Grabacion y reproduccion del sonido

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SISTEMAS DE GRABACIÓNY REPRODUCCIÓN DEL SONIDO

ÍNDICE

1. Sistemas de grabación del sonido

El disco 2 La cinta magnetofónica 4 El disco compacto 5

2. Sistemas de reproducción del sonido 5

Los dispositivos lectores 6 El amplificador 6 El ecualizador 7 Los altavoces 7

3. Aparatos de grabación y reproducción del sonidos: Características específicas. 8

El fonógrafo 8 El gramófono 8 La cinta magnetofónica 9 El ‘tocadiscos’ 9 El compact disc 10 El .mp3 10

4. La grabación analógica y la digital 11

5. GLOSARIO 12

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Sistemas de grabación y reproducción del sonido – 4º ESO, curso 2008-09

Olga Veiga – CPI Monte Caxado 2

1.- Sistemas de grabación del sonido:

La música es un arte dinámico, es decir, ligado al tiempo. Por este motivo, durante siglos presentó un problema importante: el de su fijación y conservación. Poderla escribir en un papel mediante la notación musical sólo solucionaba la cuestión a medias, ya que, aún así, no se podía conservar la interpretación que los músicos hacían de esas partituras. Aparte de esto, antes del siglo XX la única posibilidad de escuchar música era escucharla en directo; por lo tanto, la música no estaba al alcance de todo el mundo. Excepto en algunas ocasiones en las que se podía escuchar gratis (conmemoraciones, en la iglesia, etc...), quien quería música tenía que pagar a los músicos. La música era, por así decirlo, como un artículo de lujo.

Desde mediados del siglo XIX, se van descubriendo procedimientos cada vez más perfectos para grabar y reproducir el sonido. Los tres sistemas que se emplearon son los siguientes:

o Grabación mecánica (5): cilindros, discos de gramófono y discos de vinilo.o Grabación magnética (4): telegráfono, cinta magnetofónica, cinta de casette y cinta magnética digital (DAT).o Grabación óptica (6): disco compacto y disco láser.

1.1) – El disco:

En 1877, el inventor americano Thomas Edison creó el primer aparato de grabación y reproducción del sonido: el fonógrafo. Para registrar los sonidos, había que girar con una manivela un cilindro recubierto con una hoja de latón, o, más adelante, de cera. El sonido era captado por un tubo que lo transmitía a una aguja metálica. Esta aguja, en contacto con el cilindro, dejaba una señal que correspondía a las vibraciones recibidas. Para reproducir la grabación, sólo había que poner la aguja al principio del cilindro y girar otra vez la manivela.

Aunque la calidad sonora conseguida por el fonógrafo era muy pobre, el invento fue recibido con mucha expectación y enseguida se comercializó y difundió. En 1885, Alexander Graham Bell patentó un aparato que perfeccionaba el fonógrafo de Edison: el grafófono, que llevaba un cilindro recubierto con una capa de cera, lo que permitía grabaciones de mayor duración y aseguraba una conversión más clara del sonido.

A partir de 1893 fue desplazado por un nuevo aparato de grabación: el gramófono, inventado por Berliner, que usaba discos de caucho a presión, en lugar de cilindros. Los primeros discos comerciales producidos por la compañía Gramophon de Berliner eran de ebonita (goma endurecida).

Hasta el momento, el proceso de grabación y de reproducción del sonido se hacía íntegramente por medios mecánicos, sin intervención de la electricidad. Por este motivo, en las sesiones de grabación los músicos tenían que tocar o cantar muy cerca de la bocina que recogía el sonido, para que el sonido no se perdiese. A partir de 1924, la utilización de dispositivos eléctricos (micrófonos y amplificadores) hizo posible una mejor calidad de audición. Aún así, los discos de los gramófonos tenían dos inconvenientes: se rompían con facilidad y sólo podían contener unos 4 minutos de música por cada cara. En 1948, la casa

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Columbia presentó un nuevo tipo de disco que superaba estos inconvenientes: el disco de vinilo (también llamado LP, iniciales de Long Play). Estos discos, de 30 cm de diámetro, estaban hechos de un material irrompible: el vinilo plástico o polietileno. Este material permitía que los surcos fueran más pequeños y cercanos entre sí, por lo que cabían hasta 30 minutos de música por cada cara del disco. Otro formato de 18 cm, llamado single, permitía sólo una canción por cara.

