Dispositius de generació i mesura del so


1. TRANSDUCTORS

 

Es denomina transductor a tot dispositiu capaç de transformar un tipus d'energía amb una altre. Un motor, per exemple, és un transductor electromecànic, transforma l'energia elèctrica en mecànica. En el nostre context, un transductor és un dispositiu capaç de transformar un senyal elèctric en un senyal acústic o viceversa. Per tant, un altaveu, auriculars i micròfon són transductors. 

 

1.1. ALTAVEUS

 

Un altaveu és un dispositiu el qual transforma un senyal elèctric en un senyal acústic. El senyal elèctric produeix un camp magnètic variable en una bobina. Aquest camp magnètic desplaça un imán situat en l'interior de la bobina, el qual s'adhereix a la bobina. L'oscil·lació de l'imán produeix, per tant, l'oscil·lació de la membrana. L'oscil·lació de la membrana genera petites variacions de la pressió atmosfèrica i, per tant, so.

 

 

Les principals característiques d'un altaveu són:

 

a. Resposta en freqüència.

b. Nivell de distorsió.

c. Potència: elèctrica i acústica.

d. La sensibilitat

 

 

a. RESPOSTA EN FREQÜÈNCIA

 

Les característiques del so què produeix un altaveu es poden control·lar desde un dispositiu de reproducció de so (CD player, radio, audiòmetre, etc.). No obstant, l'altaveu posseeix una resposta en freqüència pròpia independentment de la font què l'estimuli. Quan parlem "del color del so d'un altaveu" es refereix a què diferents altaveus realcen o atenuen diferents rangs de freqüència. Uns realcen els sons greus i altres els aguts. Existeixen tantes possibilitats com gustos té l'usuari.   

 

En la imatge de sota es mostra la resposta en freqüència d'un altaveu. És bastant plana des de 100 a 1 KHz. No obstant, cau considerablement per a freqüències superiors a 2 KHz. És per tant, un altaveu el qual atenua les freqüències altes.

 

En els laboratoris d'investigació o clínics deurien utilitzar-se sempre altaveus amb una resposta plana en el rang de freqüències de l'audició humana (20 a 20000 Hz). D'aquesta forma, els llindars audiomètrics els quals es medeixen en camp lliure, per exemple, no es trobaràn afectats per la resposta de freqüència de l'altaveu. Es diu què un dispositiu és "d'alta fidelitat" quan la resposta en freqüència és plana.

 

 

b. NIVELL DE DISTORSIÓ

 

Quan pujem el volúm de l'equip so al màxim possiblement continuem escoltant la música o la veu, però distorsionat. Com hem vist en temes anteriors, es denomina distorsió al fenòmen què passa quan l'espectre original d'un so es modifica per l'acció d'un dispositiu (un filtre per exemple). Així doncs, una altre característica important d'un altaveu és el grau de distorsió què produeix a diversos nivells d'intensitat sonora. El nivell de distorsió es mesura estimulant l'altaveu amb tons purs de diverses freqüències i mesurant l'amplitut dels harmònics què produeix cada un dels tons. La quantitat de distorsió es determina com un percentatge de l'amplitut del to de freqüència principal. Per exemple, un altaveu la corba de distorsió del qual s'il·lustra en la imatge de sota produeix una distorsió a 4 KHz. El tercer harmònic posseeix una amplitut què és el 5% de l'amplitut del to principal. En canvi, produeix molt poca distorsió (inapreciable) per a sons de 3 KHz. Els bons altaveus produeixen molt poca distorsió (<1%) independentment del nivell sonor, inclús per sobre de 100 dB SPL. La distorsió què genera un altaveu pot percebres. Només cal pujar el volúm del nostre aparell de radio per a comprovar-ho. És a dir, és possible què un pacient no escolti el to principal, però si algun dels seus harmònics. Per evitar això, en els laboratoris d'investigació o clínics s'han d'utilitzar sempre altaveus amb la menor distorsió possible. Només així podrem estar segurs de què l'estímul utilitzat en les probes és, en realitat, el que creiem què és.     

 

 

c. POTÈNCIA

 

És necessari distingir entre la potència elèctrica què entra en l'altaveu i la potència acústica. 

