ELECTROACÚSTICA Taller III

Arquitectura de Sistemas Sonoros

Cadena simple de refuerzo sonoro

En esta disposición observamos los elementos primarios típicos en cualquier cadena sonora de refuerzo.

Así como un arquitecto construye según especificaciones un ambiente determinado, el diseñador de una

cadena de refuerzo interpreta las especificaciones diseñando así un sistema completo que tiene en cuenta

todos los detalles; incluyendo opciones de equipamiento, montaje en racks, niveles de operación, cables,

cobertura, etc.

Asumamos las siguientes condiciones:

1- El sistema debe poder controlar hasta 10 micrófonos

2- El sistema será usado primariamente para refuerzo de palabra

3- El sistema deberá producir picos de 85 db SPL en todas partes de la sala con cualquier condición

(oradores con bajo nivel) en un entorno de ruido de 25 db(A).

Como interpretación básica podríamos suponer que una pequeña consola de 12 canales es suficiente para

el ruteo de la señal; que un array central riggeable (que pueda colgarse) biamplificado es preferible para

evitar interferencias en los tiempos de llegada y lograr una buena articulación; y que debiéramos

disponer al menos de un ecualizador y un divisor de frecuencias activo (en este caso elegimos las

propiedades de un crossover digital JBL DSC260 para poder alinear las cajas en el tiempo y ecualizar

básicamente el sistema).

Como existe la posibilidad de cambiar las ganancias de las etapas, deberíamos especificar las mismas

para no degradar la relación señal/ruido ni causar clipping en ninguna de las etapas.

Consideremos el caso de un mic y una caja para simplificar nuestros cálculos:

El nivel de operación promedio para una señal de palabra a una distancia operativa de 0.5m es de 72

dbSPL. Si tomamos un mic con una sensibilidad de 10mV/Pa, el voltaje nominal de salida del micrófono

inmerso en un campo sonoro de 72 dbSPL será de

E = 10

22/20 x 10 mV = 0.8 mVrms

Coloquemos una señal senoidal de 1 Khz de 0.8 mV en nuestra entrada de micrófono y midamos ahora

en nuestra salida de consola, poniendo el fader de canal y el master en “0 db”, y ajustemos el control de

“trim” del canal para lograr una señal de salida de 0.4 mV (-6 dbu). La posición del trim debe estar en una entre las 10 y las 2 (utilizando una marcación horaria); lo cual nos

da una amplia flexibilidad de ganancia para otros tipos de mics u oradores. Hemos ganado unos 60 db en

la consola (que tiene un headroom de +21 dbu). Ahora debemos entrar en el procesador de señal (JBL

DSC 260 – headroom de +20 dbu) que hará la división en frecuencia de nuestro sistema biamplificado,

elegimos una potencia JBL MPX 600 y una caja JBL 4726 A, que logran una presión de 60 dbSPL a 20

metros con esa entrada de señal en el amplificador.

Así, el rango dinámico queda manejado sólo por el procesador de señal y el control de volumen de la

potencia. De esta forma aseguramos picos de 86 db spl a 20 metros y ninguna etapa sobrecargada.

En el caso de querer cambiar nuestro esquema de ganancia sólo debemos manejar crossover y

amplificador, y dejar los controles de consola para ajustes en el nivel de orador.

Sólo nos resta calibrar el sistema de amplificación a nivel nominal. Para 25 db(A) de ruido y una voz

menos que normal, tenemos una EAD de aprox. 2 m, lo que equivale a una presión de 60 db SPL. Con

una señal de 0.4 V rms en la salida del crossover ajustamos el control de volumen de la potencia de low

hasta lograr la presión deseada a la distancia de 20 metros, y ajustamos luego la entrada de high del

amplificador hasta lograr el mismo nivel sonoro; logrando producir en las cajas los 60 db SPL a 20

metros que buscábamos. De esta forma tenemos el mismo headroom en la consola; crossover y potencia

para manejar niveles nominales de hasta 25 db más si fuera necesario (ajustando las salidas del

crossover).

