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.
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.
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.
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.