 

- La potència elèctrica: és la quantitat d'energia (en vats) què és produeix en l'altaveu abans de què es distorsioni en excés o de què pugui patir desperfectes. 

 

- La potència acústica: està relacionada amb el nivell de pressió sonora màxim què pot generar l'altaveu.

 

 

d. SENSIBILITAT

 

La sensibilitat d'un altaveu és el grau d'eficiència en la transducció electroacústica. És a dir, medeix la relació entre el nivell elèctric d'entrada de l'altaveu i la pressió sonora obtinguda. Els altaveus són transductors electroacústics amb una sensibilitat molt pobre. Això es deu a què la major part de la potència nominal introduïda en l'altaveu es disipa en forma de calor. En els altaveus, a diferència del micròfon, la sensibilitat no és un indicatiu de "qualitat sonora", doncs a la pràctica s'ha demostrat què altaveus d'inferior sensibilitat produeixen millor "coloració sonora".

 

 

e. DIRECTIVITAT

 

Indica la direcció en la que es propaga el so a la sortida del sistema, és a dir, el mode en el que el so es disipa a l'entorn. En realitat, sigui quina sigui la direccionalitat d'un altaveu, sempre són més direccionals quan es tracta d'altes freqüències (aguts), ja que les freqüències greus es propaguen en totes direccions per efecte de la difracció. 

 

La forma més gàfica d'il·lustrar la directivitat és mitjançant un diagrama polar, què normalment és recollit en les especificacions, doncs cada model té una resposta concreta. Un diagrama polar és un dibuix tècnic el qual reflexa la radiació de l'altaveu en l'espai en graus per a cada punt dels seus eixos (horitzontal i vertical). Depenen de la seva directivitat podem dir què un con d'altaveu és: 

 

- OMNIDIRECCIONAL: emet so per igual en totes direccions.

 

- BIDIRECCIONAL: emet so per igual davant i darrera.

 

- CARDIOIDE: emet so majoritàriament cap a darrera.

 

 

1.2. AURICULARS 

 

Les característiques tècniques d'un auricular són similars a les d'un altaveu. A aquestes s'ha d'afegir el tipus d'auricular.

 

- AURICULARS CIRCUMAURALS: envolten el pavelló auricular.

 

- AURICULARS SUPRAAURICULARS: es col·loquen a sobre del pavelló auditiu axafant-lo. 

 

- INTRAAURICULARS: es col·loquen a l'interior del meat auditiu.

 

En els laboratoris d'investigació solen utilitzar-se auriculars circumaurals o intraauriculars, ja què cap dels dos altera la funció de transferència pròpia de l'orella externa. 

 

 

Un tipus especial d'auriculars són els denominats intracanal amb resposta en freqüència plana. Aquests auriculars s'utilitzen sobretot per a l'investigació científica. Proporcionen una resposta de freqüència plana en el timpà de l'usuari. És a dir, són l'equivalent als altaveus què hem denominat "monitors d'estudi". Les aventatges d'aquests auriculars és què proporcionen el mateix nivell de pressió sonora (mesurada al timpà) a totes les freqüències d'estimulació. És a dir, no modifiquen el contingut espectral del senyal què reben. Serveixen per a estimular el timpà anul·lant l'efecte de filtre què introdueix el pavelló auricular

 

1.3. MICRÒFONS

 

Un micròfon és un transductor què transforma les variacions de pressió sonora en el seu correpsonent senyal elèctrica (és a dir, opera al contrari què ho fa un altaveu). Entre les seves principals característiques tècniques trobem:

 

- SENSIBILITAT

- RESPOSTA EN FREQÜÈNCIA

- DIRECTIVITAT

- SOROLL DE FONS

- SPL MÀXIM

- RELACIÓ SENYAL-SOROLL 

 

 

a. SENSIBILITAT

 