En 1957 se introdujo la estereofonía (3), un sistema que se ha mantenido hasta la actualidad, consistente en poder grabar el sonido en dos canales diferentes (izquierda y derecha), de manera que después también se pueda reproducir por dos altavoces diferentes.

Desde la invención de la estereofonía hasta ahora, los discos de vinilo no experimentaron cambios significativos, siendo desplazados por los discos compactos. Aún así, siguen siendo la herramienta indispensable para los disc-jockeys (2).

Grafófono Gramófono

Fonógrafos

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1.2) – La cinta magnetofónica:

Los primeros experimentos de grabación del sonido en soporte magnético se remontan al año 1898, cuando el danés V. Pousen patentó su telegráfono. Este aparato consistía en un hilo de acero enroscado en forma de bobina cilíndrica. Un electroimán móvil que iba recogiendo el hilo grabada magnéticamente (4) en él las señales sonoras, que después de podían reproducir.

Telegráfonos

Con el tiempo, del hilo de acero se pasó a una cinta de acero muy fina. En 1935, la empresa BASF presentó su magnetófono, un aparato que grababa el sonido en una cinta de papel recubierta de material magnético. Más adelante esta cinta se fabricó de plástico.

Magnetófonos antiguos

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A partir de los años cuarenta, la cinta magnetofónica se convirtió en el medio más utilizado para la grabación directa en disco. Las ventajas de la cinta eran evidentes: los fragmentos sonoros podían montarse a voluntad simplemente cortando y pegando. Este procedimiento fue utilizado por diversos compositores de vanguardia para sus creaciones. También se podía grabar cada voz o cada instrumento en una pista diferente y después mezclarlas nivelando los volúmenes. El resultado de las mezclas se grababa en una cinta maestra (master), y después se trasladaba a un disco de vinilo o se emitía por la radio. Este formato no era muy práctico para uso doméstico. El interés por un sistema resistente y de fácil uso llevó a la invención de diversos tipos de cartuchos de cinta, entre los cuales triunfó el casette (1963).

La última innovación en el terreno de la grabación magnética fue la aparición de la grabación digital. El DAT (siglas de digital audio tape) es un nuevo formato similar a la casette, aunque sus dimensiones son más pequeñas, que graba el sonido digitalmente, con la mejora de calidad que eso supone. La cinta DAT ofrece una calidad de registro superior a la del CD y una mayor capacidad de almacenamiento (hasta 3 horas de duración), por lo que se ha convertido en uno de los sistemas más válidos para aplicaciones profesionales.En el siguiente apartado explicaremos en qué consiste la grabación digital.

1.3) - El disco compacto:

Es un disco óptico igual que los que se usan en el campo de la informática (CD-ROM). Apareció en 1980. En el disco compacto, el sonido estaba grabado sólo por una cara y de manera digital, es decir, en forma de una serie de números o dígitos determinados. Pero la señal eléctrica producida por un sonido no es digital, sino continua o analógica. Para poderla fijar en un disco compacto, hay que hacerla pasar antes por un convertidor analógico-digital. En este dispositivo, el sonido analógico se traduce a una serie de números (dígitos) que se almacenan en el disco en forma de muescas microscópicas de una anchura de 10 milésimas de milímetro. Aunque a simple vista el disco compacto se vea liso y brillante, hay millones de estas muescas dispuestas en forma de espiral, como un surco de un disco de vinilo.

En comparación con el disco de vinilo, el disco compacto tiene numerosas ventajas: es más pequeño (12 cm de diámetro), cabe en él más tiempo de grabación (unos 70 minutos) y proporciona una mejor calidad sonora. Además, como la lectura es óptica (por medio de un rayo de luz láser), no existe el desgaste que produce la aguja en un disco de vinilo.

