Características de una Onda Sonora-1

1. Características de una Onda Sonora

2. QUE ES EL SONIDO
Podemos definir una onda sonora como una perturbación que viaja a través de algún medio. El Sonido es
el término para describir lo que se escucha cuando las ondas sonoras pasan a través de un medio hasta
el oído.
Todos los sonidos están hechos por vibraciones de moléculas a través de las cuales este viaja. Por
ejemplo, cuando se golpea un tambor o un platillo, el objeto vibra. Estas vibraciones hacen que las
moléculas de aire se muevan. Las ondas de sonido se alejan de su fuente de sonido (de donde
provienen), viajando en las moléculas de aire. Cuando las moléculas de aire vibrantes llegan a nuestros
oídos, el tímpano también vibra. Los huesos del oído vibran de la misma manera que el objeto que inició
la onda sonora.

3. Una onda sonora (waveform) es esencialmente la representación gráfica de un Nivel de Presión
Sonora (SPL) o nivel de voltaje a medida que se mueve a través de un medio en el tiempo. En
resumen, una onda sonora nos permite ver y explicar el real fenómeno de la propagación de las
ondas en nuestro entorno físico y por lo general tendrá las siguientes características
fundamentales:

4. Frecuencia
Amplitud
Velocidad
Longitud de la onda sonora y Periodo
Fase
Contenido armónico
Envolvente
Estas características permiten que una forma de onda se distinga de otra. Las más
fundamentales de estas son la amplitud y la frecuencia. Las siguientes secciones describen
cada una de estas características.

5. FRECUENCIA
Todos los sonidos están hechos de distintas frecuencias. La podemos describir como el tono de un
sonido. La frecuencia de un sonido afecta al tono que se oye. El sonido de un silbido es una ejemplo de
frecuencias altas, mientras el sonido de un tambor es un ejemplo de frecuencias bajas. La frecuencia se
mide en ciclos por segundo, o Hertz (Hz).
Los humanos tienen un rango en su audición entre 20 Hz (baja) y 20.000 Hz (alta).
Barrido por el espectro auditivo del Ser Humano
Para entender mejor esta característica del sonido vamos a utilizar las siguientes herramientas:
http://www.szynalski.com/tone-generator/
Generador de tonos para conocer notas musicales y sus equivalentes en Hertz a lo largo del rango de
frecuencias el ser humano puede escuchar.
Virtual Piano

6. AMPLITUD
La distancia por encima o por debajo de la línea central de una onda sonora (tal como una onda
sinusoidal pura) representa el nivel de amplitud de esa señal. Cuanto mayor sea la distancia o el
desplazamiento de esa línea central, más intensa es la presión, el nivel de señal eléctrica, o el
desplazamiento físico dentro de cualquier medio. (material, sólido, líquido o gaseoso (como el aire).
Las amplitudes de las ondas sonoras se puede medir de varias maneras
(Por ejemplo, la medición del máximo nivel de señal positivo o negativo de una onda se denomina: “valor
de amplitud pico”, o valor pico (Peak Value).
La medición total de los niveles de señal de pico positivo y negativo se llama el valor de pico a pico, (peak
to peak value).

7. Aquí pueden ver las diferentes formas en que se mide la amplitud.

8. Aquí pueden visualizar las frecuencias (horizontal) y Amplitud (vertical).
(Este es el rango del oído humano representado gráficamente (tal como escucharán con el audio (video)
abajo.

9. DECIBELIO (dB)
El decibelio es la medida utilizada para expresar el
nivel de potencia o el nivel de intensidad del sonido.
Se utiliza esta escala logarítmica porque la
sensibilidad que presenta el oído humano a las
variaciones de intensidad sonora sigue una escala
aproximadamente logarítmica, no lineal. Por ello el
belio (B) y su submúltiplo el decibelio (dB), resultan
adecuados para valorar la percepción de los
sonidos por un oyente.
Se define como la comparación o relación entre dos
sonidos porque en los estudios sobre acústica
fisiológica se vio que un oyente, al que se le hace
escuchar un solo sonido, no puede dar una
indicación fiable de su intensidad, mientras que, si
se le hace escuchar dos sonidos diferentes, es
capaz de distinguir la diferencia de intensidad.
Como el decibelio es una unidad relativa, para
las aplicaciones acústicas se asigna el valor de
0 dB al umbral de audición del ser humano, que
por convención se estima que equivale a un
sonido con una presión de 20 micropascales,
algo así como un cambio de la presión
atmosférica normal de 1/5 000 000 000.
Aun así, el verdadero umbral de audición varía
entre distintas personas y para una misma
persona, depende de la frecuencia del sonido.
Se considera el umbral del dolor para el
humano a partir de los 140 dB. Esta suele ser,
aproximadamente, la medida máxima
considerada en aplicaciones de acústica.