Com hem dit abans, un micròfon transforma una pressió sonora en un senyal elèctric. La sensibilitat proporciona una mesura de l'eficiència de dita transformació. Es defineix com la relació esntre la pressió sonora incident (expressada en Pascals per a una freqüència de 1000 Hz) i la tensió elèctrica de sortida (expressada en volts). Per tant, la sensibilitat s'expressa en milivolts per Pascal (mV/Pa o mVxPa-1) per a una freqüència de 1 kHz. Per exemple, un micròfon de condensador què produeix 10 mV per a una pressió incident de 1 Pa tindrà una sensibilitat de 10 mV Pa-1. A l'utilitzar el milivolt, la sensibilitat pot ser representada en un voltímetre. Per a una mateixa pressió sonora, a major voltatge, major sensibilitat. No és aconsellable l'utilització de micròfons amb una sensibilitat inferior a 1 mV/Pa. El senyal elèctric què produeix el micròfon pot veure's directament amb l'oscil·loscopi.

 

La sensibilitat depèn del tipus de micròfon. De major a menor, entre els més sensibles es troben els de condensador, seguit pels dinàmics i per útlim els de cinta.

 

- Micro de condensador: entre 5 i 15 mV/Pa 
- Micro de dinàmic o de bobina mòbil: entre 1,5 i 3 mV/Pa. 
- Micro de cinta: entre 1 i 2 mV/Pa. 

 

A més de amb mV/Pa, la sensibilitat es pot especificar en dBm què és una unitat de mesura adimensional i relativa (no absoluta), què pren com a referència 0 dBm a 1 V/Pa. Per exemple, un micròfon de condensador què té una sensibilitat de 10 mV/Pa, tindrà una sensibilitat de 40 dBm. Es calcula de la següent manera:

 

dBm = 20*log10(sensibilitat/sensibilitat de referència). És a dir, dBm = 20*log10[(10 mV/Pa) / (1 V/Pa)].

 

 

b. RESPOSTA EN FREQÜÈNCIA

 

La resposta en freqüència d'un micròfon informa sobre la sensibilitat del micròfon a diferents freqüències de so. Recordem què la sensibilitat es mesura per a una freqüència de 1 kHz. És una mesura similar a la "sensibilitat de l'altaveu".

 

La imatge mostra la resposta en freqüència de dos micròfons. La del panell superior és raonable. La del panell inferior és plana des de 20 Hz fins a quasi 40 kHz. Quan més plana sigui la resposta en freqüència, millor és el micròfon. Això significa què el micròfon és capaç de recollir el so amb més fidelitat. La resposta de freqüència depèn de la direcció en la que es generi el so amb respecte a la posició del micròfon. 

 

 

c. DIRECTIVITAT

 

Aquesta caracterísitca és similar a la directivitat d'un altaveu. Messura la capacitat d'un altaveu per a recollir sons de diferents direccions. La directivitat d'un micròfon depèn de la freqüència

 

L' imatge il·lustra la directivitat d'un micròfon a 6 freqüències diferents. En tots els casos, la directivitat és major per a sons procedents de la zona frontal del micròfon (angle d'incidència 0º).

 

 

d. SOROLL DE FONS

 

És el voltatge (o senyal elèctric) què genera el micròfon sense què existeixi cap so incident sobre ell. Es tracta del soroll tèrmic de les resistències i del soroll electrònic del preamplificador. Aquests sorolls es produeixen pel moviment tèrmic dels electrons, o per la carcasa què no té massa. Quan més baix és el soroll de fons, millor serà la qualitat del micròfon. Per a que un micròfon sigui idoni el soroll magnètic deu ser menor de 15 dB i el camp magnètic deu ser menor a 10 dB. Per exemple, el soroll per als micros de condensador deu ser com a molt de 25 dB, el que equival a 14 dBA en el valor ponderat.   

 

 

e. SPL MÀXIM I RANG DINÀMIC

 

És el major nivell de pressió què pot detectar un micròfon sense generar una distorsió audible. És a dir, el màxim SPL s'especifica per a una distorsió donada, generalment l'1%. Informa sobre el màxim nivell sonor què pot registrar-se sense perjudicar notablement la grabació. El "SPL pic" és el major nivell de pressió sonora que pot detectar el micròfon sense fer-se malbé.

