Informe Previo Laboratorio 5 Telecomunaciones

LABORATORIO DE INSTRUMENTOS DE TELECOMUNICACIONES INFORME PREVIO N°5

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2014

iNFORME PREVIO N°5 DE LABORATORIO DE INSTRUMENTOS DE TELECOMUNICACIONESFRANCO SILVERIO PEREZ REYNA - 20111140J

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INFORME PREVIO

1. Características del sonido:

Las cuatro cualidades básicas del sonido son la altura, la duración, la intensidad y el timbre o color.

Cualidad Característica Rango

Altura o tono Frecuencia de onda. Agudo, medio , grave

Intensidad Amplitud de onda. Fuerte, débil o suave

Timbre Armónicos de onda o forma de la onda. Análogo

a la textura.

Depende de las características de la fuente

emisora del sonido.

Duración Tiempo de vibración. Largo o corto

La altura:

La altura, o altura tonal, indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).

vibración lenta = baja frecuencia = sonido grave. vibración rápida = alta frecuencia = sonido agudo.

Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el rango de audición de 20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanta más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.

En la música occidental se fueron estableciendo tonos determinados llamados notas, cuya secuencia de 12 (C, C#, D, D#, E, F, F#, G, G#, A, A#, B) se va repitiendo formando octavas, en cada una de éstas se duplica la frecuencia. La diferencia entre distintas notas se denomina intervalo.

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La duración:

Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc. Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda frotada, como el violín, y los de viento (utilizando la respiración circular o continua); pero por lo general, los instrumentos de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de cuerda según el cambio del arco producido por el ejecutante.

La intensidad:

Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

La intensidad del sonido se divide en intensidad física e intensidad auditiva, la primera está determinada por la cantidad de energía que se propaga, en la unidad de tiempo, a través de la unidad de área perpendicular a la dirección en que se propaga la onda. Y la intensidad auditiva que se fundamenta en la ley psicofísica de Weber-Fechner, que establece una relación logarítmica entre la intensidad física del sonido que es captado, y la intensidad física mínima audible por el oído humano.

Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell.

El timbre

Una misma nota suena distinta si la toca una flauta, un violín, una trompeta, etc. Cada instrumento tiene un timbre que lo identifica o lo diferencia de los demás. Con la voz sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, una mujer, un niño tienen distinto timbre. El timbre nos permitirá distinguir si la voz es áspera, dulce, ronca o aterciopelada. También influye en la variación del timbre la calidad del material que se utilice. Así pues, el sonido será claro, sordo, agradable o molesto.

2. Gama de frecuencias del oído humano:

También llamado el espectro audible, se halla conformado por las audiofrecuencias,

es decir, toda la gama de frecuencias que pueden ser percibidas por el oído humano.

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Un oído sano y joven es sensible a las frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los

20 kHz. No obstante, este margen varía según cada persona y se reduce con la edad

(llamamos presbiacusia a la pérdida de audición con la edad). Este rango equivale

muy aproximadamente a diez octavas completas (210=1024). Frecuencias más graves

incluso de hasta 4 ciclos por segundo son perceptibles a través del tacto, cuando la

amplitud del sonido genera una presión suficiente.

Fuera del espectro audible:

Por encima estarían los ultrasonidos (Ondas acústicas de frecuencias superiores a

los 20 kHz).

Por debajo, los infrasonidos (Ondas acústicas inferiores a los 20 Hz).

El espectro audible podemos subdividirlo en función de los tonos:

a) Tonos graves (frecuencias bajas, correspondientes a las 4 primeras octavas,

esto es, desde los 16 Hz a los 256 Hz).

b) Tonos medios (frecuencias medias, correspondientes a las octavas quinta,

sexta y séptima, esto es, de 256 Hz a 2 kHz).

c) Tonos agudos (frecuencias altas, correspondientes a las tres últimas octavas,

esto es, de 2 kHz hasta poco más de 16 kHz).

En Occidente se suele dividir el espectro audible en 11 secciones que

denominamos octavas.

El término de octava se toma de una escala musical. La octava es el intervalo entre

dos sonidos que tienen una relación de frecuencias igual a 1:2 y que corresponde a

ocho notas de una escala musical diatónica; o trece en una escala cromática. Por

ejemplo: si comenzamos con una nota como DO, la octava completa será: DO-RE-MI-

FA-SOL-LA-SI-DO. Si el primer LA estaba afinado en 440 Hz el segundo LA (octava

siguiente) estará en 880 Hz.

El valor máximo de las frecuencias de cada octava es el doble del de la anterior.

a) La primera y segunda octava (los tonos más graves, 16 - 64 Hz). No todas

las personas son capaces de percibirlos, depende de la sensibilidad del oído

de cada persona.

b) La tercera y cuarta octava (tonos graves medios, 64 - 250 Hz).

c) La Quinta, Sexta y Séptima octava (tonos medios, 250 Hz – 2.000 Hz).

Contienen el tono fundamental y los primeros armónicos de la mayoría de las

fuentes sonoras.

