la medición se ha desplazado 180º. Si una señal tenía un retardo de 1ms en 1khz, aunque apretemos el botón de inversión de polaridad, no cambiaremos su relación de tiempo y por tanto de fase.

medicion fase

Típica medición de fase relativa (arriba) y magnitud (abajo)

 

 

 3.Ley de la inversa del cuadrado

Este es un concepto fundamental en cuanto a acústica del sonido se refiere. En términos básicos, el concepto es el siguiente: Cada vez que duplicamos la distancia a la fuente sonora (en campo libre, es decir, sin reflexiones) la potencia acústica se reduce en 6 dB.

Esto es importante para calcular cosas como la cobertura, la cantidad y el tipo de altavoces necesarios en una sonorización profesional.

 Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/acoustic/imgaco/isqb.gif

Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/acoustic/imgaco/isqb.gif

 

Hay un caso particular que son las llamadas fuentes sonoras lineales. Este tipo de fuentes sonoras emiten ondas cilíndricas en lugar de esféricas, y por tanto el nivel de presión sonora, al distribuirse en menor superficie, decrece 3dB cada vez que se dobla la distancia.

ondas_cilindricas

Fuente: https://books.google.es/books?id=GoWIWin-YosC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

 

Existe el mito de que los sistemas Line Array emiten ondas cilíndricas en lugar de esféricas, y por tanto, cada vez que doblamos la distancia su nivel de presión sonora se atenúa 3 dB en lugar de los 6dB habituales de las ondas esféricas. Esto realmente no es así. Las ondas esféricas se propagan en 3 dimensiones. Y las teóricas ondas cilíndricas se propagan en sólo dos dimensiones. Por tanto, su dispersión sólo ocurriría en el plano horizontal o en el plano vertical, pero no en ambos.

Hoy por hoy no existe ningún tipo de altavoz que genere una dispersión horizontal o vertical de 0º. Por tanto, no podemos afirmar que existan ondas cilíndricas en ningún sistema de sonido profesional.

Si medís cualquier caja de un sistema Line Array profesional veréis que cada vez que doblamos la distancia obtenemos una atenuación de 6dB.

Otra cosa es que al agruparlas, según la orientación de los diferentes tiros, podamos obtener menos de 6 dB de atenuación al doblar la distancia a un altavoz, pero claro, no estamos doblando la distancia a todos los altavoces. En este caso entran en juego las diferencias de fase, ya que la distancia a cada una de las cajas del array varía según la posición. En ningún caso se debe a las llamadas ondas cilíndricas, aunque a ciertas distancias (muy cerca del equipo) el comportamiento del sistema sea similar a esas teóricas ondas cilíndricas.

 

 

6 comentarios
  1. Vicente Arevalo Poncela
    Vicente Arevalo Poncela Dice:

    El concepto que expones de polaridad y fase y tiempo es muy raro para mi por lo menos .Fase es la relacion de una onda con otra o con la misma en un proceso. se podia dar en tiempo pero como es de precision y la senoide se repite supongo que por eso va referido a fase en grados .
    Dicho esto si yo le cambio la conexion de una entrada e invierto la polaridad mecanicamente cambio la comparacion por lo tanto le estare dando la vuelta y estaré comparando con su fase opuesta que supone un desfase de 180º.Llamale como quieras pero el concepto de polaridad es de uno con otro terminales en corriente continua y lo que se llama extendido a alterna seria su fase , a niveles de oposicion de fase o 180º de diferencia.
    Gracias por vuestro tiempo.

    Responder
    • Jorge Sastrón
      Jorge Sastrón Dice:

      Hola Vicente,
      a lo que me refiero es que una inversión de polaridad no es, tal y como yo lo entiendo, una inversión de fase.
      Si tenemos un altavoz y mediante una función de transferencia obtenemos su gráfica de fase relativa, veremos el retraso de grupo de ese altavoz. La fase relativa al comparar dos señales nos indica la diferencia temporal entre ellas. Al invertir la polaridad de ese altavoz, la gráfica de fase relativa se desplazará 180 grados, pero no variará el tiempo en absoluto, ya que seguirá siendo el mismo. Por tanto, tal y como yo lo veo, una inversión de polaridad no debería llamarse inversión de fase.
      Un saludo!

      Responder
      • Pablo Villuendas
        Pablo Villuendas Dice:

        No puede ser que al desplazar una onda en el tiempo la mitad de su ciclo obtengamos un cambio de polaridad? 🙂

        Responder
        • Jorge Sastrón
          Jorge Sastrón Dice:

          Hola Pablo.
          No, al desplazar la onda en el tiempo la polaridad se mantiene siempre igual. Lo que obtienes es un retardo de fase. Visualizando la respuesta de impulso de una señal es más fácil entenderlo. En la siguiente imagen tienes una señal con retraso temporal de 0mseg y polaridad positiva. 0mseg polaridad positiva
          Y a continuación, la misma señal retrasada 1mseg. 1 mseg polaridad positivaComo ves, el impulso sigue apuntando hacia arriba (polaridad positiva), pero en la respuesta de fase vemos que está 180º desplazada en 500Hz, 1500… pero la polaridad es positiva.

          Ahora vamos a ver una señal desplazada 1mseg y con polaridad negativa. Al invertir la polaridad, el impulso apunta hacia abajo y lo que antes era un desplazamiento de 180º en 500 se convierte desplazamiento de 180º en 1khz, 2, 3, 4khz…1 mseg pol negativa

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