2.- Sistemas de reproducción del sonido:

El proceso de elaboración de un disco, de un casette o de un disco compacto culmina cuando un oyente puede escuchar. Los avances de la tecnología electrónica hicieron posible que en nuestros hogares podamos disponer de equipos de reproducción sonora de mayor calidad cada vez.

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2.1) – Los dispositivos lectores:

En un equipo de alta fidelidad hay diversos aparatos cuya finalidad es leer los diferentes formatos de grabación (discos, casettes, discos compactos, etc...), es decir, traducir su contenido en impulsos eléctricos que puedan ser procesados. Los dispositivos lectores más habituales son:

El plato giradiscos: permite reproducir los discos de vinilo de 33 1/3 r.p.m. y los de 45 r.p.m. Este componente, imprescindible en cualquier equipo hasta hace pocos años, está cayendo en desuso a causa del triunfo del disco compacto.

La pletina de casette: las hay de muchos tipos según sus prestaciones. Muchas pletinas dobles permiten copiar casettes, incluso la lectura a doble velocidad.

El lector de discos compactos: este componente es el de incorporación más reciente. Habitualmente permite leer un solo disco compacto, aunque los hay con capacidad para varios discos.

El sintonizador (tuner): en lugar de leer un soporte de grabación, este componente del equipo sintoniza las ondas de radio y las convierte en una señal eléctrica que se puede procesar y escuchar.

Además de los componentes mencionados, el equipo de alta fidelidad puede tener otros conectados, como puede ser un televisor, un vídeo o un disco láser, entre otros.

2.2) – El amplificador:

El amplificador es el componente central de los equipos de reproducción. A través de los conectores que tiene en la parte posterior, recoge las señales que provienen de todos los dispositivos lectores. Gracias a un selector de entrada se puede elegir qué señal amplificar y escuchar. El amplificador proporciona la potencia necesaria para hacer sonar los altavoces.La señal eléctrica puede pasar directamente del amplificador a los altavoces o bien puede ser procesada antes por el ecualizador.

Amplificador

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2.3) – El ecualizador:

La función de este aparato es modificar a voluntad el timbre de la señal sonora procesada por el amplificador. Se puede dar más brillo al sonido o bien, al contrario, apagador si es demasiado brillante. También se puede potenciar determinado tipo de frecuencias, según el estilo de música que se reproduzca: las más graves para música de discoteca, las agudas para el rock, etc.

El tipo de ecualizador más habitual es el ecualizador gráfico, que tiene forma de panel con una serie de comandos que pueden deslizarse. Cada comando controla una parte de las frecuencias sonoras. Los ecualizadores gráficos suelen estar divididos en dos secciones, una para el canal derecho y otro para el izquierdo.

A veces el ecualizador está incorporado al mismo amplificador. En cualquier caso, no es un elemento imprescindible para un equipo doméstico. La mayoría de las veces es suficiente con accionar los botones de agudos, medios o graves (treble, middle, low) que llevan la mayoría de los amplificadores.

Ecualizador

2.4) – Los altavoces:

La función de los altavoces es convertir las señales eléctricas que vienen del amplificador en vibraciones sonoras que podamos escuchar. Constan de una parte fija o motor, que en realidad es un imán, y de una parte móvil o bobina, que está sujeta a la base de un cono de cartón llamado diafragma.

Cuando las señales eléctricas que vienen del amplificador pasan por la bobina, ésta se pone en movimiento porque está en medio del campo magnético del imán. Las vibraciones de la bobina son recogidas por el diafragma, que las convierte en sonidos. Los altavoces están montados en unos recintos llamados cajas acústicas.

Como es muy difícil que un solo altavoz pueda reproducir correctamente todo el espectro de frecuencias sonoras, es habitual que la señal eléctrica pase antes por un filtro divisor. Este filtro reparte la señal entre diversos altavoces diseñados para reproducir un margen de frecuencias determinadas. Son los altavoces de graves (woofer), medio y agudos (tweeter).

