Máster en Ingeniería de Producción y Contenidos
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Questions and Answers

¿Qué es la presión sonora instantánea? ¿En qué se mide?

Es el cambio de presión respecto a la presión estática (sin sonido) en un instante dado. Se mide en pascales, 1 Pa = 1 N/m².

¿Cuál es la velocidad del sonido en el aire a 22°C? ¿Cuál es la fórmula para calcular la velocidad del sonido?

La velocidad del sonido en el aire a 22°C es 344,8 m/s. La fórmula para calcular la velocidad del sonido es c = 331,4 √T/273, donde T es la temperatura en Kelvin.

¿Qué relación se define entre presión y velocidad para sistemas acústicos?

Se define una relación entre presión y velocidad para sistemas acústicos de forma análoga a la que existe entre tensión y corriente para sistemas eléctricos.

¿Qué es la intensidad sonora? ¿Qué unidad de medida se utiliza para ella?

<p>La intensidad sonora es la energía por unidad de tiempo y área que atraviesa una superficie perpendicular a una dirección dada. Se mide en W/m² (vatios por metro cuadrado).</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el nivel de intensidad? ¿Cómo se calcula?

<p>Es la intensidad en dB relativa a una intensidad de referencia. Se calcula con la fórmula IL = 10 log(I/Iref) dB, donde Iref es la intensidad de referencia.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el nivel de presión sonora? ¿Cómo se calcula?

<p>Es la presión en dB relativa a una presión de referencia, que se mide en pascales. Se calcula con la fórmula SPL = 20 log (Pef/Pref) dB, donde Pref es la presión de referencia.</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son las propiedades del órgano auditivo humano?

<p>El órgano auditivo humano tiene un ancho de banda de 20kHz, un margen dinámico de 120dB, y es un analizador espectral de Q constante, aproximadamente.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el rango de frecuencias que puede percibir el oído humano?

<p>El oído humano puede percibir un rango de frecuencias de 20 Hz a 20.000 Hz, aunque este rango puede variar ligeramente dependiendo del individuo.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la escala SPL?

<p>SPL significa &quot;sound pressure level&quot; y es un nivel de presión sonora medido en dB con respecto a una presión de referencia de 20 µPa.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el enmascaramiento?

<p>El enmascaramiento es un fenómeno acústico que ocurre cuando un sonido fuerte (el enmascarante) dificulta la percepción de otro sonido más débil (el enmascarado).</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo del modelo matemático del oído?

<p>El objetivo del modelo matemático del oído es imitar el funcionamiento del oído humano, especialmente su capacidad para analizar sonidos complejos y su respuesta a diferentes frecuencias.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son las bandas críticas?

<p>Son un grupo de frecuencias acústicas donde los sonidos son percibidos como un solo tono, incluso si la frecuencia del sonido cambia ligeramente.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la sonoridad?

<p>La sonoridad es una medida subjetiva de la intensidad de un sonido, es decir, cómo se percibe el sonido por el oído humano.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el sonómetro IEC 61672-1:2003? ¿Qué tipo de ponderación se utiliza con frecuencia?

<p>Es un instrumento que mide el nivel sonoro en decibelios (dB). Se utiliza mucho la ponderación A, que da más peso a las frecuencias medias, ya que es una ponderación más cercana a la sensibilidad del oído humano.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se mide el nivel sonoro en la escala A?

<p>Se mide en dBA (decibelios A). Esta ponderación es más cercana a la sensibilidad del oído humano.</p> Signup and view all the answers

La sonoridad es una medida objetiva.

<p>False</p> Signup and view all the answers

La escala de bandas críticas utiliza un índice llamado Bark para medir la posición en la membrana basilar.

<p>True</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por la localización binaural?

<p>La localización binaural es la capacidad de nuestro cerebro para determinar la ubicación de una fuente sonora utilizando las diferencias de intensidad y tiempo de llegada del sonido a cada oído.</p> Signup and view all the answers

Las diferencias de intensidad son más efectivas para determinar la dirección de una fuente sonora con frecuencias bajas (por debajo de 5,000Hz).

