Es i cap 4 analisis frecuencial

Ingeniería Acústica Medioambiental

C AP TULO 4Í

AN LISIS FREC UENC IALÁ


DEFINICIONES

ANÁLISIS ESPECTRAL del sonido: la representación gráfica o numérica de la amplitud de sus componentes en función de la frecuencia


f

CTC == *λ

T es el tiempo necesario para que las partículas se encuentren en el mismo estado de excitación. Es decir, el tiempo necesario para dar forma a una onda

f, frecuencia: nº de periodos por segundo

DEFINICIONES


Sonido PURO

Es aquel compuesto por una única frecuencia

Tono puro a 100 Hz


Sonido PURO


Tono puro a 300 H z

Sonido PURO


SUMA DE TONOS PUROS

Suma de Ondas: 100 Hz + 300 Hz


SUMA DE TONOS PUROS

Suma de Ondas: 100 Hz + 300 Hz + 500 Hz


Suma de Ondas: 100 Hz + 300 Hz + 500 Hz + 700 Hz

SUMA DE TONOS PUROS


ONDAS PERIÓDICAS

La forma de la onda se repite en varias frecuencias


ONDAS PERIÓDICAS


Los sonidos que recibimos no constan únicamente de una sola frecuencia, sino que están constituidos de varias frecuencias superpuestas

SONIDOS COMPLEJOS


Teorema de FourierTeorema de Fourier:

Toda función periódica compleja se puede descomponer en suma de funciones sinuosidades para las distintas frecuencias relacionadas entre sí.

...)sen()sen()( 22110 +++++= ϕωϕω tptpptp

SONIDOS COMPLEJOS


OIDO HUMANO

Rango audible por los humanos: 20 Hz - 20,000 Hz

< 20 Hz : infrasonidos (sonidos subsónicos)> 20 kHz: ultrasonidos


TIPOS DE SONIDOS

Ruidos continuos

Ruidos intermitentes

Bombas, equipos de procesos, compresores,...

Operan en un ciclo


TIPOS DE SONIDOS

Ruidos impulsivos

Ruidos tonales

Maquinaria con partes móviles: motor, caja de vcambio, ventiladores, bombas ,...etc.


Ruidos baja frecuencia

TIPOS DE SONIDOS


REPRESENTACIÓN DE LOS RUIDOS


REPRESENTACIÓN DE LOS RUIDOS


Técnica para determinar el contenido energético de un sonido en función de la frecuencia

ANÁLISIS FRECUENCIAL

Analizador Espectral

Filtros +

Fourier

Determinación de los valores eficaces de las componentes sinusoidales del ruido (dB) cuya frecuencia está comprendida entre unos límites prefijados (bandas de frecuencia)


FILTROS

FILTROS: circuitos electrónicos que actúan separando oscilaciones sobre la base de su frecuencia

• low – pass• high – pass• band - pass

Frecuencias nominales de corte superior e inferior:Son aquellas frecuencias por encima y por debajo de las frecuencias de máxima respuesta del filtro, a las que la respuesta de la señal sinusoidal es 3 dB por debajo de la respuesta máxima.


BANDAS

• Banda Constante: diferencia entre frecuencia superior e inferior constante

• Banda Proporcional: cuando el ancho de banda es proporcional a la frecuencia

Anchura nominal de la banda 100% 12 xfff

Anchurac

−=

Banda pasante: margen entre ambas


Para simplificar el problema del análisis espectral para sonidos compuestos y para el ruido, ha sido preciso dividir el rango de frecuencias audibles en bandas continuas

REALIDAD

OctavaOctava: es el intervalo de la tonía que separa un sonido de otro de doble frecuencia

Banda de OctavaBanda de Octava:

21

1

2

.

2

fff

ff

c =

=

B Tercio de OctavaTercio de Octava:

21

3

1

2

.

2

fff

ff

c =

=


Bandas de OctavaFrecuenciainferior

20 22,4

25 28,5

22 31 ,5 44 31 ,5 35,5

40 44,7

50 56,2

44 63 88 63 70,8

80 89,1

1 00 1 1 2

88 1 25 1 77 1 25 1 41

1 60 1 78

200 224

1 77 250 355 250 282

31 5 355

1 00 447

355 500 71 0 500 562

630 708

800 891

71 0 1 .000 1 .420 1 .000 1 .1 22

1 .250 1 .41 3

1 .600 1 .778

1 .420 2.000 2.840 2.000 2.239

2.500 2.81 8

3.1 50 3.548

2.840 4.000 5.680 4.000 4.467

5.000 5.623

6.300 7.079

5.680 8.000 1 1 .360 8.000 8.91 3

1 0.000 1 1 .220

1 2.500 1 4.1 30

1 1 .360 1 6.000 22.720 1 6.000 1 7.780

20.000 22.390

Octavas Tercios de octavaFrecuencia

C entralFrecuencia

S uperiorFrecuencia Inferior Frecuenc

ia C entralFrecuenc

ia 1 7,8

22,4

28,5

35,5

44,7

56,2

70,8

89,1

1 1 2

1 41

1 78

224

282

355

447

562

708

891

1 .1 22

1 .41 3

1 .778

2.239

2.81 8

3.548

1 1 .220

1 4.1 30

1 7.780

4.467

5.623

7.079

8.91 3


ANÁLISIS FRECUENCIAL


TIPOS DE RUIDOS

RUIDO BLANCO: ruido patrón caracterizado por incrementarse en +3 db el nivel de presión sonora al aumentar al doble la banda de octava.


RUIDO ROSA: ruido patrón cuyo nivel de sonido es constante en todas las bandas de octava.

TIPOS DE RUIDOS


RUIDO TRÁFICO: ruido patrón cuyo nivel sonoro más elevado corresponde a las bajas frecuencias

TIPOS DE RUIDOS


ANALISIS EN BANDA DE OCTAVA

Música original

Análisis de 63 Hz a 16 kHz

Supresión de banda de 16 kHz a 63 Hz

ModificaciónModificaciónen bandaen banda

Es i cap 4 analisis frecuencial

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