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Grabación de
sonido y reproducción
2 GRABACIÓN MECÁNICA
El funcionamiento de un sistema de grabación de sonido puede
ser comprendido fácilmente si se estudia el método mecánico de
grabación de sonido, actualmente casi en desuso. En este
método, las ondas sonoras se utilizan directa o indirectamente
para activar una aguja o estilete que graba en un disco o
cilindro un surco espiral que está determinado en cada punto
por el valor de la señal que se registra. Este proceso, con
pequeñas modificaciones, se utilizó durante muchos años para
realizar grabaciones gramofónicas.
En el método directo de
grabación mecánica, las ondas sonoras golpean un diafragma muy
ligero de metal para activarlo. Un estilete unido al diafragma
vibra con él. Debajo se encuentra un disco o cilindro de cera,
de metal, de laca o de otra sustancia adecuada que gira bajo
la aguja, de forma que ésta labra en la superficie del disco
un surco espiral y en el caso del cilindro un surco
helicoidal. La aguja al vibrar traza un surco ondulante
lateral o vertical en el disco; este surco es una réplica
mecánica del sonido que golpeó el diafragma de la máquina
grabadora. Si, por ejemplo, la onda sonora es la nota musical
la en clave de sol, que tiene una frecuencia de 440 Hz (ciclos
por segundo), la aguja oscila 440 veces por segundo. Si el
disco gira bajo la aguja a una velocidad de 10 cm/s, el surco
presentará 44 oscilaciones (44 ondas sinusoidales) por
centímetro. Para reproducir el sonido grabado, se sitúa en el
surco una aguja unida a un diafragma y se hace girar el disco
a una velocidad de 10 cm/s. Las crestas y valles verticales o
laterales del surco mueven entonces la aguja a una velocidad
de 440 oscilaciones por segundo y hacen vibrar el diafragma
conectado a ella produciendo ondas sonoras en el aire de la
misma frecuencia que el tono original (véase Oscilación). En
la producción de discos gramofónicos modernos, el sonido es
primero convertido en impulsos eléctricos por un micrófono, y
estos impulsos son amplificados y utilizados para activar la
aguja por medios electromagnéticos. La aguja graba un disco,
llamado “maestro”, fabricado en laca, y éste se utiliza para
hacer el molde metálico a partir del cual se realiza la
producción masiva de los discos de vinilo.
3 GRABACIÓN ÓPTICA
En el método óptico, las ondas sonoras son convertidas por un
micrófono en impulsos eléctricos equivalentes, que a
continuación son amplificados y activan un dispositivo que
modifica la intensidad de un rayo de luz (mediante una válvula
de luz activada electromagnéticamente) o su tamaño (por medio
de un espejo vibrador activado electromagnéticamente o una
ranura de anchura variable). El rayo de luz resultante se
enfoca sobre una película en movimiento, que cuando se revela
proporciona una pista fotográfica. La pista grabada en el
primer caso, al modificar la intensidad del rayo, presenta una
densidad variable y una anchura constante. La pista grabada en
el segundo caso, variando el tamaño del rayo de luz con un
espejo vibrador o una ranura de anchura variable, presenta
áreas de película oscuras y claras. Para reproducir la pista
de sonido se enfoca una fuente de luz sobre la película y se
coloca una célula fotoeléctrica detrás de ella. Las
fluctuaciones en la cantidad relativa de luz que pasa a través
de la película generan una corriente eléctrica variable en la
célula fotoeléctrica. Esta corriente se amplifica y se
transforma en sonido por medio de un altavoz o bocina. Véase
Cinematografía.
4 GRABACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
En la grabación de cinta audio las ondas sonoras se amplifican
y se graban en una cinta magnetizada de plástico o papel. La
información se convierte en impulsos eléctricos, que a
continuación se imprimen en la cinta magnetizada mediante una
cabeza grabadora electromagnética. La cabeza reproductora, que
también es un dispositivo electromagnético, convierte los
campos magnéticos de la cinta en impulsos eléctricos para, a
continuación, ser amplificados y reconvertidos en ondas
sonoras audibles.