<p>False</p> Signup and view all the answers

Las diferencias de tiempo son más efectivas para determinar la dirección de una fuente sonora con frecuencias altas (por encima de 1,000Hz).

<p>False</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se explica la localización binaural en el plano medio?

<p>La localización binaural en el plano medio se explica por la directividad del pabellón auditivo, que filtra el sonido de diferentes formas dependiendo de la dirección de la fuente sonora.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el significado de la fórmula N = 464√I para la sonoridad?

<p>Esta fórmula relaciona la sonoridad (N) con la intensidad del sonido (I) para un tono puro de 1 kHz. Indica que la sonoridad se incrementa a la raíz cuadrada de la intensidad, es decir, si se duplica la intensidad del sonido, la sonoridad solo se incrementa un 40% aproximadamente.</p> Signup and view all the answers

Enumere algunos libros que abordan los temas de acústica, psicoacústica y fisiología de la audición.

<p>Algunos libros sobre estos temas son &quot;Acoustics: Sound Fields and Transducers&quot; de Beranek y Mellow, &quot;Psychoacoustics&quot; de Zwicker y Fastl, &quot;Fundamentals of Acoustics&quot; de Kinsler, Frey, Coppens y Sanders, y &quot;An Introduction to the Physiology of Hearing&quot; de Pickles.</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Presentación de un Máster en Ingeniería de Producción y Explotación de Contenidos

  • El documento describe un máster de formación permanente en ingeniería de producción y explotación de contenidos.
  • El máster está impartido por Francisco Javier Casajús Quirós.
  • El departamento responsable es el de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones de la ETS de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid.
  • El máster está financiado por la Unión Europea, NextGenerationEU y el Gobierno de España, Ministerio de Cultura y Deporte, con el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia.

Contenido del Máster (Índice)

  • Introducción: Física del sonido.
  • Audición: Descripción y modelos empíricos, Modelado físico.
  • Psicoacústica: Introducción, Bandas críticas, Sonoridad, Enmascaramiento.
  • Audición binaural: Conceptos generales sobre este tipo de audición.

Propósito del Apartado de Introducción

  • Describe el funcionamiento del aparato auditivo humano hasta sus límites actuales.
  • Se concluye que el oído actúa como analizador espectral con gran precisión y sensibilidad.
  • Se estudian los parámetros del oído desde la perspectiva de la teoría de sistemas lineales.
  • Se estudian los conceptos de bandas críticas y enmascaramiento.
  • Se explora la localización de fuentes sonoras.
  • Se concluye que el proceso de audición puede modelarse a través de un banco preciso de filtros.
  • Estos aspectos son cruciales en sistemas de grabación, reproducción, compresión y postprocesado de audio.

Física del Sonido - Definiciones Fundamentales

  • Presión sonora instantánea (p(t)): Diferencia de presión respecto a la presión estática.
  • Presión sonora eficaz (Pef): Valor eficaz (rms) de la presión instantánea.
  • Densidad del aire (p): Parámetro físico del aire, con valor de 1,18 kg/m³ para una temperatura de 22 °C y una presión estática de 1 atmósfera (105 Pa).
  • Velocidad del sonido (c): A 22 °C, aproximadamente 344,8 m/s en el aire.
  • Velocidad instantánea de partículas (u(t)): Velocidad de las partículas del medio de propagación por una onda sonora.
  • Velocidad eficaz de partículas (Uef): Valor eficaz de la velocidad instantánea de partículas.
  • Impedancia específica (Z): Relación entre presión y velocidad en sistemas acústicos, medida en rayleighs (1 N·s/m³).
  • Impedancia característica (Zo): Para onda plana y progresiva en espacio libre.
  • Intensidad sonora (I): Energía por unidad de tiempo y área que atraviesa una superficie perpendicular a una dirección dada.
  • Nivel de intensidad (IL): Intensidad en dB referenciada a una intensidad de referencia (Iref = 10-12 W/m²).
  • Nivel de presión sonora (SPL): Presión en dB relativa a una presión de referencia (Pref = 20 µPa).

