Cancelaciones acusticas

Este espacio es para aprender y preguntar sobre conceptos totalmente básicos, no tengas pudor en preguntar y preguntar que para eso esta: ¿qué es la frecuencia de resonancia? ¿qué es una octava? ¿qué coño es –3db, +12db que sale cada dos por tres?
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maritimo
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Cancelaciones acusticas

Mensaje por maritimo »

Hola, este es mi primer mensaje en el foro y quisiera saber a que se llaman cancelaciones en una sala y como afectan al sonido. Gracias
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Para que haya cancelaciones se debe dar una circunstancia, el sonido ha de ser coherente. Es algo así como decir que sea idéntico más o menos.

Cuando dos señales son coherentes o “idénticas en amplitud y frecuencia” no se suman en potencia, sino en tensión. Es decir dos señales coherentes si se suman en fase, es decir que suben y bajan a la vez y son exactamente iguales la respuesta no es el doble de potencia, si no el doble de amplitud y por tanto en lugar de aumentar 3 db aumenta 6 db. Pero lo más espectacular e importante es cuando se suman desfasadas 180 grados pues cuando una sube otra baja y al ser exactamente iguales la suma de las dos da 0, es decir infinitos db de atenuación Suele suceder con señales eléctricas y es muy curioso el efecto. Yo la primera vez que lo observé me quedé asombrado. Fue con dos micrófonos en una mesa de mezclas con entradas balanceadas. Al subir uno de los fader o potenciómetros de volumen, se oía hablar perfectamente, pero si subías los dos a la vez, o si estando subido uno, subías el otro, desaparecía completamente el volumen. Por eso las mesas de mezcla de audio tienen un interruptor para cambiar la fase de la señal por si en algún micrófono esta desfasado.

Pero vamos a las cancelaciones acústicas.

Se pueden dar porque el sonido salga de dos puntos y en un lugar del espacio se junten y anulen.

Se estudió si con potentísimos altavoces se podía tratar de anular el ruido de los aviones al despegar y aterrizar y se dieron cuenta de que no se conseguía más que a determinadas frecuencias y solo en determinados puntos. El efecto para el oído en mi opinión no es importante.

Fíjate en esta gráfica de medida. En ella hay subidas y bajones en la respuesta medida por un micrófono.

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Si probases con un barrido de un tono que se desplace lento en frecuencia Y estás situado cerca del micrófono notarás variaciones apreciables en los picos hacia arriba en nodos de la sala y resonancias del altavoz, caja etc. Pero los picos hacia abajo que son mucho más pronunciados no notarás cuando el tono pase por esas frecuencias ningún cambio apreciable respecto a las cercanas.

Entonces ¿Qué importancia tienen? ENGAÑAN. Esperaremos un poco a contar más cosas para entenderlo un poco.

Vamos a observar como llega al micrófono un impulso porque contiene todas las frecuencias y se observa mejor el fenómeno.

Imagen

Las cancelaciones se pueden dar entre dos altavoces que emiten la misma señal a la vez pero desfasada. Esto es muy difícil de ver. Pero se pueden dar porque el sonido de un altavoz llega al mismo punto rebotado en el suelo. En ese caso la señal es prácticamente idéntica (comienza subiendo y bajando igual que la inicial) por tanto va a cumplir la condición para ser coherente pero llega un poco retrasada en el tiempo por lo que a determinada frecuencia estará desfasada 180 grados y por tanto se anulará casi completamente. Esto no es apenas apreciable auditivamente, Es en un punto tan críticamente pequeño que no se aprecia ese bajón del sonido. El problema es lo fea que queda la respuesta a la hora de medir que despista si no estás acostumbrado

Lo catastrófico es si tratas de invertir la respuesta medida para que sea plana con un ecualizador por convolución tipo FIRtro por ejemplo Pues si se empeña en corregir ese pico y da la respuesta inversa se produce un sonido que medido es de respuesta plana pero oído no resulta una mejora de la calidad. Observa si se coge como parte de la señal un rebote o no la forma del filtro inverso es correcta o con cancelaciones que lo estropeará.