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3.- APARATOS RELACIONADOS CON LA GRABACIÓN YREPRODUCCIÓN DEL SONIDO: características específicas.

Desde finales del XIX comienzan a surgir los primeros sistemas de grabación de audio.

El funcionamiento básico de todos los aparatos grabadores, antiguos y actuales, es:

Recoger el sonido, Convertirlo en una señal que se pueda almacenar de alguna manera.

3.1)- Fonógrafo:

El norteamericano Tomás A. Edison fue el hombre que construyó y patentó por primera vez un medio para poder grabar el sonido y luego reproducirlo a voluntad. Fue mostrado por su creador al público en 1877, y se llamó fonógrafo.

Inicialmente, fue inventado pensando que podía servir para recoger los dictados en las oficinas. Utiliza un sistema de grabación mecánica analógica (5), en el cual las ondas sonoras son transformadas en vibraciones mecánicas. Estas vibraciones mueven un estilete que labra un surco helicoidal sobre un cilindro de fonógrafo.

Para reproducir el sonido, se invierte este proceso.

El fonógrafo está constituido por:

o Una bocina para recoger los sonidos,o una membrana que se agitaba según la intensidad de las vibraciones,o una aguja que marcaba dichas vibraciones en un cilindro de cera.

Al principio se utilizaron cilindros de cartón recubiertos de estaño, más tarde de cartón parafinado y, finalmente, de cera sólida. El cilindro de cera, de mayor calidad y durabilidad, se comercializó desde 1889 (un año después de que apareciera el gramófono).

3.2)- Gramófono:

Con este instrumento se empezó a recoger la música realizada por cantantes e intérpretes de la época. Fue el primer reproductor en usar discos planos y los movía mediante un mecanismo de cuerda. Reproducía discos de 78 rpm y la aguja se desplazaba desde el borde del disco hacia el centro. Ésta recogía las vibraciones mecánicas que se producían en su desplazamiento sobre el disco y las amplificaba mediante una bocina cónica. El disco estaba hecho en sus comienzos de un material llamado baquelita (1), que se rompía con mucha facilidad.

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3.3)- Tocadiscos:

Instrumento electromecánico para reproducir sonido a partir de un disco de vinilo en el que hay grabado un surco en espiral. Este surco contiene el movimiento vibratorio producido por un registro sonoro.

Tiene cuatro partes importantes:

Plato giratorio. Plataforma plana y circular sobre la que se coloca el disco. Va conectada a un motor giratorio que hace rotar el plato a 33, 45 o 78 revoluciones por minuto (rpm).

Brazo. Barra con una aguja en el extremo que está libre. Aguja. Se mueve por el surco que hay en el disco, produciendo vibraciones que se

transforman en impulsos eléctricos. Amplificador. Recoge los impulsos eléctricos que le llegan a través de cables para

dirigirlos después a los altavoces.

Este sistema tuvo un gran desarrollo con la alta fidelidad (HI-FI) y el sonido estereofónico(3).

- Inconvenientes de este sistema:

Como la reproducción de los discos se produce cuando una aguja pasa por los surcos, se va produciendo un desgaste que hace que la calidad del sonido vaya disminuyendo.

Era muy frecuente que los discos se rayaran, produciéndose entonces en el momento de reproducirlos saltos o repeticiones continuadas de un mismo fragmento.

Había problemas para conseguir que los tocadiscos fueran portátiles, puesto que el movimiento hacía saltar la aguja.

3.4)- El magnetófono:

Fue inventado en la década de los treinta. Los sonidos se graban en forma de señales magnéticas en una cinta. La información así conservada puede recuperarse y convertirse de nuevo en sonido, a través de señales eléctricas. La cinta está dentro de un ‘recipiente’ llamado casette.

En el momento de su invención, consistía en un grabador eléctrico que dejaba una señal magnética sobre un alambre. Más tarde se usó una tira flexible recubierta de polvo imantado que sería el antecesor de la cinta casete actual.