Diagrama de Nivel en Consolas de Refuerzo

Al fijarnos que ocurre dentro de una consola nos damos cuenta que para aplicaciones profesionales el

headroom de entrada y salida suele ser de +24 dbu con un nivel nominal de +4 dbu, lo que no quiere

decir que en alguna parte de la estructura interna de la consola haya lugares con un haedroom menor que

implicaría el correcto seteo de niveles a la hora de mezclar más de un micrófono o instrumento.

Notamos, por ejemplo que el headroom disponible en los buses de mezcla disminuyen hasta 10 dbu ó

menos y en los amplificadores de salida es de casi 40 dbu. Conocer esta estructura es de importancia a la

hora del diseño de un sistema sonoro, pues es un cota que implicaría, por ejemplo; no poder utilizar esta

consola para aplicaciones musicales o estar trabajando con baja relación señal/ruido.

Sistemas Distribuídos

Son los sistemas más eficaces a la hora de aumentar la intelegibilidad si no podemos agregar absorción

el recinto o en ambientes ruidosos como fábricas, iglesias o shoppings. Suelen ser de dos tipos

principales:

1 – De array central con complemento

2 – Distribuído uniforme

El primero es usualmente usado en teatros donde con un array central o stereo podemos cubrir las

plateas y necesitamos refuerzos en pullmans y debajo de balcones.

El segundo es de uso corriente en hoteles, shoppings e iglesias, donde la intelegibilidad es el factor más

importante y existen grandes distancias,baja relación directo:reverberante o niveles de ruido elevado.

En ambos casos se deben tener en cuenta los delays a aplicar si existe un escenario frontal el cual deba tener precedencia sobre el resto de los sistemas. En los sitemas de iglesias disponemos parlantes en las columnas con un nivel suficiente para que las

personas mas próximas a esa columna perciban el sonido directo y no estemos agregando señal

innecesaria que haga aumentar el campo reverberante.

En los sitemas de techo (ceiling systems) es suficiente un 50% de solapado en la señal a nivel del oído

(típico 1.2 m) con una disposición triangular en el techo para que con un zonificado correcto de delays,

se perciba el sonido naturalmente y la cobertura sea uniforme..

Lineas de 70 V ó 100 V

Acá nos enfrentamos al problema de una gran cantidad de parlantes donde el cálculo directo de las

impedancias de carga de los amplificadores es sumamente difícil de realizar. En estos casos usamos

líneas de 70V ó 100V.

En esta disposición la salida total de un amplificador es aplicada a un transformador que nos entrega

una salida de 70 Volts ó 100 Volts. Esta es una línea de transmisión a la cual le conectamos TAPS

(transformadores de acoplamiento) según la potencia requerida por el parlante: Cuando la suma de

potencia de los parlantes es igual a la del amplificador, éste se encuentra correctamente cargado.

Estos sistemas son de gran flexibilidad a la hora de la instalación y permiten la zonificación con mayor

precisión que un sistema común, pero exigen un cálculo cuidadoso de la cobertura y la relación D:R,

comparando en cada punto el nivel Directo y Reflejado (calculando Lrev) de forma usual (tablas de clase

3) o alcanzando sólo con la distancia de mayor alcance de sonido directo.

Sistemas de Paging

Un capítulo importante en los sistemas distribuídos es el de los sistemas de paging.

Son básicamente uno o varios sistema distribuídos conectados entre sí de forma tal que puedan

manejarse unas zonas independientemente de otras, pero ambas respondiendo a un Master Page que

envía órdenes a todas y disponen, entre otras cosas; de música funcional, enmascaramiento de ruido, y

“Life Alert” que tiene el máximo nivel de prioridad. Son sistemas especiales que requieren de un diseño

avanzado ya que deben poder operar en condiciones extremas y generalmente cubren espacios que no

suelen ser contiguos. Usualmente cuentan con sistemas de monitoreo que permiten identificar defectos

sin acudir físicamente a la zona desde la posición de Master Page.

Bibliografía

1 - Davis/Jones, Sound Reinforcement Handbook, 1989

2 - JBL, Sound System Design Reference Manual

Papers

V. M. A. Peutz, “Articulation Loss of Consonants as a Criterion for Speech Transmission in a Room,”

J. Audio Engineering Society, volume 19, number 11 (1971) C. P. and R. E. Boner, “The Gain of a Sound System,” J. Audio Engineering Society, volume 17, number 2 (1969)