 

El rang dinàmic es defineix com el marge què hi ha desde el SPL màxim i so corresponent al soroll de fons del micròfon. El rang dinàmic sol expressar-se en decibels de la següent forma:  

 

rang dinàmic (dB) = SPL màxim (dB) – SPL soroll de fons (dB)

 

 

f. RELACIÓ SENYAL-SOROLL

 

Aquesta és la relació entre el nivell sonor de referència de 94 dB SPL (1 Pascal) a 1000 Hz, i el soroll de fons del micròfon. Per exemple, si un micròfon posseeix un soroll de fons de 25 dB, la seva relació senyal/soroll serà: 94-25= 69 dB

 

 

1.4. SONÒMETRES

 

El sonòmetre és un dispositiu electrònic què permet mesurar objectivament el nivell de pressió sonora. Els resultats s'expressen en decibels (dB) segons l'ascala seleccionada. Si es selecciona l'escala de ponderació A, la mesura corresponent a nivell sonor relatiu al mínim nivell de pressió sonora audible en el rang de freqüències de l'audició humana.

 

 

Sigui del tipus què sigui, bàsicament el sonòmetre es troba format per:

 

- Un micròfon amb una resposta en freqüència similar a la de les audiofreqüències, generalment, entre 8 Hz i 22 KHz.

 

- Un circuit què processa electrònicament el senyal.

 

- Una unitat de lectura (vúmetre, led, pantalla digital, etc).

 

Molts sonòmetres compten amb una sortida (un jack, per lo general, situat al lateral), què permet conectar-lo amb un osciloscopi, amb lo que la medició de la pressió sonora es complementa amb la visualització de la forma de l' ona.

 

Poden funcionar amb bateries o connectats a la corrent elèctrica.

 

El sonòmetre posseeix innombrables aplicacions, algunes de les quals són:

 

Mesures de nivells de soroll en entorns de treball.

 

- Mesures de nivells de soroll ambiental.

 

- Estimació del nivell del soroll comunitari.

 

- Estudis d'impacte ambiental.

 

- Anàlisi en freqüència i calibració d'equips d'audio.

 

- Anàlisi i calibració d'audiòmetres.

 

- Estudis de control de les emisions acústiques d'un motor.

 

- Comprovació de productes.

 

 

La funcionalitat d' un sonòmetre depèn de les seves característiques tècniques, entre las quals destaquem les següents:

 

a. Tipus (classe) d'instrument.

 

b. Micròfon subministrat.

 

c. Paràmetres de mesura (ponderacions en freqüència i temps).

 

d. Funcions especialitzades.

 

e. Sortides auxiliars.

 

f. Capacitat d'emmagatzematge.

 

g. Mòduls de software opcionals (anàlisi en bandes de freqüència)

 

 

a. TIPUS O CLASSE DE SONÒMETRES

 

En tots els païssos, normes nacionals i internacionals classifiquen els sonòmetres en funció del seu grau de precissió. A Espanya i d'altres païssos europeus es segueix la norma CEI 60651, a on s'estableix 4 tipus en funció del seu grau de precissió. De més a menys:

 

- Sonòmetre de classe 0: s' utiliza en laboratoris per a obtenir nivells de referència.

 

Sonòmetre de classe 1: Permet el traball de camp amb precisió.

 

Sonòmetre de classe 2: Permet realitzar medicions generals en els treballs de camp.

 

Sonòmetre de classe 3: És el menys precís i només permet realitzar medicions aproximades, per lo qual només s' utiliza per realitzar reconeixements.

 

b. MICRÒFON 

 

Un sonòmetre serveix, en general, per a mesurar nivells de pressió sonora en el rang de freqüències audibles per a l'ésser humà. Per tant, lo habitual és que vingui configurat amb un micròfon amb una resposta en freqüència plana en un rang de freqüències entre 20 Hz i 20 KHz. És molt important aconseguir un micròfon amb les millors característiques tècniques possibles: major sensibilitat i menor soroll inherent. 

 

c. PARÀMETRES DE MESURA

 

ESCALES DE PONDERACIÓ DE FREQÜÈNCIES

 

El nivell de pressió sonora què mesura un sonòmetre pot expressar-se directament en decibels de pressió sonora (dB SPL). En aquest cas sol parlar-se de decibels linials. Alternativament, el nivell sonor pot donar-se "ponderat" respecte a determinades corbes preestablertes.