10. dBVU y dBFS – ¿Cuál Es La Diferencia?
Basado en este Tutorial:
dBVU Vs dBFS - ¿Cuál Es La Diferencia?
Es importante conocer la parte teórica de del sonido si realmente quieres ser un profesional del audio, ya que, aunque definitivamente mucha de la
experiencia sale de la práctica, debemos tener una base teórica sólida para entender lo que estamos haciendo.
Ya sabemos que el sonido es energía, el cual es convertido a través de un transductor (en nuestro caso el micrófono) y convertido en electricidad,
la cual es medida en unidades de voltaje.
Como era un poco difícil para los ingenieros de audio la comunicación en unidades de voltaje, se crearon los decibeles, los cuales se usan para
medir la intensidad del sonido.
Los db expresan la relación entre dos magnitudes: la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia.
De igual manera, existen diferentes unidades basadas en el decibel, tales como dbVU, dbFS, dbSPL, sin embargo los que nos interesan son el
dbVU y dbFS, los cuales es indispensable conocer en el mundo de la grabación.

11. Relación entre dBVU y dBFS
En el mundo analógico, se determinó que el punto «dulce» en el que la señal no está tan fuerte como para estar distorsionada ni tan suave como
para combinarse con el ruido de piso, es en 0 dbVU.
Para encontrar la relación entre la unidad dBVU y dBFS, dependerá del convertidor que estés usando, muy probablemente una interfaz.
Algunas interfaces están calibradas a -20 dbFS = o dbVU. Algunas otras están a -18 dbFS = 0 dbVU, etcétera.
Sin embargo, siguen estando muy lejos de lo que realmente es el 0 dbFS, por lo cual se comete muy a menudo el error de querer grabar a 0 dbVU
pensando que es lo mismo que 0 dbFS, resultando en grabaciones con distorsión y clipeo en las transcientes.
En resumen, al momento de grabar, siempre debes de estar al pendiente (visualmente) del nivel de volumen de la grabación, y procurar que se
mantenga un nivel saludable para que al momento de hacer la mezcla nada se distorsione.
No olvides que para ser un profesional del audio, no todo es la práctica. Sí es lo más importante, definitivamente, sin embargo tener una base
teórica sólida te abrirá muchas puertas, pues sabrás exactamente lo que estás haciendo y por qué está sucediendo así.

12. El Umbral de Audición
Define la mínima presión requerida para excitar el
oído.
Esta se expresa 0dB SPL
Umbral de la Sensación
Un SPL que causa incomodidad en el oyente 50%
del tiempo.
Ocurre a un nivel de 118 dB SPL entre 200 Hz y 10
kHz
Umbral del Dolor
Un SPL que causa dolor en el oyente 50% del
tiempo.
Y corresponde a un SPL de 140 dB entre 200 Hz y
10 kHz

13. VELOCIDAD
En el aire, el sonido tiene una velocidad de 1130 Pies por segundo (ft/sec) o 344 metros por segundo
(m/sec).
Esta velocidad depende de la temperatura y aumenta a un ritmo de 1.1 pies/seg por cada aumento de
grado Fahrenheit. (2 pies / seg por grado celsius).
En cada medio, se propaga a una velocidad diferente, principalmente en función de la densidad. Cuanto
más denso sea el medio, mayor será la velocidad de propagación del sonido. En el vacío, el sonido no se
propaga, al no existir partículas que puedan vibrar. En este caso tenemos una muestra del clásico error
de las películas de ciencia ficción: el sonido de las explosiones en el espacio. Dado que el sonido no se
propaga en el vacío.........usted quita tus propias conclusiones........