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Vamos a ver la respuesta en frecuencia en verde del fragmento del impulso sin rebotes. En rojo respuesta en frecuencia del fragmento que incluye además el primer rebote del suelo.

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Imagina si inviertes la respuesta en frecuencia de la curva roja, los picos hacia abajo que no son audibles se convierten en picos hacia arriba de más de 20 db muy audibles en cualquier punto que estropean la ecualización. ¿Un desastre!.

En cambio si inviertes la respuesta verde el sonido mejora de calidad.

Las cancelaciones en una sala no son muy importantes al oido.. Solo influye un poco por ser de gran amplitud y abarcar muchas frecuencias juntas las producidas fundamentalmente por el suelo y techo que producen atenuación poco audible como una baja respuesta en frecuencia sobre los 200 hz. En el resto de frecuencias estropea la gráfica de la medida en frecuencia pero en mi opinión no son audibles. Su principal importancia es a la hora de ecualizar que no hay que intentar corregirlas.

Hay que entender que además si se trata de amplificar esos picos atenuados por cancelación volverá a aparecer el rebote en el mismo sitio y amplificado en lamisca magnitud volviendo a atenuar esas frecuencias por lo que al medir no se conseguirá encima el resultado deseado.
Última edición por luisggarcia el Vie 09 Jun 2006 , 21:34, editado 1 vez en total.
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juanma666
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Mensaje por juanma666 »

Saludos a todos.

Pedazo de explicación Luis. :shock: :shock: :shock:

Muchas gracias, ya que por lo menos a mí me ha servido para entender el tema mucho mejor.

Gracias por tu tiempo e interés. :D

Un abrazo. :wink:

Juanma.
Me sobran huevos para surfear aquí!!!Imagen

Coronel Kilgore. Imagen
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Me alego que te guste. Voy a mostrar dos ajustes diferentes en el cálculo del FIRtro para un altavoz filtrado en activo. Si se hace sin coger el rebote del suelo y si se hace cogiendo el rebote del suelo. En el segundo caso se ve claramente como aparecen cancelaciones. El filtro a emplear es la curva roja. Y la medida de la respuesta es la verde. La azul sería el resultado teórico conseguido en cada caso.

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RR
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Mensaje por RR »

Im-presionante exposición.

La última gráfica ilustra muy bien lo que pasa. El primer filtro sonará mejor que el altavoz original, mientras que el segundo sonará muy coloreado.

En el primer caso mejoramos las resonancias del altavoz, con lo que no solo es más plano sino más nítido. En el segundo caso subrayamos "sónicamente" el artefacto que el rebote introduce en la medida, y que el oído se las apañaría para discriminar mal que bien, pues se trata de energía retardada. Recordad que el micrófono no discrimina nada en una ventana de tiempo dada, así que una medida con una ventana grande puede no corresponderse a nuestra percepción. Este es un territorio a investigar para tratarlo con más rigor.

En las primeras medidas (las del mensaje de arriba, hay muchas oscilaciones incluso antes del primer rebote, huele a difracción. Esto produce también cancelaciones, pero más juntas en el tiempo, y más difíciles de discriminar. Ahí está el "arte" del diseñador de altavoces: Combinar las frecuencias de corte al tamaño de las cajas y los drivers empleados.

En todo caso este es otro campo interesante para investigar, hasta qué punto puede compensar el filtrado muy preciso las irregularidades de la difracción, aunque pienso que es muy posible que empeore las cosas.
R :|
No tengo nada que decir sobre este asunto. Pero nada.
isabido
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Mensaje por isabido »

Fantastica explicacion Luisg, se entiende muy bien.

RR, podiamos hacer algun pequeño tuto practico de como hacer una convolucion en windows.