Con el casete se solucionó el problema de un reproductor portátil, e incluso la miniaturización de estos aparatos reproductores, de los que el más conocido sería el ya poco usado walkman.

Este sistema también tiene inconvenientes:

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Al existir un roce entre la cabeza lectora y la cinta, se va perdiendo calidad de sonido.

Si la cinta se expone a campos electromagnéticos (un aparato eléctrico o un simple imán), se puede perder la información grabada.

3.5) – El Compact Disc (CD):

Este sistema se puso a la venta en 1982, y a finales de los 80 ya había desplazado a los discos de vinilo.

Fue el primer sistema que aprovechaba las ventajas del audio digital, y con él se podía separar y eliminar las imperfecciones ajenas al sonido original que podían colarse durante el proceso de grabación.

La novedad en este soporte fue que era el primero en usar medios ópticos para la lectura de la información. Esta lectura se realiza por medio de un rayo láser que explora la superficie del disco. La información se almacena en la superficie de éste en forma de diminutos agujeros que representan el 0 y el 1. Este código de representación del sonido constituye el denominado lenguaje binario (propio del mundo de los ordenadores).

3.6) – El .mp3:

El .mp3 no es un aparato, sino un formato de compresión de archivos de ordenador. Más tarde se le llamó igual al reproductor portátil de dicho formato de audio.

El oído humano es imperfecto y hay una serie de frecuencias que no puede captar. El sistema de compresión del .mp3 sistema elimina los datos que no son captados por el oyente (datos que aunque no oímos, sí ocupan espacio), reduciéndose así la cantidad de datos a almacenar y por tanto el tamaño del archivo. Aplicando este sistema a una pieza musical se consigue reducir su tamaño a una décima parte o más. Por lo tanto, en un CD se podrá almacenar, en vez de 70 minutos de música, 700 minutos.

Aunque para conseguir esta reducción de espacio se elimina parte de la información sonora, al ser un fragmento inaudible para el ser humano, prácticamente no se nota diferencia entre el CD original y una copia en MP3.

Podemos escuchar la música grabada en este formato usando el ordenador, lectores de mp3 y discman que vienen preparados para leer archivos de mp3 grabados en un disco compacto.

Ventajas que plantea este sistema:

Al no existir contacto físico entre el disco y la máquina, éstos no se desgastan y no se va perdiendo calidad de sonido.

Permite seleccionar de forma rápida el punto exacto de la grabación que se desea oír, cosa que no se podía hacer con el casete.

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4.- Funcionamiento básico de los principales sistemas de sonido: la grabación analógica y la digital.

Existen dos métodos para la grabación y reproducción del sonido: el sistema analógico y el sistema digital. Estos son los aspectos básicos de su funcionamiento:

a) - Sistema analógico:

El sonido es por naturaleza una magnitud analógica, es decir, que varía siempre de forma progresiva y constante. Como ocurre con otros fenómenos de la naturaleza, el sonido puede medirse cuantitativamente y su señal analógica (sus variaciones en el tiempo) pueden visualizarse en forma de curva al utilizar un osciloscopio.

En los sistemas de grabación y reproducción analógicos, la señal de registro varía continuamente de modo similar o análogo a la señal de la onda sonora.

b) - Sistema digital:

El sistema digital toma únicamente dos valores o estados, convirtiendo la señal analógica del sonido en combinaciones de código binario (unos y ceros) registradas como una secuencia rápida de medias separadas. Para realizar esta tarea, el convertidor analógico/digital tiene que ir tomando muestras de la señal analógica con una frecuenciadeterminada, llamada frecuencia de muestreo, medida en kilohertzios (khz). La calidad del registro será mayor cuanto más alta sea la frecuencia de muestreo.

Los valores tomados en el muestreo se redondean para poder trabajar con un único valor y se traducen a un código binario o digital mediante el proceso de codificación. Cada uno de estos valores (cero o uno) se denomina bit.

