"No es cuestión de suerte, es cuestión de fase"


                  Función impulso en ajustes de sistemas

Cuando ajustamos sistemas la mayor parte del tiempo estamos leyendo y observando función de transferencia, pero realmente un analizador tiene otras opciones muy interesantes que pueden complementar nuestro trabajo a la hora de tomar decisiones en nuestro ajuste.
A diferencia de la lectura de fase, la función impulso nos da información de nuestro sistema sobre los ejes de amplitud vs tiempo.
Poder obtener lecturas de amplitud vs tiempo pueden ser de vital importancia a la hora de ajustar sistemas, ya que por ejemplo podemos obtener lecturas de interacciones de nuestro sistema con el recinto que estamos sonorizando.
Uno de los problemas a la hora de analizar un impulso es que realmente no estamos muy acostumbrados a interpretar los datos, en parte por la poca relación y el poco tiempo que le hemos dedicado a leer datos de amplitud vs tiempo.....
Como decíamos anteriormente, a través de la función impulso podemos obtener información sobre un eje temporal, esto significa que el analizador será capaz de mostrar reflexiones producidas por la sala, mostrarnos las diferentes fuentes en un espacio y su diferencia temporal en un punto, así como también será capaz de mostrarnos los diferentes retrasos grupales de una fuente o sistema.

Vamos a realizar unas simulaciones de impulso con el programa RiTA, de ese modo podremos ir viendo lo que el analizador nos muestra.

Para empezar veamos un impulso en el campo eléctrico.





Observando este impulso vemos que la señal esta situada justo en el punto 0, por lo tanto no existe ningún desplazamiento temporal.
Estar situado en el punto 0 significa que la señal de referencia y la señal de captura están totalmente sincronizadas en tiempo.
Sobre el eje de amplitud de esta misma gráfica, podemos ver que estamos midiendo el impulso con valores lineales.
Podemos ver también que la señal medida no sufre ninguna alteración de amplitud, es por eso que vemos la señal con un valor 1, un valor totalitario que nos indica que la señal de referencia y la señal medida es de igual amplitud.
Si en vez de graficar en lineal midiéramos en valores logarítmicos, obtendríamos resultados en valores db's, pero debemos saber que si medimos en formato no lineal nunca podríamos descubrir una fuente o una señal con una inversión de polaridad. Es por cuestión matemática, ya que en valores logarítmicos no existen los valores negativos.

Bien, hasta ahora hemos visto el impulso de una señal pura no filtrada, pero que ocurre si aplicamos un filtro?
Todos sabemos que por naturaleza los filtros alteran la respuesta de fase de una señal según el orden y el tipo de los mismos, pues la función impulso es capaz de mostrarnos los retrasos grupales que sufre una señal.

Bien, para verlo de una forma práctica colocaremos a la señal un filtro Butterworth HF de segundo orden a la frecuencia de 1000Hz y volveremos a simular con RiTA. Recordemos que un filtro de segundo orden atenúa 12 db's por octava y nos da un retraso grupal de fase de 180 grados.



Como ya era de esperar el filtro ha causado modificación de fase y retraso grupal en la señal. Podemos observar que todo ello es mostrado por la función impulso.
Los datos en valor negativo por debajo del eje de 0 nos indica que hay frecuencias que llegan con más retraso que otras.

Una cosa que debemos tener clara a la hora de visualizar gráficas de impulso es que las frecuencias graves son mostradas con una menor amplitud.
Por ejemplo, si estamos midiendo nuestro sistema y captamos un impulso de la vía de agudos y luego independientemente la de graves, el analizador nos mostrara la vía de graves con menos amplitud en nuestra señal. Debemos saber que esta menor amplitud mostrada gráficamente no significa en realidad menor energía, lo que ocurre es que el analizador por naturaleza y lectura nos lo muestra de ese modo.

Ejemplo:

Impulso con filtro HF con una señal a 0 db's

Impulso con filtro LF con una señal a 0 db's




Es importante conocer la manera en que un analizador nos muestra los datos, ya que nosotros debemos saber interpretar la información que nos esta dando el mismo para no cometer errores.

Sigamos con lecturas de impulso. 
Imaginemos que estamos midiendo acústicamente nuestro sistema en un recinto y que en nuestro analizador vemos una función de impulso similar a esta.



Si observamos el impulso de color azul, a simple vista podemos decir que tenemos una perdida de amplitud en nuestra señal, ya que en el eje de amplitud nos indica un valor de unos 0´6 en vez de un valor totalitario igual a 1.
En mediciones acústicas quizás esta diferencia de amplitud puede deberse simplemente a la distancia de nuestro micro de medición respecto al sistema y la inevitable ley de la inversa del cuadrado.
Pero sigamos analizando este mismo impulso.