14. En el agua, un valor típico de velocidad del sonido son 1500 m/s (el agua es más densa que el aire). En
el agua, la densidad varía mucho en función de factores como la profundidad, la temperatura o la
salinidad.
En materiales metálicos, el sonido se propaga a velocidades superiores a las anteriores, por ejemplo, en
el acero el sonido se propaga a una velocidad en torno a 5000 m/s.
En pocas palabras, La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen las
ondas sonoras.
La velocidad del sonido varía también ante los cambios de temperatura del medio. Esto se debe a que un
aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia con que se producen las
interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y este aumento de actividad hace
aumentar la velocidad.
Por ejemplo, el sonido se propaga con menor velocidad sobre las superficies nevadas más frías, aquellas
a donde no llega el sol.
En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos es mayor
que en los gases.

15. LONGITUD
La longitud de una onda sonora es la distancia física en un medio entre el principio y el final de un ciclo.

16. PERIODO
Periodo, (T), que se define como el tiempo transcurrido entre una perturbación y la siguiente.
Se mide en segundos (s) o milisegundos (ms), es decir la milésima parte de un segundo.
El periodo de los sonidos audibles para el ser humano varía entre los 0,05 ms (sonidos muy agudos) y los
50 ms (sonidos muy graves).
Cabe destacar que son tiempos muy cortos que impiden en general que los ciclos puedan percibirse
como fenómenos separados. El cerebro tiende a integrarlos en una única sensación, la sensación
sonora.

19. FASE
Sabemos que un ciclo puede comenzar en cualquier punto de una onda sonora, se deduce que cuando
dos o más ondas sonoras están involucrados para producir un sonido, sus amplitudes relativas pueden (y
con frecuencia serán) ser diferentes en cualquier punto en el tiempo.
Para mantenerlo simple , vamos a limitar nuestro ejemplo a dos ondas sonoras de tono puro (ondas
sinusoidales) que tienen frecuencia y amplitudes iguales...pero sus períodos cíclicos comienzan en
diferentes momentos. Se dice que tales ondas sonoras están fuera de fase respecto una a la otra. Las
variaciones de fase, que se miden en grados (°), pueden ser descritas como un retardo de tiempo entre
dos o más ondas sonoras.
Siempre que dos o más ondas sonoras lleguen a un único lugar fuera de fase, sus niveles relativos de
señal se sumarán para crear un nivel de amplitud combinada justo en ese punto en el tiempo.
Siempre que dos ondas sonoras que tengan la misma frecuencia, forma y amplitud de pico (peak value)
estén completamente en fase (lo que significa que no tienen diferencia de tiempo relativa), la onda sonora
recién combinada tendrá la misma frecuencia, fase y forma... pero será el DOBLE DE AMPLITUD.

20. Si las dos mismas ondas se combinan completamente fuera de fase (teniendo una diferencia de fase de
180°) éstas se cancelarán entre sí cuando se añadan, lo que resultará en una línea recta con CERO
AMPLITUD.
Si la segunda onda está solo parcialmente fuera de fase (por un grado distinto de 180°), los niveles se
añadirán en los puntos donde las amplitudes combinadas son positivas y se les reducirá el nivel en los
puntos donde el resultado combinado es negativo.

24. Problemas de fase: La vida real
Cuando hablamos de señales más complejas las cosas se complican. La cancelación total es imposible
porque dos ondas nunca son completamente iguales; sin embargo, lo que sí se cancela, sobre todo, son
los graves, aunque los medios pierden mucha fuerza y en los agudos se produce un efecto llamado
phaser, que suma unas frecuencias y resta otras.
La razón para que sí se cancelen los graves y no los agudos es la probabilidad: para que se cancelen
dos ondas al completo, tienen que ser iguales y coincidir perfectamente los picos con los valles de otra, y,
como hemos visto, es imposible, pero sí que sucederá la reducción de graves de forma notable cuando
los valores negativos de una onda sean los valores positivos de otra.
Los graves, al ser ondas más largas, es más probable que coincidan en fase, pero las agudas se
componen por valles y depresiones mucho más repetidas y estrechas, por lo que la coincidencia es
prácticamente imposible. Los desfases se producen entre dos señales que, al provenir de diferentes
micrófonos o instrumentos, es decir, diferentes impedancias, no tardan el mismo tiempo en hacer el
recorrido entre IN y OUT, por lo que las ondas propias de cada señal pueden interferir entre sí por lo
anteriormente explicado.

