Sonido

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La naturaleza del sonido
El sonido es una vibración que se propaga a través del aire. Se aplican los mismos principios que cuando lanzamos una piedra a un estanque: la perturbación de la piedra provoca que el agua se agite en todas las direcciones hasta que su amplitud es tan pequeña que deja de percibirse.
Frecuencia
Al número de veces que esta vibración se produce por segundo es lo que seconoce como frecuencia. La frecuencia del sonido se mide en Hertzios (Hz). Una persona con los oídos saludables puede oír frecuencias comprendidas entre los 20 y los 20000 Hz.
Cuando estas vibraciones del aire llegan a nuestros oídos, este las transforma en señales eléctricas que puedan ser entendidas por nuestro cerebro. Un micrófono actúa de manera similar transformando las vibraciones acústicasen eléctricas de manera que puedan guardarse, manipularse, y reproducirse. A esta señal se la denomina señal analógica.

La forma de onda más sencilla es la denominada onda sinusoidal, que se caracteriza por tener una frecuencia y una amplitud constante. Este tipo de ondas son las que se utilizan normalmente para realizar los estudios ya que cualquier señal puede descomponerse medianteTransformadas de Fourier en series de estas.
Amplitud
La amplitud de una onda nos informa de la fuerza o energía de la señal. La unidad de medida de esta fuerza es el decibelio (dB).
El oído necesita un porcentaje elevado de variaciones en la fuerza de un sonido para detectar un ligero cambio en la intensidad percibida, lo que nos indica que la sensibilidad del oído es logarítmica. Para hacernos unaidea diremos que un incremento de solo 3 dB duplica la intensidad de un sonido, pero nosotros solo percibiremos un ligero incremento de este. Necesitaremos un aumento de 10 dB para que nuestros oídos perciban un sonido con el doble de intensidad.
Ancho de Banda
El ancho de banda de un sistema nos indica la diferencia entre la frecuencia máxima y mínima con la que el sistema puede trabajar. Antesdijimos que el oído humano puede percibir frecuencias comprendidas entre los 20 y los 20000 Hz, es decir, el ancho de banda de nuestro oído es de unos 20 KHz.
Muestreo:
Conversión analógica - digital ( ADC )
Este proceso convierte una señal analógica continua en series de datos tomando medidas instantáneas de la amplitud de la señal a una velocidad constante. Si estas medidas se toman a unafrecuencia de muestreo alta, tendremos una aproximación bastante fiable de la señal original. Para entender mejor este concepto pensemos en el símil cinematográfico el cual toma 24 imágenes por segundo que son suficientes para simular un movimiento continuo de la escena. Evidentemente cuantas más muestras tomemos por segundo mejor reproduciremos la señal original.
Los sistemas digitales utilizan comounidad de información el bit el cual solo tiene dos estados, 0 y 1. Evidentemente no podemos asociar todos los posibles valores de los datos con tan solo un bit, por este motivo se utilizan combinaciones de 8 bits ( byte ) a los que ya podremos asociar 256 valores, no obstante si se necesitara mayor resolución se utilizaran 16 bits ( word ) incrementando de esta manera el rango hasta 65536valores.
Conversión digital - analógica ( DAC )
Es el proceso que convierte los valores digitales discretos que representan al sonido en una señal analógica continua.
Frecuencia de muestreo
La frecuencia de muestreo debe de ser lo suficientemente alta como para que los sonidos de alta frecuencia puedan recogerse con precisión. Según el teorema de muestreo es posible reproducir con exactitud una formade onda si la frecuencia de muestreo es como mínimo el doble de la frecuencia mayor a muestrear. La frecuencia más alta que percibe el oído humano es de 20 kHz, de modo que haciendo un muestreo a 44.1 kHz aseguramos una excelente reproducción del original. Se podría asumir que todo lo que hay que hacer por tanto para obtener buen sonido es grabar a velocidad límite de 44.1 kHz con muestras de...
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