CONFIGURACIÓN Y AJUSTES DE SISTEMAS DE SONIDO

En la presente publicación se analizan los conceptos fundamentales de las magnitudes físicas que deben tomarse en cuenta en la configuración de todo sistema de sonido. Se ofrecen aquí las herramientas de análisis y los conocimientos necesarios para crear y desarrollar un diseño de sonido y optimizar su funcionamiento. Se estudian los elementos básicos para un buen desempeño de los arreglos de los altavoces más usados en los sistemas de sonorización, los cuales comprenden desde los line array hasta los diversos arreglos de subgraves utilizados en la sonorización actual.

El lector aprenderá en este libro a llevar a cabo los ajustes adecuados para el mejoramiento del sistema de sonido analizando las medidas y las condiciones de contorno; aprenderá a interpretar medidas como funciones de transferencia de frecuencia y fase o respuesta al impulso, así como usar correctamente la terminología de la sonorización.

VENTAJAS

• Debido a su practicidad, es un libro útil tanto para técnicos en sonido experimentados como para lectores interesados en el mundo del sonido.

• Al final del libro se encuentra una serie de ejercicios, con su respectivo solucionario, correspondientes a cada capítulo, útiles para retener los conocimientos adquiridos.

• A lo largo del documento aparecen múltiples figuras explicativas e ilustraciones que serán de gran ayuda en el aprendizaje.

CONOZCA

• En qué consisten cada uno de los elementos básicos que conforman el sonido.

• Qué es la suma acústica y qué factores intervienen en ella.

• Cómo se componen los principales arreglos de un sistema de sonorización.

• Las principales herramientas de medida que deben utilizarse en un sistema de sonido.

APRENDA

• A adecuar la configuración de un arreglo de sonido a sus necesidades específicas.

• A elegir un sistema de sonorización de acuerdo con el tipo de evento y la zona de cobertura.

• A trabajar con los distintos tipos de potencia en el diseño de un sistema de sonido.

• A realizar una planificación de ajustes a las subdivisiones de un sistema.

DESARROLLE SUS HABILIDADES PARA

• Calcular el retraso de fase para solucionar un problema de desfase.

• Identificar los diferentes arreglos de sonorización de acuerdo con su propósito.

• Diseñar un sistema de sonido de acuerdo a una audiencia y evento determinados.

• Utilizar las herramientas de medida adecuadas en la configuración de un sistema de sonorización.

Capítulo 1
1. CONCEPTOS BÁSICOS DE AUDIO ………..21
1.1 Relación entre el tiempo y la frecuencia …………………………22
1.2 Onda sinusoidal y ecuación de onda ……………………………..24
1.2.1 La forma de onda ……………………………………………………………………………… 29
1.2.2 Factor de cresta ………………………………………………………………………………… 30
1.3 Velocidad de propagación (C) ……………………………………….32
1.4 Refl exión y refracción …………………………………………………….33
1.4.1 Refl exión ………………………………………………………………………………………….. 33
1.4.2 Refracción ……………………………………………………………………………………….. 34
1.5 Difracción ………………………………………………………………………35
1.6 Presión acústica ……………………………………………………………..35
1.6.1 El decibelio ……………………………………………………………………………………….. 36
1.6.2 Ley cuadrática inversa ……………………………………………………………………… 40
1.6.3 Nivel de presión sonora ……………………………………………………………………. 42
1.7 Fase ………………………………………………………………………………..43
1.7.1 Señales coherentes e incoherentes …………………………………………………….. 46
1.8 Representación espectral ………………………………………………..47
1.9 Generadores de señal ……………………………………………………..49
1.9.1 Ruido blanco …………………………………………………………………………………….. 50
1.9.2 Ruido rosa ………………………………………………………………………………………… 52
1.9.3 Ruido marrón …………………………………………………………………………………… 54
1.9.4 Barrido de frecuencia ……………………………………………………………………….. 55