La precisión del muestreo también depende del número de bits con los que se trabaje. Un código de 3 bits, permite distinguir 8 combinaciones posibles (2³). El CD trabaja con códigos de 16 bits, lo que posibilita 65.536 combinaciones distintas (216).

El principal inconveniente del sistema digital, es que, además de necesitar convertir previamente la señal analógica en digital, necesita una nueva conversión para volver a emitirla como señal analógica. Observa el esquema:

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En las carátulas de los discos compactos aparecen indicados los métodos (analógico o digital) utilizados en sus tres fases de producción: grabación, mezcla y masterizado o copia maestra.

o A A D: grabación Analógica, mezcla Analógica, masterizado Digital.o A D D: grabación Analógica, mezcla Digital, masterizado Digital.o D D D: grabación Digital, mezcla Digital, masterizado Digital.

El masterizado es la ultima fase en la que se retoca la producción de audio. En la masterización se eleva el volumen general del álbum, se emparejan los niveles de los tracks individuales, se eliminan los ruidos entre los tracks, etc…

4.- GLOSARIO

Baquelita: la baquelita fue la primera sustancia plástica totalmente sintética, creada en 1909 y nombrada así en honor a su creador, el belga Leo Baekeland. Es un fenoplástico.

Disc-jockeys: o ‘pincha discos’, son los encargados de reproducir música, generalmente en salas de baile, radios, discotecas, etc… El nombre de reproducir la música grabada en vinilos.

Estereofonía: Técnica de captación, amplificación, transmisión, reproducción y registro acústico del sonido por medio de varios canales simultáneamente con diferente selección de tonos, dando al oyente una sensación de distribución espacial, de relieve del sonido.

Grabación magnética: la grabación magnética, ya sea analógica o digital, se basa en la física del magnetismo: capacidad que tiene determinados materiales férricos de atraer o de repeler otros materiales de similares características. En la grabación magnética, las vibraciones sonoras son transformadas en variaciones de voltaje mediante un transductor (7) electroacústico (micrófono). Las variaciones de voltaje se aplican sobre el electroimán de la cabeza grabadora, que transforma la corriente eléctrica en una señal magnética de idéntica intensidad, amplitud y frecuencia. Esta señal magnética actúa reordenando las partículas ferromagnéticas (óxidos de hierro o de cromo) que cubren la superficie del soporte (cinta magnética, cinta de papel o alambre de acero), es decir, magnetizándolas, conforme el soporte va pasando por delante del electroimán.

Grabación mecánica: mediante este sistema, las vibraciones sonoras son transformadas mediante un transductor (electroacústico o electromagnético) en vibraciones (eléctricas o magnéticas).- Vibraciones eléctricas, cuando se trata de una cápsula formada por un estilete de cristal (cuarzo) o de cerámica que producen corriente eléctrica por la fricción. -Vibración magnética, cuando la cápsula forma un imán móvil o una bobina móvil.

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Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o magnéticas) son transformadas en vibraciones mecánicas, que quedan grabadas como surcos labrados en la superficie de del soporte: disco (surcos elípticos) o cilindro (surcos helicoidales).

Grabación óptica: sistema de grabación digital de sonido que utiliza como soporte el disco óptico y en el que la grabación/reproducción se realizan mediante un rayo láser. Durante la grabación, un diodo láser emite rayos hacia un espejo situado en el cabezal y la luz reflejada en el espejo atraviesa una lente y queda enfocada en un punto sobre la base de policarbonato del disco. Esta luz enfocada va grabando huecos ('pits' o pozos), que contrastan con las zonas donde no hay huecos ('lands' o salientes). Los puntos (tanto lands como pits) tienen una profundidad de 0'6 micras. Los lands y pits configuran una especie de código Morse que será reinterpretado en la fase de reproducción durante la conversión.

Transductor: dispositivo que recibe la potencia de un sistema mecánico, electromagnético o acústico y la transmite a otro, generalmente en forma distinta, como el micrófono o los altavoces.

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