25. También pueden ser producidos por fallos técnicos, como pueden ser inversores de fase y procesadores
mal ajustados o cables soldados de forma contraria a la que normalmente se emplea. A menudo los
desfases son inaudibles y no molestan en la mezcla, o en la propia grabación, pero en otras ocasiones el
desfase es perfectamente apreciable por la pérdida notable en la sección de graves.
Aquí un videito que gráficamente nos ayudará a entender todo esto:
Este tutorial explica por qué la cancelación de fase hace que tus grabaciones suenen mal y cómo evitarlo

26. Que es el Comb Filtering?
Para entenderlo nada mejor que este video.
Esta es una demostración del llamado fenómeno Filtrado de Peine (Comb Filtering) donde podemos
apreciar de forma clara el fenómeno de la Fase.
Cuando un sonido se retrasa un poco y luego se agrega a sí mismo, se produce una interferencia
Constructiva y Destructiva o sea, los famosos picos y valles.
Esto puede ser causado por una superficie cercana de la que rebota el sonido. El filtrado de peine causa
picos regularmente espaciados y caídas en la respuesta de frecuencia, haciéndolo parecer un peine, que
es donde recibe su nombre.
Con suerte, si observan la respuesta en frecuencia (el RTA), escuchan el sonido, observan cómo se
acerca y aleja la superficie reflectante (la pizarra) a la fuente de sonido (el altavoz) y al micrófono
Podrán darse exactamente lo que está sucediendo aquí.

27. La cancelación puede ocurrir cuando una sola fuente de sonido (Source, en este caso la guitarra) es
recogida por 2 micrófonos.

28. Grabando un amplificador
de guitarra con 2 mics,
cómo afecta el tono?
Este video ultra
interesante te lleva a
entender la fase todavía
mejor y con más claridad.
Escucha críticamente, en
este caso podrías elegir
entre una paleta de
colores!!!
recording guitar amp with two
mic: how the phase affect tone
Leer la descripcion abajo
del video

29. CONTENIDO HARMONICO
Bueno, más o menos entramos al mundo de los sintetizadores, pero no quiero entusiasmarlos demasiado ya que lo
primero va primero!
Hasta este punto, la discusión se ha centrado en la onda sinusoidal, que se compone de una sola frecuencia que produce
un sonido puro con una frecuencia específica. Afortunadamente, los instrumentos musicales rara vez producen ondas
sinusoidales puras. Si lo hicieran, todos los instrumentos, básicamente sonarian lo mismo, y la música sería bastante
aburrida. El factor que nos ayuda a diferenciar entre instrumentales '' voces '' es la presencia de frecuencias (llamadas
parciales) que existen además del tono fundamental que se está tocando.
Parciales que son superiores a la frecuencia fundamental se llaman parciales superiores o sobretonos. (Overtones)
Las frecuencias parciales (sobretonos) que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental se llaman armónicos. Por
ejemplo, la frecuencia que corresponde a la nota A (La) es 440 Hz (figura 2.13a). Una onda de 880 Hz es un armónico de
la fundamental 440-Hz debido a que es el doble de la frecuencia (figura 2.13b).
En este caso, la fundamental 440-Hz es técnicamente el primer armónico ya que es 1 por la frecuencia fundamental, y la
onda de 880 Hz es llamada el segundo armónico ya que es 2 por la fundamental. El tercer armónico sería 3 veces 440 Hz
o 1320 Hz (Figura 2.13c).
Algunos instrumentos, tales como campanas, xilófonos y otros instrumentos de percusión, a menudo contendrán parciales
armónicos que no están armónicamente relacionados con la fundamental en absoluto

30. El oído percibe frecuencias que son múltiplos enteros de la fundamental como algo especialmente relacionado (un
fenómeno conocido como la octava musical).
Por ejemplo, como la nota concierto A es 440 Hz (A3), el oído oye la frecuencia 880 Hz (A4) como la siguiente frecuencia
más alta que suena más como el concierto A. La próxima nota relacionada será 1.760 Hz (A5). Por lo tanto, 880 Hz está
una octava por encima de 440 Hz, y 1760 Hz se dice que está a dos octavas por encima de 440 Hz, etc.
Debido a que estas frecuencias son múltiplos pares de la fundamental, se les conoce como armónicos pares (even
harmonics)
No es de sorpresa entonces deducir que las frecuencias que son múltiplos impares de la frecuencia fundamental se llaman
armónicos impares (odd harmonics).
En general, los armónicos pares se perciben como la creación de un sonido que es agradable al oído, mientras que los
armónicos impares crearán un tono disonante, más dura (harsh), (no quiere decir que es desagradable necesariamente).
Fourier demostró que todos los sonidos son compuestos de ondas sinusoidales individuales, y, obviamente, los mismo se
aplica a ondas sonoras repetitivas.
Las ondas principales que se componen de ondas sinusoidales individuales son: Triangular, Diente de Sierra y Cuadrada.

