Componentes Principales de un Sistema de Audio

1. Selector de Entradas

Permite conectar diversas fuentes sonoras a través de un conmutador electrónico o mecánico. Se distinguen diferentes niveles de entrada:

  • Alto nivel: 150-300mV, impedancia 15-50kΩ.
  • Micrófono (Micro): 2-5mV de sensibilidad.
  • Phono: Similar al micrófono.

2. Preamplificador

Aumenta la relación señal/ruido. Incluye un control de tono que modifica la respuesta en frecuencia del amplificador para ajustes del usuario.

3. Control de Volumen

Una resistencia ajustable determina la cantidad de potencia que pasa al siguiente bloque. Está asociado al mando de balance.

4. Amplificador de Potencia

Dota de potencia suficiente a la señal para excitar los altavoces. Los parámetros clave que definen su calidad son:

  • Potencia de salida (tensión y corriente).
  • Respuesta en frecuencia (margen de frecuencias que puede procesar, típicamente 40Hz – 16kHz).
  • Distorsión (intermodulación y armónica total).
  • Relación señal/ruido.
  • Separación entre canales.
  • Impedancia de carga.
  • Factor de amortiguamiento (Damping Factor).

Procesamiento de Señal de Audio

Ecualizadores

Modifican la respuesta en frecuencia original, permitiendo ajustes al gusto del usuario o la eliminación de componentes reverberantes. Se utilizan filtros para este propósito.

Ecualizador Gráfico: Divide la banda audible en octavas, con frecuencia y selectividad de filtros fijas, aunque puede variar la frecuencia central de cada filtro.

Puerta de Ruido

Bloquea la señal cuyo nivel está por debajo de un umbral regulable por el usuario, en función de la intensidad del sonido principal.

Mezcladores

Permiten el control individual, conjunto o por grupos de las señales de audio.

Formatos y Tecnologías de Grabación y Reproducción

Estándares de Grabación

Existen procedimientos mecánicos, electrónicos y magnéticos. Los magnéticos se basan en el uso de cintas sensibles a los campos magnéticos. Estas cintas tienen dos zonas principales:

  • Soporte: Base de la cinta, compuesta de materiales plásticos estables frente a cambios de temperatura y humedad.
  • Capa Ferromagnética: Fina capa donde se almacenan las variaciones del campo magnético. Está formada por partículas magnéticas y aglutinante.

Reducción de Ruido

El ruido de soporte es provocado por la naturaleza de la capa magnética de la cinta. Los sistemas de registro magnético tienen un margen dinámico pequeño, lo que empeora la relación señal/ruido.

Para evitar el ruido, se eleva el nivel de los sonidos débiles antes de la grabación (compresión del margen dinámico). Durante la reproducción, se realiza un proceso de expansión para atenuar los componentes amplificados artificialmente.

Conversión Analógico-Digital (ADC)

El proceso de conversión A/D incluye:

  1. Filtro Paso Bajo: Se coloca al principio del proceso.
  2. Muestreo: Toma muestras periódicas de la señal de audio y las retiene.
  3. Cuantificación y Codificación: Mide el voltaje de cada muestra y le asigna un código binario. La resolución del convertidor depende del número de bits utilizados.

Toma Microfónica

  • Música Clásica: Búsqueda de fidelidad.
  • Música Moderna: Capacidad de procesado de las señales captadas.
  • Captación Espaciada: Recrea el estéreo.
  • Captación Cercana: Un micrófono por instrumento.
  • Toma Multi-microfónica: Procesa señales independientes interpretadas por un mismo músico.

Codificación en Formatos Digitales

  • Codificación EFM (Eight-to-Fourteen Modulation): Asigna a cada símbolo de 8 bits una palabra de 14 bits.
  • Codificación NRZI (Non-Return-to-Zero Inverted): Codifica señales binarias empleando un cambio de nivel lógico a cada ‘1’ de la señal original. Los ‘0’ permanecen igual.
  • ACIRC (Advanced Cross Interleave Reed-Solomon Code): Sistema de corrección de errores Reed-Solomon para detección y corrección de errores.

Formatos de Audio Digital

  • Minidisc: Lee ópticamente y graba magnéticamente. No graba sonidos enmascarados.
  • Compact Disc (CD): Frecuencia de muestreo de 44.1 kHz (o superior, como 96 kHz en formatos de alta resolución). Almacena audio sin comprimir.
  • MP3: Almacena audio comprimido a velocidades de bits variables. Permite almacenar más archivos en menos espacio, pero con pérdida de información.
  • ATRAC (Adaptive Transform Acoustic Coding): Utilizado en Minidisc. Elimina señales por debajo del umbral de audición y aplica enmascaramiento para suprimir señales de baja amplitud.

Nivel de Presión Sonora (SPL)

El SPL (Sound Pressure Level) viene determinado por el nivel de ruido ambiente del lugar a sonorizar. Para que el sonido sea audible, debe estar al menos 20 dB por encima del ruido ambiente.