 

Les principals són:

 

- Ponderació A: és la corba de ponderació més comúnament utilitzada per a la valoració de dany auditiu i intel·ligibilitat de la parla. Emprada inicialment per analitzar sons de baixa intensitat, és avuí, pràcticament la referència què utilitzen les lleis i reglaments contra el soroll a qualsevol nivell.  

 

Ponderació B: fou creada per moldejar la resposta de l'orella humana a intensitats mitjes. No obstant, en l' actualitat és molt poc emprada. De fet una gran quantitat de sonòmetres ja no la contemplen. 

 

- Ponderació C: en els seus orígens fou creada per a moldejar la resposta de l' orella davant de sons de gran intensitat. En l' actualitat, ha guanyat prominència en l' avaluació de sorolls en la comunitat, així com en l' avaluació de sons de baixa freqüència en la banda de freqüències audibles.

 
- Ponderació D: aquesta xarxa de compensació té la seva utilitat en l'anàlisi del soroll provocat per les avions.

 
- Ponderació U: és una xarxa de ponderació de les més recents. S'aplica per a mesurar sons audibles en presència d' ultrasons.

 

Aquestes escales de ponderació també es denominen frequency weighting. Es basen en les corbes isofòniques o corbes d'igual sonoritat. Aquestes corbes determinen la relació entre l'intensitat dels sons per a que aquests es percebin com iguals de fort, amb lo que tots els punts sobre la corba tenen la mateixa sonoritat. Les corbes de ponderació A,B i C equivalen aproximadament a les corbes de sonoritat 30, 70, 100 i fonios, respectivament. 

 

 

ESCALES DE PONDERACIÓ EN TEMPS

 

Diferents sonòmetres ofereixen diferents escales de ponderació en temps (time weighting). Els principals són:

 

- Ponderació S (Slow-Lenta): l' instrument respon lentament davant els elements sonors. El promij efectiu de temps és d' aproximadament un segon.

 

- Ponderació F (Fast-Ràpida): brinda una resposta a l' estímul sonor més ràpida. La constant de temps és menor (0.125 segons) i per tant, pot reflexar fluctuacions no detectades per la ponderació anterior.

 

- Ponderació I (Instantaneous-Instantània): té una constant de temps molt petita. S' utilitza per a jutjar com influeix, en l'orella humana, l'intensitat de sons de curta durada.

 

- Ponderació Peak (impuls): permet quantificar nivells pics de pressió sonora d' extremadament curta durada (50 microsegons). Possibilitant la determinació de risc de dany auditiu davant els impulsos.

 

Si l' usuari desitja, per exemple, mesurar nivells sonors en entorns a on els nivells sonors varien lentament, bastarà amb que configuri el sonòmetre en la posició slow. Si, per el contrari, es pretèn mesurar el nivell sonor en entorns amb fluctuacions sonores molt ràpides, s'ha de configurar en la posició peak.

 

 

d. FUNCIONS ESPECIALITZADES

 

La majoria dels sonòmetres permeten mesurar el nivell de pressió sonora mitja (RMS). No obstant, molts poseeixen una sèrie de funcions especialitzades molt útils. Per exemple, poden indicar nivells “pic” de pressió sonora, poden permetre emmagatzemar valors anteriors mitjançant un historial de calibració, poden detectar sobrecàrregues (és a dir, nivells de pressió sonora majors que els tolerats per el sonòmetre), o inclús la detecció i mesura d' energía sonora fora del rang audible (infra o ultrasons).

 

 

e. SORTIDES AUXILIARS 

 

Les medicions que es realitzen amb un sonòmetre poden portar temps i s'han de fer, quasi sempre, de forma sistemàtica. És, per tant, molt útil què el sonòmetre posseeixi la capacitat per transferir dades a un ordinador.

 

 

f. MÒDULS DE SOFTWARE OPCIONALS

 

Aquests mòduls, quasi sempre opcionals, permeten realitzar anàlisis més complexos dels senyals acústics: anàlisis espectrals i estadístics, informes periòdics, etc. L' analitzador espectral és especialment útil, ja què permet veure i analitzar l' espectre del so i les seves fluctuacions quasi en temps real. És a dir, amb aquest mòdul no només podem utilitzar el sonòmetre par a mesurar el nivell de pressió sonora global, sinó què també podem mesurar el nivell de pressió sonora en determinades bandes de freqüència. És comú què el software utilitzi bandes de 1/1 o 1/3 d' octava (veure  imatge).