Es decir tomar una medida en el punto de escucha, y aplicar el filtro por convolucion y el windows media player, por ejemplo. A mi me gustaria y seguro que a muchos. Tambien. Ahora mismo en mi sistema activo nada mas tengo un punto de EQ parametrico para corregir una resonancia en graves. Todo esto con el DCX.

Lo que me gustaria probar es que ya que uso el PC como reproductor de audio, que el hiciera la parte de EQ en tiempo real. Por convolucion y un filtro inversos de estos. Disculpa si digo muchas tontenrias. :oops:


Un saludo! :wink:
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Kir
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Mensaje por Kir »

Contre, Luis, estoy gratamente sorprendido. Esas aclaraciones sobre gráfica que te has currado son de lo mas pedagógicas

Te voy a echar el piropo mas grande que se le puede lanzar a un divulgador:

LO HE ENTENDIDO y ADEMAS ME HE DIVERTIDO !!!


Ya te puedes morir en paz
Kir

Tuerto del tercer ojo.
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Hay que aclarar que son explicaciones a un método que ha desarrollado Roberto Ripio y me ha enseñado a utilizar. Mi parte ha sido escoger un ejemplo lo más didáctico posible.

Ya está Trabajando Roberto en un método que creemos que eliminará en gran parte las cancelaciones. A pesar de que aparezca el rebote, se podrá emplear una ventana más larga que el primer rebote.

El emplear una ventana corta limita la posibilidad de medir hasta unas frecuencia que suele ser entre 300 y 500 hz. Por debajo de esa frecuencia no hay información.

Pero según varios investigadores se pueden sumar las respuestas de unos cuantos impulsos medidos desde puntos diferentes de forma que se van anulando las cancelaciones diferentes en cada caso y va quedando la respuesta del altavoz que es más o menos la misma en cada caso.

Intuitivamente el corregir las cancelaciones en un punto se ve claramente que estropea la señal en el resto. Pero si la corrección es una media entre varios puntos se entiende que no será incorrecta en diferentes puntos de la sala.

Esto permitirá no ecualizar las cancelaciones y al mismo tiempo medir con precisión una frecuencia más baja.

Se puede medir con más precisión y afectando menos los rebotes midiendo más cerca del altavoz. Por ejemplo a 10 cm. o menos. Pero de esta forma tampoco nos sirve para graves pues no incluye el baflestep. Es decir que a partir de un metro por ejemplo frecuencias por debajo e 300 hz. van siendo más omnidireccionales y cae entre 3 y 9 db. la respuesta pues se reparte en todas las direcciones cosa que no sucede igual por encima. Por eso no nos sirve el método de medida en campo cercano.

Esperemos que la suma de impulsos medidos en diversos puntos funcione y elimine las cancelaciones. Sería una gran noticia.
martinolio
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Mensaje por martinolio »

hola, soy nuevo en el foro, estoy haciendo un programa tipo DRC pero en matlab y para obtener la respuesta en frecuencias uso ruido blanco y sweeps, con la explicacion que diste antes sugieres que tome solo la señal grabada hasta que aparezca la primera reflexion con alguna pared? osea alrededor de 10 ms de señal grabada de ruido blaco? que hago en el caso de un sweep? he tratado de medir la respuesta con un impulso pero este es tan corto y de baja potencia que hace que mi medicion este afectada por diversas fuentes de ruido. que me aconsejas?
gracias espero tu ayuda , esto es para mi proyecto de titulo, espero poder ser util con mi experiencia.
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wynton
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Mensaje por wynton »

Hola martinolio,

si grabas un sweep, a partir de ella puedes obtener la función impulso mediante la convolución de dicha grabación con la señal inversa del sweep.

Eso es lo que hace DRC con los programas glsweep y lsconv. El primero genera el sweep y su inverso. Y el segundo hace la convolución del sweep grabado con el inverso generado anteriormente.

http://www.matrixhifi.com/foro/viewtopic.php?t=1037

De esta forma se obtienen medidas de la función impulso de una limpieza imposible mediante un método directo.

