1. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Clase #2
Funcionamiento y caracter´
ısticas del sonido en un
recinto
Ing. Ricardo Quintana Soler M.Sc.
rquintana@javeriana.edu.co
Departamento de electr´nica
o
Pontificia Universidad Javeriana
Febrero de 2013

2. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Resumen clase anterior
Transmisi´n:
o

3. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Resumen clase anterior
Fuente primaria Sonido incidente
Superficie
Sonido reflejado
Fuente primaria
Sonido incidente Micr´fono
o
z −d Retraso
Sonido reflejado
α
Fuente Secundaria
Atenuador

4. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Resumen clase anterior
Comportamiento del sonido en el recinto:
1. Sonido directo 3. Reflejado 5. Flanqueo
2. Con obst´culo
a 4. Por difracci´n
o
FUENTE
SONORA

5. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Representaci´n de la respuesta al impulso.
o
Se asume que cada camino es un impulso retrasado y atenuado
Reflexiones
Sonido directo
Presi´n sonora (Pa)
o
Tiempo (s)
En la realidad esta es una aproximaci´n que genera una percepci´n
o o
similar, pero no es as´
ı.

6. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
¿C´mo medimos el efecto del recinto en el sonido?
o
La respuesta al impulso no puede ser comparada directamente.
¿C´mo se define si un recinto es bueno o malo para una
o
determinada aplicaci´n?
o

7. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Early Decay Time, T 20 y T 30
Decaimiento de energ´ Comportamiento de la energ´ sonora
ıa: ıa
cuando la fuente sonora se detiene abruptamente. En el receptor
decrese lentamente.
0
−5
−10
−25
Nivel de presi´n sonora (dB)
−35
o
−65
0I 0 EDT /6 T 20/3 T 30/2 RT
Tiempo (s)
1
ISO 3382.“Acoustics- measurement of room acoustic parameters”

8. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Early Decay Time, T20 and T30
Definition
Early decay time (EDT): es 6 veces el intervalo de tiempo entre
0dB y −10dB de la curva de decaimiento.
T20: es 3 veces el intervalo de tiempo entre −5dB y −25dB de la
curva de decaimiento.
T30: es 2 veces el intervalo de tiempo entre −5dB y −35dB de la
curva de decaimiento.
0
−5
−10
−25
Sound preasure level (dB)
−35
−65
0I 0 EDT /6 T 20/3 T 30/2 RT
Time(s)
1
International standard ISO 3382.“Acoustics- measurement of room acoustic
parameters”

9. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Early Decay Time, T20 and T30
Ejemplo
Para obtener estos resultados, una respuesta al impulso es tomada
de la base de datos de acoustics engineering 1 .
EDT = 1.7314s, T 20 = 2.0140s, T 30 = 2.4649s
1
http://www.acoustics-engineering.com/dirac/examples.htm

10. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
C80 y (G )1
Definition
Clarity (C80): es la relaci´n entre la energ´ de los primeros 80ms
o ıa
y el resto de la energ´ en decibeles.
ıa
0.08 2
0 h (τ )dτ
C80 = 10 log ∞ 2
0.08 h (τ )dτ
Strength (G ): Es la energ´ que es a˜adida por el recinto cuando
ıa n
el receptor est´ a 10m de la fuente. La referencia es la condici´n
a o
de campo libre.
∞ 2
0 P (t)dt
G = 10 log ∞ 2
0 P10 (t)dt
1
International standard ISO 3382.“Acoustics- measurement of room acoustic
parameters”

11. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Valores deseados para los par´metros ac´sticos1’2
a u
Uso T20, T30(s) EDT(s) C80 (dB) G (dB)
Opera 1.4 to 1.6 same as T30 1 to 3 1 to 4
Orquesta - - 0 to 3 -
Salas de concierto 1.7 to 2.0 2.25 to 2.75 - -
Table: Valores recomendados de los par´metros ac´sticos
a u
Uso T20, T30(s) EDT(s) C80 (dB) G (dB)
M´sica de c´mara
u a 1.5 to 1.7 - -1 to 2 9 to 13
Table: Valores comunes de par´metros ac´sticos
a u
1
T. Hidaka and L. Beranek, “Objective and subjective evaluations of
twenty-three opera houses in europe, japan, and the americas“ 2000.
2
L. Beranek, “Concert hall acoustics“ - 2008,

12. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Pregunta
¿C´mo se pueden modificar los
o
valores de los par´metros
a
ac´sticos en un recinto?
u

13. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Sistemas pasivos
Basan su funcionamiento en modificaciones f´
ısicas al recinto.
• Paneles que var´ la superficie expuesta al sonido 1 .
ıan
• Superficies que al moverse aumentan el volumen 2 .
1
http://www.materialesacusticos.net/es/26-acustica-variable
2
Luykx M., Metkemeijer R., Vercammen M. “Variable acoustics of theatre

14. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Se puede disponer de un arreglo de parlantes los cuales generen
reflexiones en varias direcciones.
Room
AF
1
5
AF
AF2 R
F AF
4
F3
A
mic
AFB
Processor
u yloud
y
En color amarillo se observa el sonido natural y en color verde, la
reflexiones generadas artificialmente.

15. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Influencia en el tiempo de reverberaci´n
o
El decaimiento se puede estimar
por medio de la siguiente ecuaci´n.
o
∞ 2
E (t) = t h (τ )dτ
Y se puede reemplazar la respuesta al
impulso por la hallada en el caso de
sistemas activos.
6 2
∞
E (t) = h(τ ) + hin (τ ) ∗ hc (τ ) ∗ hi (τ ) dτ
t i =1
Este decaimiento tiene influencia en los par´metros EDT y RT por
a
su definici´n.
o
1
Quintana R.,“Control of acoustic parameters related to the impulse
response of a room”, Tesis de maestr´ Pontificia Universidad Javeriana. 2011.
ıa

16. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Influencia en C 80
El par´metro C 80 por su definici´n est´ relacionado con la
a o a
respuesta al impulso en forma discreta.
0.08 2
0 h (τ )dτ
C80 = 10 log ∞ 2
0.08 h (τ )dτ
Reemplazando la respuesta al impulso con el sistema activo,
obtenemos:
0.08 2
6
0 h(τ ) + hin (τ ) ∗ hc (τ ) ∗ i =1 hi (τ ) dτ
C80 = 10 log 2
∞ 6
0.08 h(τ ) + hin (t) ∗ hc (τ ) ∗ i =1 hi (τ ) dτ
1
Quintana R.,“Control of acoustic parameters related to the impulse
response of a room”, Tesis de maestr´ Pontificia Universidad Javeriana. 2011.
ıa

17. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Influencia en G
G est´ definido como una comparaci´n de la energ´ producida por
a o ıa
una fuente al generar un sonido dentro del recinto P(t) y el
generado en campo libre P10 (t).
∞ 2
0 P (t)dt
G = 10 log ∞ 2
0 P10 (t)dt
Expresando el sonido en el receptor como una convoluci´n entre el
o
sonido emitido por la fuente Ps (t) y la respuesta al impulso dentro
del recinto h(t) y al aire libre h10 se obtiene.
T
0 Ps (ω)H 2 (ω)dω
2
G = lim 10 log T
T →∞ 2 2
Ps (ω)h10 dω
0
Notese que h10 es solo un factor de atenuaci´n debido a la
o
distancia recorrida.
1
Quintana R.,“Control of acoustic parameters related to the impulse
response of a room”, Tesis de maestr´ Pontificia Universidad Javeriana. 2011.
ıa

18. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
1
Influencia en G
Asumiendo que el sonido emitido es ruido blanco, se elimina la
dependencia de la se˜al de entrada.
n
T
0 H 2 (jω)dω
G = lim 10 log T
T →∞ 2
h10 dω
0
Y con el sistema activo se obtiene:
T 2
6
0 FT h(t) + hin (t) ∗ hc (t) ∗ i =1 hi (t) dω
G = lim 10 log T
T →∞ 2
h10 dω
0
1
Quintana R.,“Control of acoustic parameters related to the impulse
response of a room”, Tesis de maestr´ Pontificia Universidad Javeriana. 2011.
ıa

19. Resumen Par´metros
a Ac´stica variable
u
Cuestionario
Taller #1