1.10 Función de transferencia ………………………………………………56
1.10.1 Magnitud ……………………………………………………………………………………….. 57
1.10.2 Fase ………………………………………………………………………………………………… 60
1.11 Leyendo la curva de fase ………………………………………………61
1.11.1 Inversión de polaridad ……………………………………………………………………. 66
1.11.2 Retraso ……………………………………………………………………………………………. 67
1.12 Divisores frecuenciales …………………………………………………68
1.12.1 Características de los fi ltros electrónicos …………………………………………. 69
1.12.2 Filtros digitales ……………………………………………………………………………….. 77
1.13 Respuesta al impulso ……………………………………………………84
1.13.1 Tiempo de llegada de la señal …………………………………………………………. 85
1.13.2 Nivel relativo entre la señal directa y las refl exiones ………………………. 86
1.13.3 Polaridad ………………………………………………………………………………………… 86
1.13.4 Retraso de fase ……………………………………………………………………………….. 87
Capítulo 2
2. SUMA ACÚSTICA …………………………………….91
2.1 Comb fi lter ……………………………………………………………………….92
2.1.1 Lineal …………………………………………………………………………..98
2.1.2 Logarítmico ………………………………………………………………………………………. 99
2.2 Crossover acústico ………………………………………………………..100
2.2.1 Espacial ………………………………………………………………………………………….. 100
2.2.2 Espectral …………………………………………………………………………………………. 103
2.3 Amplitud de la suma ……………………………………………………111
2.4 Fase de la suma …………………………………………………………….113
2.5 Interacción altavoz-sala ………………………………………………..121
2.6 Interacción altavoz-altavoz …………………………………………..123
2.7 Variaciones de nivel ……………………………………………………..126
Capítulo 3
3. CONFIGURACIÓN DE ARREGLOS ………131
3.1 Harry Olson ………………………………………………………………..131
3.1.1 Fuente puntual simple ……………………………………………………………………. 133
3.1.2 Fuente puntual doble ……………………………………………………………………… 133
3.2 Cobertura ……………………………………………………………………137
3.2.1 Directividad constante ……………………………………………………………………. 140
3.2.2 Directividad proporcional ………………………………………………………………. 142
3.3 Agrupación de fuentes sonoras …………………………………….144
3.3.1 Fuentes acopladas …………………………………………………………………………… 144
3.3.2 Fuentes desacopladas ……………………………………………………………………… 163
3.3.3 Fuentes en línea recta ……………………………………………………………………… 169
3.3.4 Fuentes en línea curva (arco) ………………………………………………………….. 174
3.4 Line array ………………………………………………………………………176
3.4.1 Desmintiendo un mito ……………………………………………………………………. 176

3.4.2 Arreglo lineal HF ……………………………………………………………………………. 177
3.4.3 Arreglo en arco HF …………………………………………………………………………. 184
3.4.4 Arreglo asimétrico ………………………………………………………………………….. 186
3.5 Arreglos de subgraves ………………………………………………….189
3.5.1 End fi red ………………………………………………………………………………………….. 190
3.5.1.1 Dos subgraves ……………………………………………………………………………… 191
3.5.1.2 Cuatro subgraves …………………………………………………………………………. 197
3.5.2 Gradiente ……………………………………………………………………………………….. 202
3.5.3 Stack invertido ………………………………………………………………………………… 206
3.5.4 Subgraves en línea gradiente ………………………………………………………….. 209
3.5.5 Subgraves en arco …………………………………………………………………………… 212
3.5.6 Directividad con delay …………………………………………………………………….. 213
3.5.7 Subgraves volados ………………………………………………………………………….. 216
Capítulo 4
4. ESPECIFICACIÓN DE SISTEMAS ………….231
4.1 Tipos de eventos …………………………………………………………231
4.1.1 Según el espacio …………………………………………………………………………….. 232
4.1.2 Según el número de espectadores …………………………………………………… 239
4.1.3 Según el tipo de instalación…………………………………………………………….. 240
4.1.4 Según la naturaleza del espectáculo ……………………………………………….. 240
4.2 Zona de cobertura ………………………………………………………..244
4.2.1 Nivel de presión acústica ………………………………………………………………… 245
4.2.2 Uniformidad de cobertura………………………………………………………………. 248
4.2.3 Inteligibilidad …………………………………………………………………………………. 250
4.3 Amplifi cación y limitación de altavoces ……………………….252
4.3.1 Amplifi cadores ……………………………………………………………………………….. 253
4.3.1.1 Potencia máxima útil ……………………………………………………………………. 254
4.3.1.2 Potencia de pico …………………………………………………………………………… 254
4.3.2 Altavoces ………………………………………………………………………………………… 256
4.3.3 Ajuste de limitación ………………………………………………………………………… 257
4.4 Subdivisiones del sistema y planifi cación de sus ajustes 262
4.4.1 Sistema principal ……………………………………………………………………………. 263
4.4.2 Sistema de subgraves ……………………………………………………………………… 265
4.4.3. Sistema de front fi ll …………………………………………………………………………. 266
4.4.4 Sistema de delay ………………………………………………………………………………. 274
Capítulo 5
5. DISEÑO ……………………………………………………291
5.1 Los sistemas de sonido y su comportamiento ………………291
5.1.1 Elección del tipo de arreglo …………………………………………………………….. 292
5.1.2 Alineamiento entre sistema principal y subgraves ………………………….. 298
5.1.3 Técnicas de trabajo con sistemas de PA
(Public Address) en line array …………………………………………………………………….. 309
5.1.3.1 Simulación …………………………………………………………………………………… 309
5.1.3.2 Montaje ………………………………………………………………………………………… 311
5.1.3.3 Separación de tiros ………………………………………………………………………. 313
5.1.3.4 Medición ……………………………………………………………………………………… 314

