diseño de ganacia acústica

7/28/2019 Diseño de Ganacia Acústica

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Diseño de Ganancia AcústicaCristian Becerra Benítez

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Introducción

Nuestro estudio de los sistemas de Refuerzo Sonoro comienza con elanálisis de un sistema simple al aire libre, ya que éste ambiente estárelativamente libre de superficies reflectantes, y podemos asumir condiciones de

campo libre, para hacerlo más simple.Cuando el sistema está encendido, la ganancia del amplificador puede subir

hasta el punto donde el sistema llegará a la realimentación. En este punto, laganancia del camino electroacústico es unitaria y la fase es 0°. Es por esto quelos procesos de realimentación pueden ser eliminados con ecualizadores, ya quepermiten disminuir el nivel de la frecuencia específica que está realimentándose.

Cuando el sistema llega a niveles cercanos a la realimentación, se produceun comportamiento irregular, debido a que el sistema esta “tratando” derealimentarse, pero no tiene suficiente ganancia para mantenerlo. Es por esto quecomo regla, un sistema de Refuerzo Sonoro debe tener un margen de ganancia,de entre 6 a 10 dB antes de la realimentación, para lograr un sonido natural entodos los tipos de reproducción.

Concepto de Ganancia Acústica

Se define como el incremento de nivel que el auditor percibe, con el sistema

encendido, comparado al nivel que el auditor percibe directamente deltransmisor, con el sistema apagado.

El uso de sistemas de refuerzo sonoro, es análogo a acercar al emisor haciael receptor. Esto se conoce como Distancia Acústica Equivalente (equivalent

acoustical distance EAD )




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Ganancia Acústica Necesaria (Needed Acoustic Gain NAG)

Esta es básicamente la diferencia entre las atenuaciones por distancia,entre emisor-receptor y la EAD.

NAG = 20 log D0 – 20 log EAD

Número de Micrófonos Abiertos (Number of Open Microphones NOM)

Si subimos dos micrófonos al mismo nivel en un sistema de refuerzosonoro, tendremos una pérdida en la ganancia total del sistema de 3 dB, paraevitar la realimentación. Por lo tanto tendremos una perdida de 3 dB, cada vezque doblemos el número de micrófonos abiertos.

NOM (en dB) = 10 log NOM

Si decidimos operar un sistema con más de un micrófono abierto, debemosañadir estos decibeles que perdemos, a la ganancia necesaria.

NAG = 20 log D0 – 20 log EAD + 10 log NOM

Margen de Estabilidad de la Realimentación (Feedback Stability Margin FSM)

La figura siguiente muestra los efectos sobre la respuesta de frecuencia de

un sistema que se aproxima a la realimentación.Como se

aprecia, al estarcerca de larealimentaciónse producenirregularidadesen la respuestade frecuencia delsistema.

Por esto esnecesario ajustarun margendonde el sistemase comporte demanera estable.Cuando unsistema desonido está sin ecualizar, debemos tener al menos 12 dB de FSM y si el sistema




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está cuidadosamente ecualizado, 6 dB son adecuados para asegurar un sistemaestable.

Agregando el FSM a la fórmula de NAG, tenemos lo siguiente:

NAG = 20 log D0 – 20 log EAD + 10 log NOM + 6 dB FSM

Ganancia Acústica Potencial (Potential Acoustic Gain PAG)

Esta es la ganancia del sistema, por lo tanto, para que este funcione demanera correcta, la Ganancia Potencial y la Necesaria deben ser iguales.

La formula de la PAG es la siguiente:

PAG = 20 log D0 + 20 log D1 – 20 log Ds – 20 log D2

Desde esta formula podemos obtener otras, que nos permiten conocer los valoresde Distancias o NOM rápidamente.

NOM2D

EADxDDMax

2

1

s=

EAD

NOMxDx2DDMin

2s

1=

NOM2D

EADxDDMax

s

1

2=

1

2s

D

NOMxDx2D EADMin =

( )

( )2

2s

2

1

2DxD

EADxD NOMMax =

Todos los valores están en metros o pies, excepto el NOM, que sigue siendoel número de micrófonos abiertos.

En recintos cerrados se recomienda que ningún valor exceda la distancia crítica.

Ecuación de Ganancia Acústica - Forma Simple

1,0NOMx2DxD

EADxD2s

1 =

Bibliografía:

Don and Carolyn Davis. “Sound System Engineering”, second edition, Howard F. Sams & Co,Indianapolis, 1987.

George Augspurger. “Sound System Design Reference Manual”, third edition, JBL Pro, 1999.

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