Audición - Propiedades del Órgano Auditivo Humano

  • Ancho de banda: 20 kHz.
  • Margen dinámico: 120 dB.
  • Analizador espectral: Q constante.
  • Margen de frecuencias: 20 a 20.000 Hz (típico hasta 17.000 en adultos).
  • Margen de intensidades: 120 dB.

Parámetros Generales de la Audición

  • Margen de frecuencias: Rango del espectro audible por los humanos, típicamente 20 Hz a 20 kHz.
  • Margen de intensidades: Rango de intensidades sonoras apreciables por los humanos, medido en dB SPL.
  • SPL: Medida de nivel absoluto de presión sonora, usando 20 µPa de referencia.
  • Umbral auditivo: 0 dB SPL

Fisiológica del Oído Humano e Intesidades Caracteristicas

  • Las estructuras externas, medias e internas del oído humano.
  • Valores de intensidades sonoras para sonidos comunes y el umbral de dolor.

Funciones del Aparato Auditivo

  • Externo: Captación del sonido, Directividad.
  • Medio: Transmisión al caracol, Adaptación de impedancias acústicas.
  • Interno: Descomposición espectral.

Captación del Sonido y Respuesta Conjunta de los Oídos Externo y Medio

  • Respuesta en función de la frecuencia de los oídos externo y medio como un sistema de captación.

El Canal Auditivo como Resonador

  • Frecuencias de resonancia en un tubo semicerrado (canal auditivo).

Directividad

  • Respuesta en función de la frecuencia y el ángulo (dirección) de incidencia del sonido en el oído.

Transmisión desde el Tímpano al Caracol

  • El énfasis en torno a 1000 Hz se debe a las resonancias mecánicas de los elementos de transmisión.

Resonancia Mecánica y Resonancia Eléctrica

  • Modelo mecánico de resonancia para analizar el comportamiento del oído y un modelo eléctrico análogo para facilitar el análisis.

Necesidad de Adaptación

  • Coeficiente de reflexión de potencia (R).
  • Coeficiente de transmisión de potencia (T).
  • Impedancia Acústica (Z).
  • Adaptación para transmisión en diferentes medios (aire-fluido).

Adaptación: Tímpano-Caracol o Aire-Agua

  • Adaptación del tímpano al fluido endolinfa del caracol.
  • Mecanismos de amplificación en esta adaptación.

Palanca de Huesecillos

  • Acoplamiento de los tres huesecillos dentro del oído
  • Cómo produce amplificación

Adaptación de Impedancias en el Oído Medio

  • Transformación de presiones, y cómo se incrementa la potencia acústica en el caracol comparada al tímpano
  • Factores de las áreas

El Caracol

  • Estructura y componentes del caracol para la audición.
  • Membrana basilar.
  • Membrana de Reissner.
  • Rampa vestibular, rampa media y rampa timpánica.

La Membrana Basilar

  • Dimensiones de la membrana.

Ondas Progresivas en la Membrana Basilar

Variables en la Onda Progresiva

  • Presión relativa (p).
  • Corriente relativa (j).
  • Desplazamiento vertical de la membrana (h).

Ecuación de Onda

  • Ecuaciones para modelar el comportamiento de la membrana y las ondas dentro del caracol.

Resoluciones Numéricas Ecuación de Onda

  • Soluciones a la ecuación de onda para comprender las respuestas en diferentes frecuencias.

Actividad en el Nervio Auditivo

  • Medición de la actividad en el nervio en relación a la frecuencia del estímulo.
  • La selectividad medida es superior que la predicha por los modelos físicos.
  • Curvas obtenidas usando gatos, sin datos comparativos para seres humanos.