5.1.3.5 Ajustes …………………………………………………………………………………………. 317
5.2 Distribución de la señal ………………………………………………..319
5.2.1 Procesador digital …………………………………………………………………………… 319
5.3 Modelización acústica…………………………………………………..322
5.3.1 Software de predicción acústica ……………………………………………………….. 322
Capítulo 6
6. HERRAMIENTAS DE MEDIDA ……………..331
6.1 Analizador FFT …………………………………………………………….331
6.1.1 Dominio temporal ………………………………………………………………………….. 331
6.1.2 Dominio frecuencial ……………………………………………………………………….. 340
6.2 Series de Fourier …………………………………………………………..344
6.2.1 Análisis …………………………………………………………………………………………… 345
6.2.2 Síntesis ……………………………………………………………………………………………. 347
6.3 Frecuencia de muestreo, periodo de muestreo ……………..348
6.3.1 Aliasing y folding aliasing …………………………………………………………………. 348
6.3.2 Teorema de Sampling ……………………………………………………………………… 353
6.4 Respuesta en frecuencia ……………………………………………….356
6.5 La transformada de Fourier y la FFT …………………………….360
6.6 Medidas de canal sencillo o monocanal ………………………..367
6.6.1 RTA ……………………………………………………………………………………………….. 367
6.6.2 Sonómetro ………………………………………………………………………………………. 372
6.6.3 Tiempo de reverberación (RT60) …………………………………………………….. 376
6.6.3.1 Método discontinuo …………………………………………………………………….. 379
6.6.3.2 Respuesta impulsiva ……………………………………………………………………. 379
6.6.4 Espectrograma ……………………………………………………………………………….. 380
6.7 Medidas de canal doble o bicanal …………………………………382
6.7.1 Función de transferencia ………………………………………………………………… 382
6.7.2 Función de impulso ………………………………………………………………………… 389
6.7.2.1 Lineal vs. logarítmico …………………………………………………………………… 389
6.7.2.2 ETC (Energy Time Curve) ………………………………………………………………. 407
6.8 Utilización de la respuesta al impulso mediante
el programa de predicción RiTA ………………………………………..411
6.9 Tipos de ventanas. Infl uencia del promediado
temporal (gatt ering) en el análisis ………………………………………414
6.10 Coherencia entre la señal de referencia y la salida
del sistema. Fiabilidad de la medida ………………………………….419
6.10.1 Error en la sincronización ……………………………………………………………… 420
6.10.2 Ruido ……………………………………………………………………………………………. 421
6.10.3 Refl exiones, campo reverberante…………………………………………………… 421
6.10.4 Posición del micrófono …………………………………………………………………. 422
Bibliografía consultada y enlaces de interés ………..424
Ejercicios ………………………………………………………425
Ejercicios propuestos ………………………………………………………………………………. 427
Solucionario ……………………………………………………………………………………………. 455