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d) La octava octava (tonos agudos, 2.000 Hz – 4.096 Hz). Comprende el

margen en que el oído humano tiene mayor sensibilidad.

e) La novena y décima octava (tonos agudos de frecuencia alta, 4.097 a 16.000

Hz). Corresponden a un chirrido desagradable y por ello no se utilizan para

hacer música.

f) La undécima octava (los tonos más agudos del espectro audible, 16.000 a

20.000 Hz). No todas las personas son capaces de percibirlos, depende de

la sensibilidad del oído de cada persona.

La octava se puede dividir en valores más pequeños, por ejemplo: la media

octava (divide cada octava en dos) y el tercio de octava (cada intervalo de la octava se

divide en tres partes).

En la práctica musical occidental la octava suele dividirse en una escala cromática,

compuesta por 12 semitonos que determina lo que se conoce como altura musical.

3. Comparación audición humana con otros animales:

Aves La capacidad auditiva de las aves está en el rango de por debajo de los 50 Hz (infrasónico) a por encima de los 20 kHz (ultrasónico) con sensibilidad máxima entre 1 a 5 kHz.22 El rango de frecuencias dentro del cual las aves realizan sus llamados varían dependiendo de la calidad del hábitat y los sonidos del ambiente. Se ha sugerido que cantos con poco ancho de banda, bajas frecuencias, modulación de baja-frecuencia e intervalos inter-elementos largos son comúnmente escuchados en hábitat con estructuras de vegetación complejas

BallenasEl canto de las ballenas es la colección de sonidos que emiten las ballenas para comunicarse. El rango de frecuencias de las ballenas dentadas va desde 40 Hz a 325 kHz.1 He aquí una lista de los niveles más comunes.

Caballos Los caballos pueden escuchar sonidos entre 55 Hz y 33.5 kHz, a diferencia del hombre que no puede escuchas sonidos más altos de 20 kHz. A pesar que el equino tiene un oido muy sensible, escuchando sonido de altas frecuencias, su habilidad para localizar la fuente de un sonido no es muy

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precisa. Ellos pueden solo localizar la dirección general de un ruido, pero no su origen exacto.

Elefantes El elefante africano (Loxodonta africana) emite llamadas con una frecuencia de entre 15 Hz y 40 Hz, las cuales son producidas en la garganta y pueden ser escuchadas por otros elefantes hasta a 10 km de distancia.

Gatos La estructura del caracol del gato le permite responder a sonidos de hasta 65.000 hertzios (ciclos por segundo), y posiblemente también más altos. Esto supone, al menos, un octavo y medio por encima del límite auditivo humano que es de unos 20 hertzios superando incluso la conocida aptitud del perro para oír sonidos sobreagudos. El oído humano y el del gato no difieren mucho en las frecuencias bajas, situándose el límite inferior del gato alrededor de los 30 hertzios.

PerrosEs mucho más desarrollado que el humano lo que les permite localizar con precisión emisiones sónicas en la oscuridad. algunos estudios ubican su umbral de frecuencia audible en los 35,000 Hz, en el rango denominado ultrasónico. Otros sostienen que su capacidad auditiva va hasta los 100,000 Hz, mientras que el humano varía entre los 16,000 Hz y 20,000 Hz. Una noche de 1923 en una amplia zona de Japón miles de perros aullaron durante horas, sin ningún motivo aparente. Al día siguiente 1 de setiembre morían 142.807 japoneses en uno de los terremotos más terribles de la historia.

Ranas Los ultrasonidos se emiten en una frecuencia superior a 20 kilohertz (kHz), es decir por encima de los sonidos detectables por el hombre y mucho más alto que el rango de 5 a 8 kHz soportado por la mayoría de los anfibios, reptiles y aves. Sin embargo hay ranas que pueden escuchar sonidos de hasta 38 kilohertz, la frecuencia más alta de entre los anfibios

Ratones En el caso de los ratones estos usan el ULTRASONIDO para la comunicación entre madre y la cría, ya que con la vocalización de frecuencias altas por parte de su madre estimula el desarrollo del comportamiento normal de las crías. La emisión de sonidos va desde los 30Khz hasta sobrepasar los 80 Khz. Las frecuencias emitidas al principio son muy altas y luego van bajando pero manteniéndose en ULTRASONICAS por ejemplo empiezan en 80 Khz y

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terminan en 48Khz, otros pueden empezar en más de 100 Khz y terminar en 60Khz.

Murcielagos

Dependiendo de las especies de murciélagos pueden sobrepasar de 100 Khz las emisiones de ULTRASONIDOS La llamada del murciélago utiliza una gama de frecuencias comprendida entre 14 000 y 100 000 Hz, frecuencias la mayoría por encima de la capacidad auditiva del oído humano (de 20 Hz a 20 000 Hz). Cuando cazan producen sonidos a muy baja frecuencia (10-20 Hz). Durante la fase de búsqueda el sonido emitido es sincrónico con la respiración y con la frecuencia de aleteo. Esto lo hace para conservar energía. Después de detectar a su presa, los micro murciélagos incrementan la frecuencia de los pulsos, acabando con el zumbido final a frecuencias superiores a 200 Hz.ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

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Tabla comparativa de las frecuencias que escuchan los humanos y algunos animales.

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