Si hacemos un zoom podemos ver que nuestro analizador nos indica que tenemos una señal con retraso grupal, y que no todas nuestras frecuencias están llegando al mismo tiempo.

Bien, anteriormente hemos comentado que por naturaleza nuestro analizador nos muestra las frecuencias agudas con un mayor porcentaje de amplitud.
En la siguiente gráfica he simulado con Rita un equipo de 3 vías, veamos como nos muestra el programa las diferentes amplitudes según las vías....




Aquí podemos confirmar que el analizador nos muestra las frecuencias HF con mayor amplitud. Le siguen las frecuencias medias, y las frecuencias graves las visualizamos todavía con menor amplitud respecto a las otras vías.
Entender esto será decisivo para comprender la información mostrada por nuestro analizador en la función impulso.




Volviendo a la gráfica inicial, en color verde observamos una replica de la señal inicial desplazada en el tiempo y con menor amplitud que la original.

Esto nos estría indicando que quizás tenemos una fuente sonora de nuestro sistema fuera de tiempo, o quizás sea una reflexión en una de las paredes del recinto.

El hecho de tener dos señales correlacionadas separadas temporalmente es igual a tener cancelaciones y sumas frecuenciales, por lo tanto, si nosotros estamos visualizando una señal desplazada con función impulso vamos a conocer el retraso temporal de la misma, ya que estamos trabajando sobre un eje temporal, y nosotros, conociendo el desplazamiento temporal podemos saber como se va a comportar esta suma de señales.

Por ejemplo, tenemos una señal desplazada 10 m/s respecto a la original, en este caso imaginemos que es una reflexión causada por alguna pared.
Nuestro analizador en función impulso nos muestra lo siguiente:




Vemos que tenemos una señal desplazada 10 m/s respecto a la otra, de modo que ya podemos saber que vamos a tener sumas constructivas en algunas frecuencias y sumas destructivas en otras.
También sabemos que estas sumas y cancelaciones no van a ser totales, ya que las dos señales tienen un diferencial energético.
Sabemos que 10 m/s es un ciclo de 100 Hz, por lo tanto vamos a tener un diferencia de 180º para la frecuencia de 50 Hz, un diferencial de 540º para la de 150 Hz, 900º para la de 250 Hz … por lo tanto en esas frecuencias vamos a tener cancelaciones.
Por el contrario vamos a tener suma en las frecuencias donde estemos desplazados 360º, 720º, 1080º … etc...  





Bien, dejemos capturas con impulsos eléctricos y veamos algunas capturas de altavoces reales.

La siguiente captura es de una P.A formato array de 8 cajas de Nexo modelo geoD en un lugar con un alto grado de RT60.
La captura se tomó solo sobre la P.A izquierda en posición de control. Veamos que nos muestra nuestro analizador...


Podemos ver que la gráfica nos muestra que existe retraso grupal frecuencial, son los datos que están en negativo por debajo del eje de amplitud. Esto es algo lógico, sabemos que ninguna P:A reproduce todas las frecuencias al mismo tiempo. Pero pasemos a función transferencia y veamos por un momento lo que muestra el analizador en la lectura de fase.




La lectura de fase como era de esperar nos muestra el mismo retraso grupal, pero en este caso sobre los ejes de grados y frecuencia.
Volvamos de nuevo a la captura de impulso y hagamos un zoom.



Analizando de nuevo la gráfica, podemos ver que existen reflexiones de alto contenido en HF de la señal original, todas ellas desplazadas en el tiempo, son reflexiones causadas por el recinto.


Como podemos ver, poder observar una gráfica en valores amplitud vs tiempo puede resultar de gran ayuda a la hora de ajustar sistemas.
El simple hecho de poder visualizar las reflexiones nos da un conocimiento de como se va a comportar nuestro sistema y como se va a ver afectada nuestra sonorización por el medio.
Las reflexiones se comportan como fuentes desplazadas temporalmente, esto puede provocarnos sumas constructivas en algunas frecuencias y sumas destructivas en otras, por lo tanto, el tener conocimiento de esas reflexiones va a ser de gran importancia ya que vamos a poder actuar con total conocimiento de la situación.

Debemos comprender y familiarizarnos con la lectura de datos sobre los ejes de tiempo vs amplitud. El hecho de aprender a interpretar los datos que nos muestra el analizador en función impulso nos va a aportar un plus extra como ajustadores de sistemas y un plus también a la hora de tomar decisiones correctas.


















































2 comentarios:

  1. Saludos,Excelente trabajo gracias por compartir.

    ResponderEliminar
  2. Raimon, puedes colocar un ejemplo de alineación pero de los cabezales. De antemanos gracias.

    ResponderEliminar