Sonido

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de Eric Martín León, José María Díaz Nafría, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a los Sistemas de transmisión, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría.

Definiciones

Figura 1: Anatomía del oído humano (Fuente: Wikimedia)

El sonido es una vibración mecánica transmitida por un medio elástico -usualmente el aire- que es susceptible de ser detectada por el oído humano. Por tanto, la excitabilidad de nuestro sentido auditivo es lo que principalmente caracteriza el fenómeno físico del sonido como vibración mecánica, en lo que se encuentra involucrada tanto la fisiología de nuestros órganos auditivos (del oído externo, medio e interno) como la respuesta de carácter psicológico que el sonido provoca en el sujeto. Estos efectos combinados (los físico-mecánicos y los psíquicos) constituyen el objeto de estudio de la psicoacústica.

Las señales sonoras (o auditivas), que sirven para el establecimiento de un canal de comunicación en el que los fenómenos físicos presentes en la fuente y el destino de la información consisten en sonido, y de las cuales nos ocupamos extensamente en el artículo señal de audio, se caracterizan principalmente por:

• Intensidad, que representa la potencia del sonido;
• Tono o frecuencia fundamental del sonido.
• Timbre, que permite distinguir entre varios sonidos del mismo tono producidos por fuentes distintas, dependiendo de la intensidad de los distintos armónicos que componen el sonido.

Calidad de la señal de sonido

En telecomunicación distinguimos varias calidades de la señal sonora analógica atendiendo al ancho de banda que ocupe:

• Banda vocal estrecha (de unos 4 kHz), que ofrece una calidad suficiente para la compresión lingüistica e idenficación del hablante.
• Banda vocal ancha (de unos 7 kHz), que ofrece una calidad excelente de la señal oral como para una reproducción fiel de la señal original en el destino.
• Banda ancha monoaural, cuando la señal está compuesta por una única señal cuyo ancho de banda preserva la mayor parte de las componentes frecuenciales para las que el oído humano es sensible, que en radiodifusión va desde los 30 Hz a los 15 kHz, y en estudio, grabación e intercambio es superior.
• Banda ancha estéreo, cuando la señal está compuesta por dos señales de banda ancha, normalmente, la suma de los canales derecha e izquierda y su diferencia modulada para evitar el solape en frecuencia.
• Banda ancha multicanal, cuando combina más de dos señales de banda ancha para proporcionar una sensación más estereofónica distinguiendo arriba/abajo y adelante/atrás, lo que conduce a un máximo de 6 canales.

En transmisión digital esta calidad de sonido se distinguirá, en virtud del teorema de muestreo, por su régimen binario, así pues, la calidad dependerá de la frecuencia de muestreo y la precisión deseada para cada muestra.

Código

Se ofrece a continuación un código de ejemplo en MATLAB que carga una señal de sonido pregrabada (mediante la función audioread) y permite su reproducir sonora (mediante la función sound).

% Carga de un archivo de sonido pregrabado en formato .wav
% devuelve los datos muestreados, 'y', y la frecuencia de muestreo correspondiente a tales datos, 'Fs'.
[y,Fs] = audioread('handel.wav');
% Reproducción sonora de la grabación
sound(y,Fs);
% Leer sólo los primeros 2 segundos.
[fragmento,Fs] = audioread('handel.wav',[1,2*Fs]);
sound(fragmento,Fs);