5 ALTA FIDELIDAD
Es la técnica de grabación, retransmisión y reproducción de
sonidos que mejor reproduce las características del sonido
original. Para conseguir una reproducción de alta fidelidad,
el sonido debe estar libre de distorsiones e incluir toda la
gama de frecuencias que percibe el oído humano (de 20 Hz a 20
kHz).
5.1 Grabación digital
En el sistema normal mecánico-electrónico de grabación de
sonido, las ondas sonoras están inevitablemente distorsionadas
y recogen ruidos del propio proceso de grabación. En la
grabación digital estos problemas no existen. El grabador
digital mide las ondas miles de veces por segundo y asigna un
valor numérico o dígito a cada una de estas medidas. Estos
dígitos se convierten en una corriente de pulsos electrónicos
que se almacenan en una memoria para su posterior reconversión
y reproducción. En los últimos años estas técnicas se han
utilizado de forma limitada para la producción de grabaciones
gramofónicas convencionales. Actualmente se realizan
grabaciones digitales directas, en las cuales los pulsos
electrónicos se sitúan en un disco compacto (CD), en el que,
observados a través de un microscopio, se asemejan a una
espiral de señales en código Morse. El CD, una vez extraído de
su estuche de plástico, se coloca en un equipo en donde un
rayo láser lee la información codificada y una serie de
circuitos la convierten en señales analógicas para su
reproducción a través de sistemas de altavoces convencionales.
5.2 Componentes
El sistema de alta fidelidad consta de: tocadiscos o aparato
de CD, amplificador, sistema de altavoces o bocinas y unidad
de control. Otros componentes adicionales son el sintonizador
y el magnetófono (grabadora).
5.2.1 Tocadiscos y brazo reproductor
(Para los principios básicos de operación, véase Gramófono).
El tocadiscos con su brazo reproductor traduce los surcos
grabados durante la grabación gramofónica en variaciones
eléctricas de voltaje. El tocadiscos está impulsado por un
motor que gira a una velocidad constante impidiendo las
distorsiones denominadas ululación y vibraciones bajas. La
ululación consiste en una variación lenta de la frecuencia
causada por variaciones en la velocidad del tocadiscos y las
vibraciones bajas se deben a defectos del tocadiscos.
El brazo reproductor con su cartucho forma una de las partes
más críticas de una instalación de alta fidelidad. El brazo
reproductor de alta nivelación lleva un cartucho que sujeta un
estilete con un diamante de larga duración. Para reproducir el
sonido grabado de una forma exacta y con un desgaste mínimo
del disco, el cartucho debe permitir que el estilete se
desplace con facilidad tanto lateral como verticalmente.
Además, el estilete debe contactar el disco con un ángulo y
una presión determinadas.
5.2.2 Lector de disco compacto (CD)
Los aparatos de CD han pasado a sustituir a los tocadiscos de
alta fidelidad convencionales. Ofrecen una respuesta de
frecuencia más uniforme, una distorsión menor, niveles de
ruido prácticamente inaudibles y una vida mucho más larga. Al
no entrar nunca en contacto físico directo con ningún
mecanismo (los códigos digitales en la superficie del disco
son leídos por un rayo láser), estos discos CD pueden durar
indefinidamente si son manejados con cuidado. Los aparatos
especiales de CD también se pueden utilizar para recuperar
datos en discos CD-ROM. Los discos compactos interactivos
(CD-I) y los discos de vídeo interactivos (VD-I) pueden
utilizarse ampliamente para fines educativos y de formación.
Algunos discos compactos contienen, además de señales audio,
gráficos digitalizados que pueden visualizarse en una pantalla
de televisión. Estos discos se denominan CD-G. Las unidades de
última generación (DVD-ROM) son capaces de reproducir los
anteriores formatos además de películas en formato DVD vídeo.