Equesta informació és especialment útil per a determinar, per exemple, el tipus de protectors auditius. És a dir, el protector deurà triar-se per atenuar la regió de freqüències de major intensitat sonora.

 

 

CALIBRACIÓ D'UN SONÒMETRE

 

Per a poder garantir què el nivell de pressió sonora el qual mesura el sonòmetre és real cal calibrar-lo periòdicament. La verificació complerta la realitzen centres autoritzats per a tal propòsit. Existeix una altre forma de comprovar ràpidament si existeix algún problema greu amb les medicions què realitza el sonòmetre. Només cal utilitzar un calibrador (por exemple, com el de la imatge). El calibrador és un dispositiu què, per convenció, emet un to pur de 1000 Hz i una pressió sonora d' un Pascal o 94 dB SPL. El calibrador s' acopla al micròfon del sonòmetre amb la finalitat de minimitzar l' influència de sorolls externs sobre el sonòmetre. En aquestes condicions, el sonòmetre deuria de mesurar aproximadament 94 dB SPL (més/menys 0.2 dB). De no ser així, hem de repetir el calibrat. Si la lectura és molt diferent en varies repeticions, és convenient què revisem el nostre sonòmetre, el seu micròfon o la seva electrònica poden estar malmesos i, per tant, les medicions realitzades són incorrectes.

 

Per a mesurar la resposta d'un sistema acústic farem servir un exemple pràctic. 

 

Desitjem conèixer la funció acústica de transferència del cap. És a dir, desitjem saber de què forma el cap, el pavelló auricular i el canal auditiu extern alteren les característiques dels sons. Suposem un so l'espectre del qual és plà (per exemple, un clic o un soroll blanc). L' espectre d'aquest so es mostra en vermell en la imatge. Suposem què emetem aquest so desde un altaveu en un ambient sense ecos; per exemple, en una sala anecòica. Suposem a més què mesurem el so corresponent mitjançant un micròfon en miniatura situat en les proximitats del timpà d'un oient situat en aquesta sala. Observaríem què l' espectre del so enregistrat no és plà (il·lustrat en taronja en la imatge). Pot dir-se, per tant, què per acció del cap, un so l'espectre del qual és plà en l' altaveu es transforma en un altre l'espectre del qual no és plà a l' alçada del timpà.


 

Si l' energía dels espectres està expressada en decibels, només cal calcular la diferència entre ambdós per a obtenir la funció de transferència acústica del cap (en anglès: head-related transfer function o HRTF). Aquesta funció de transferència (la qual es mostra en verd en l'imatge), tindrà en general pics i valls. Els pics corresponen a aquelles freqüències del so què s' han amplificat per acció del cap. Les valls corresponen a aquelles freqüències que s' han atenuat. En d'altres paraules, la funció de transferència acústica (en color verd) informa sobre com el cap modifica les característiques d' un so. Constitueix, doncs, la resposta acústica del cap.

 

 

Per a realitzar aquestes mesures a la pràctica, existeixen varies formes de fer-ho. Aquí explicarem possiblement la més senzilla. Es basa en l'utilizació d'un maniquí acústic dissenyat específicament per a tal finalitat. El maniquí (mostrat a l' imatge) es denomina KEMAR. Per a realitzar la medició proposada és necessitaría un altaveu connectat a un ordinador amb un software per a generar sons, un KEMAR, una orella artificial (acoplador Zwislocki i pavelló auricular de silicona) acoplat al maniquí, i un sonòmetre connectat a l'orella artificial. Per aconseguir mesures de major precissió, seria convenient realitzar les mesures en una sala anecòica.