Como petición ¿Por qué no trabajas con Octave en vez de con Matlab? Siendo ambos equivalentes, de esta forma el programa que escribas será compatible con Software Libre.
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Efectivamente tal como te ha contado Winton la respuesta impulsiva no la obtenemos grabando un impulso si no indirectamente a partir de ondas MLS o mejor con Sweep. Es más fácil y además de no saturar fácilmente tienes una relación señal ruido mayor.

Efectivamente con los programas glsweep y lsconv de DRC puede4s obtener la respuesta impulsiva. Y hay desarrollado un entorno "amigable" con intención de facilitar algo más su uso mediante el Sweepscope además de permitirte obtener además de la respuesta impulsiva (fichero .imp en el Sweepscope) la respuesta en frecuencia y distorsión.

http://www.matrixhifi.com/foro/viewtopic.php?t=1551

Yo también te recomiendo que emplees el Octave. Puedes ejecutarlo en Windows con un simulador de Linux como el Cygwin.

http://www.cygwin.com

Suerte con tu proyecto y si necesitas algo de ayuuda peguntanos por si te podemos ayudar.
martinolio
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Mensaje por martinolio »

Gracias por los consejos, pero si la respuesta impulso la obtienen de un sweep o MLS o ruido rosa o blanco o con lo que sea por qué usaste un impulso en el ejemplo que ilustraste?
lo que he avanzado en el programa: puedo grabar señales de audio eliminar offset de algunas targetas de sonido, normalizar señales , obtener su espectro(por eje el espectro de un sweep al pasar por la sala), la convolucion tambien la he logrado hacer, solo me falta el diseño del filtro FIR el que me ha dado problemas ya que no logro compensar con exactitus es espectro grabado,pese a que graficamente el filtro compensa perfecto al hacer la convolucion aparecen errores muy significativos. Sera por lo ilustrado en el ejemplo?
otra duda. DRC calcula los filtros con cuantos segundos de señal?
20 seg de sweep?

Ahora estoy haciendo un pequeño simulador delcambio de magnitud de las frecuencias al variar la posicion de escucha dentro de una sala considerando distintos coeficientes de absorcion y dimensiones , por el momento en una dimension, proximamente lo subo.
¿Como agrego fotos?
saludos
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Siempre se trabaja con la respuesta impulsiva pero no se emplea esta directamente para medir sino que se obtiene matemáticamente a partir del Sweep.

Ponte en contacto con RR que te podrá ayudar

No se invierte toda la respuesta en frecuencia solamente la parte de fase mínima, algo suavizada por lo que tengo entedido. Y solo de la respuesta impulsiva sin rebotes, por lo que se llega a invertir un mínimo de 300 hz. aproximadamente.

Y en el DRC es mucho más complejo, emplea diferente cantidad de señal para cada zona de frecuencia. Pero suele emplear milisegundos en agudos y hasta medio segundo en graves.
martinolio
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Mensaje por martinolio »

Me comunicare con RR, termine el programita para simular la respuesta de una pieza en una dimensión (archivo .m para matlab) y con los siguientes parametros:
distancia de la pared 1 al parlante, distancia de la pared 1 al microfono y largo entre las dos paredes. coeficiente de reflexion de las paredes.
se puede bajar de ftp://201.239.134.19/ el archivo esta en rar y se llama simulacion1.

Se simulan 8 reflexiones en una dimensión,( en la realidad son 3 ) y se ocupo un sweep como señal de exitación. se puede apreciar el efecto de las reflexiones en distintos ptos de esta pieza de 1 dimension, al acercarse a la pared opuesta se aprecia el efecto del antinodo distorsionando significativamente la respuesta. Esta es una manera de apreciar el efecto distorsionador de la sala puramente e idealmente sin tomar en cuenta la dist entregada por ruidos ni parlantes ni mic ni targeta de sonido.
ojala le sirva a alguien y que lo continue en 2 dimensiones jejeje.
saludos
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