31. Las Ondas Triangulares contienen sólo armónicos impares (odd harmonics). O sea que si el tono (pitch) fundamental es
100 Hz, la onda también contendrá 300 Hz, 500 Hz, 700 Hz, y así sucesivamente. Cada armónico superior también va
bajando en amplitud según va subiendo la frecuencia.
Las ondas cuadradas, al igual que las triangulares también contienen sólo armónicos impares por que son ondas
simétricas; o sea la onda asciende de la misma manera que desciende.
El nivel de cada armónico en una onda cuadrada es mayor que los de una onda triangular porque las pendientes de subida
y bajada son más pronunciadas.
Las ondas de Sierra (Sawtooth waves) contienen tanto armónicos pares como impares por que no son simétricas. Una vez
más, el nivel de cada armónico va decreciendo progresivamente según más alta es su frecuencia.

32. Onda Triangular observada desde un Frequency Analyzer (RTA).

33. Figura 2.14.
Ondas sonoras simple:
(a) Square waves
(b) Triangle waves
(c) Sawtooth waves
Figura 2.15. Esta es una onda
sonora compleja como de cualquier
instrumento/voces grabado en tu
DAW.

34. Video tutorial muy bueno para que lo
vean (en inglés).
Escuchen y miren gráficos
atentamente para que vislumbren lo
que he explicado sobre Harmonic
Content.
Overtones, harmonics and Additive
synthesis

35. LA ENVOLVENTE
La envolvente de un sonido te describe la manera como varía su intensidad a través del tiempo y así saber como poder
manipularla. En inglés se denomina ADSR, y en los sintetizadores siempre aparece un lugar en el que se controlan por
separado las diferentes partes de la envolvente o ADSR. También es el elemento fundamental que debes entender para
usar aparatos como, el compresor.
El Ataque / Attack: Tiene un tiempo que transcurre, desde el comienzo del sonido hasta llegar a su máxima amplitud, en los
sonidos transitorios (golpes de batería, por ejemplo), este ataque es muy rápido. Mientras que en sonidos como los de un
violín frotando el arco lentamente, el ataque es más lento.
La Caída / Decay: Es el tiempo que transcurre desde el punto de máxima amplitud hasta el nivel sostenido, una vez más
en los sonidos transitorios (golpes de batería, por ejemplo), esta caída es rápida. Mientras que en sonidos como los de un
violín frotando el arco lentamente, la caída puede tener varias duraciones en función de la ejecución del músico.
Punto sostenido / Sustain: Es el tiempo en que la señal se mantiene con un nivel constante, después de la caída o decay.
Un claro ejemplo de sonido con un buen sustain, es una nota tocada con un teclado, a modo de órgano de iglesia, o dejar
sonando una nota en una guitarra. Estos sonidos se mantienen al mismo nivel durante un rato, hasta que llegan al release.
Relajamiento / Release: Es el tiempo que tarda en desvanecerse la señal, una vez más estas ante un parámetro que su
manipulación te va a permitir que un sonido “termine” rápidamente o se vaya difuminando en el tiempo lentamente.

37. Este es un excelente video donde claramente explica las curvas de la envolvente (ADSR).
Muy importante observar cómo se comportan las teclas de sintetizadores (o teclado MIDI) en relación a la modificación de estas curvas.
Por eso aprovecho y te doy la bienvenida al mundo MIDI!
Para todos lo que quieren hacer música profesional como productores empezar a entender estos temas es de vital importancia.
Synthesizers: ADSR Envelope Explained

38. Estos videos te llevan todavía a entender de
forma más clara las curvas de envolvente en los
sintetizadores.
ADSR envelope synth tutorial part A
ADSR envelope synth tutorial part B

39. Parte de nuestro Glosario:
OSCILOSCOPIO:
Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es
muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.
Para más detalle ver video de Harmonic Content.
ECUALIZADOR:
Es un dispositivo que modifica el volumen de las frecuencias de la señal que procesa. Para ello modifica las amplitudes de sus coeficientes lo que se
traduce en diferentes volúmenes para cada frecuencia. Con esto se puede variar de forma independiente la intensidad de los tonos básicos.
Interesante darse cuenta que ya podemos entender este dialecto!