 

PROCEDIMENT

 

Par ha realitzar la mesura, tindríem de col·locar l' altaveu davant el maniquí a un metre de distància. Connectaríem el sonòmetre a l' orella artificial de tal forma què el micròfon del sonòmetre actuiï com si fós el timpà del maniquí. A continuació, generaríem tons purs de diferents freqüències i de la mateixa amplitut. Per això podríem emprar un ordinador i el software gratuït Audacity. Per a cada un dels tons purs, anotaríem el nivell sonor (en dB SPL) què registra el sonòmetre connectat al maniquí. Després sense moure l' altaveu, retirariem el maniquí i col·locaríem el micròfon del sonòmetre en la posició en la que es trobava abans (però aquesta vegada sense connectar-lo a l'orella artificial o al maniquí). Repetirem les mesures. És a dir, l' objectiu sería fer mesures similars amb i sense maniquí.

 

 

ANÀLISI DELS RESULTATS

 

L' il·lustració mostra els resultats hipotètics què obtindriem en les dues condicions (amb i sense maniquí) quan generem tons purs de 70 dB SPL. Hem d'observar què inclús sense el maniquí (dades en vermell) no es registrarien el mateix nivell de pressió sonora per a totes les freqüències inclús si els tons purs es generessin amb la mateixa intensitat. Això ocorre degut a què és improbable què la resposta en freqüència de l' altaveu sigui perfectament plana.

 

 

LA RESPOSTA ACÚSTICA DEL SISTEMA

 

Per ha calcular la resposta acústica del cap només caldría amb calcular la sigüent diferència: nivells sonors (en dB SPL) mesurats amb el maniquí menys nivells sonors mesurats sense el maniquí. Els resultats estaríen expressats en decibels (veure il·lustració). Reflexarien el guany (positiu o negatiu) què aplicaría el cap al so. És a dir, constituiríen la resposta acústica en freqüència del cap.

 

 

L'exemple anterior ha il·lustrat com mesurar la resposta acústica d' un sistema concret: el cap d' un maniquí acústic amb el seu pavelló auricular i el seu tors. El mateix procediment podría utilitzar-se per ha mesurar la resposta acústica de pràcticament qualsevol sistema. La clau resideix en registrar els nivells sonors amb el sonòmetre en dos condicions: amb i sense el sistema en qüestió en posició. La diferència dels nivells sonors resultants (suposats en dB SPL) sempre ens donaría la resposta acústica del sistema. Un procediment similar a aquest podría emprar-se per ha determinar la resposta acústica de murs i parets, de filtres acústics, de protectors auditius, o inclús d'un audífon; si bé en aquest últim cas el procediment sería més complexe.

 

PRECAUCIONS

 

El procediment què acabem de descriure és vàlid independenment del nivell sonor dels tons purs sempre què es compleixin les següents condiciones. En primer lloc, el nivell sonor dels tons deu estar dins del rang dinàmic d'operació dels dispositius emprats: altaveu i sonòmetre. Segon, i més important, el sistema acústic la resposta del qual estem mesurant deu ser linial. Si el sistema no té una resposta linial, llavors el mètode què hem utilitzat no serveix. De fet és impossible caracteritzar la resposta acústica dels sistemes no linials ja que la seva resposta és diferent per a cada tipus de so d' entrada.

 

 

OPTIMITZACIÓ DEL MÈTODE

 

El mètode proposat és molt simple, però no eficient. Un métode més eficient consisteix en mesurar la resposta del sistema utilizant clics com estímul sonor. Amb un sol clic pot obtenir-se la resposta del sistema, ja què un clic té un espectre plà i per tant conté totes les freqüències. es necessitaría un altaveu i un micròfon amb respostes en freqüència planes. No necessitaríem sonòmetre. Amb el micròfon hauríem de mesurar el clic amb i sense el maniquí. Després hauríem de calcular la transformada de Fourier d' ambdues respostes. Finalment bastaría expressar el quocient entre ambdues en decibels.

 

 

I, per a finalitzar, una curiositat. El cap es comporta com un sistema acústic linial. No obstant, la seva funció d'acústica transferència depèn de la posició relativa entre l' altaveu i el pavelló auricular. L' il·lustració mostra la funció acústica de transferència del cap segons l' altaveu aquest situat davant el maniquí a l' alçada del melic, dels ulls o a sobre dels ulls. 

 


Bibliografia