Ancho de Banda Crítico

  • Experimentos y técnicas para determinar el ancho de banda crítico en función de la frecuencia central.

Aproximaciones Útiles

  • Valores aproximados para el ancho de banda crítico en base a la frecuencia central.

Construcción de las Bandas Críticas

  • Proceso para construir el banco de filtros perceptual.
  • Definir índice z (Barks) en relación a la frecuencia.

Tabla de Scharf

  • Tabla con valores empíricos de las bandas críticas.

La Escala Perceptual de Frecuencia

  • Relación entre indice en Barks y frecuencia en kHz utilizando una ecuación.

Nivel Sonoro y Bandas Críticas

  • Cómo afecta el ancho de banda en el nivel sonoro.

Bandas Críticas y Nivel Sonoro. Demostración

  • La forma de hacer la demostración
  • Cómo se logra comprender el ancho de banda crítico con este experimento.

Comenzando el experimento.

  • Experimento para determinar el ancho de banda crítico utilizando ruido y un tono.
  • Describen los procedimientos para el experimento y el contenido relacionado.

Nivel. Curvas ISO-226

  • Cuantificación del nivel percibido de una señal.
  • Cómo representar la intensidad percibida en función de la frecuencia de un tono puro en curvas de igual sonoridad.

Las Curvas ISO-226

  • Cómo usar, ejemplos de uso, relación con el experimento anterior.

La Definición de Sonoridad

  • La definición de sonoridad pretende cuantificar la sensación sonora de los distintos tonos.
  • La sonoridad, N se define mediante una curva empírica.

Sonoridad e Intensidad

  • Relación de sonoridad y la intensidad con varias ecuaciones.

Ejemplo: Considere dos señales sonoras que contienen dos tonos

  • Ejemplo de diferentes casos que implican la frecuencia de dos tonos.
  • Ejemplos de frecuencias cercanas y frecuencias lejanas.

Enmascaramiento

  • Definición de enmascaramiento en la audición.

Enmascaramiento de un Tono por Otro

  • Representación gráfica del enmascaramiento de un tono en función de la frecuencia del tono enmascarante y sus respectivos niveles.

Bandas Críticas y Enmascaramiento. Demostración

  • Cómo se realiza la demostración visual práctica del experimento.
  • Contenido de las demostraciones (frecuencias de ruido y valores para los tonos).

Enmascaramiento de un Tono por Ruido de Banda Estrecha

  • Representación del enmascaramiento de un tono por ruido de banda estrecha, en función de la frecuencia.

En las Medidas Realizadas en enmascaramiento

  • Explica la paradójica disminución del enmascaramiento cuando la frecuencia del tono enmascarante se acerca a la del tono.
  • Técnicas y metodologías para este tipo de experimento.

Medida del Enmascaramiento

  • Curvas de afinación psicofísica para enmascaramiento.
  • Técnicas para medir el enmascaramiento.

Percepción de la Dirección de una Fuente Sonora

  • Técnicas para saber la dirección de una fuente sonora.

Diferencias de Intensidad

  • Cómo afecta la distancia de la fuente al oído al nivel de intensidad.
  • Cómo afecta la sombra de la cabeza a las altas frecuencias.

Diferencias de Retardo

  • Cómo afecta el retardo del sonido en la percepción de la dirección de una fuente sonora.

Localización en el Plano Medio

  • Métodos para localizar la posición de una fuente sonora en el plano medio.

Bibliografía

  • Lista de referencias utilizadas en el documento.

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Description

Este máster se centra en la formación en ingeniería de producción y explotación de contenidos, con un enfoque en la física del sonido y la psicoacústica. Impartido por Francisco Javier Casajús Quirós en la Universidad Politécnica de Madrid, el programa cuenta con apoyo financiero de la Unión Europea y el Gobierno de España. Aporta conocimientos sobre audición, modelos empíricos y audición binaural.

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