5.2.3 Amplificador
El amplificador eleva la potencia de los impulsos eléctricos
enviados por el cartucho hasta alcanzar un nivel suficiente
para activar los altavoces. La potencia que puede producir un
amplificador se mide en vatios (W). Según el sistema de
altavoces, el amplificador puede enviar de 10 a 125 W de
potencia o más. Por lo general, el amplificador está
controlado por un dispositivo denominado preamplificador, que
amplifica el voltaje de las señales sonoras que resultan
demasiado débiles como para que el amplificador pueda
manejarlas. Los preamplificadores también aumentan las
frecuencias bajas y atenúan las frecuencias altas para
compensar la respuesta demasiado débil de las primeras y
demasiado fuerte de las segundas en las grabaciones
gramofónicas. Los amplificadores modernos están equipados con
circuitos de estado sólido o integrados. Véase Circuito
integrado.
5.2.4 Sistema de megafonía
Los altavoces o bocinas (dispositivos electromecánicos que
producen sonido audible a partir de voltajes de audio
amplificados) se utilizan ampliamente en receptores de radio,
sistemas de sonido para películas, servicios públicos y
aparatos para producir sonido a partir de una grabación, un
sistema de comunicación o una fuente sonora de baja
intensidad.
Existen diferentes tipos, pero la mayoría de los actuales son
dinámicos. Estos altavoces incluyen una bobina de cable muy
ligero montada dentro del campo magnético de un potente imán
permanente o de un electroimán. Una corriente eléctrica
variable procedente del amplificador atraviesa la bobina y
modifica la fuerza magnética entre ésta y el campo magnético
del altavoz. La bobina vibra con los cambios de corriente y
hace que un diafragma o un gran cono vibrante, unido
mecánicamente a ella, genere ondas sonoras en el aire.
La potencia y la calidad de sonido se pueden aumentar si se
utilizan conjuntos especiales de varios altavoces de diferente
tamaño (pequeños para notas agudas y grandes para notas
graves).
5.2.5 Unidad de control
La unidad de control puede considerarse como el centro
neurálgico del sistema de alta fidelidad, ya que realiza una
serie de funciones críticas. Así, por ejemplo, atenúa los
ruidos superficiales de las grabaciones antiguas mediante un
dispositivo denominado filtro de ruidos de fondo y elimina los
ruidos de frecuencias bajas, como las vibraciones del motor
del fonógrafo. El control de sonido compensa la incapacidad
del oído humano para oír las notas agudas y graves con la
misma claridad con que escucha las frecuencias medias,
produciendo un aumento del nivel relativo de las frecuencias
altas y bajas cuando se reproduce el disco a bajo volumen. La
unidad de control también ajusta las señales sonoras del
tocadiscos, el magnetófono o el sintonizador.
5.2.6 Sintonizador
El sintonizador de AM/FM permite escuchar programas de
emisoras de radio con frecuencias entre 500 y 1.650 kHz para
onda media y entre 88 y 108 MHz para FM. De entre todas las
señales de radio que llegan a la antena, el sintonizador
selecciona la frecuencia de la emisora deseada. A continuación
extrae la onda de la frecuencia utilizada para modular la
portadora, obteniéndose así la señal de audio del programa que
se está transmitiendo, y la amplifica para activar los
altavoces del sistema de alta fidelidad.
5.2.7 Magnetófono o grabadora
Este dispositivo graba y reproduce sonido al registrar señales
eléctricas en una fina cinta de plástico cubierta con óxido
magnético. En la grabación, la cinta pasa por delante de una
cabeza grabadora que polariza las partículas ferromagnéticas.
A continuación la cinta pasa por una cabeza reproductora que
convierte las señales magnéticas en señales eléctricas. Éstas,
a su vez, son amplificadas y reproducidas como sonido. La
cabeza reproductora y la cabeza grabadora pueden ser la misma
o diferentes. Las cintas, que pueden borrarse con facilidad
para su reutilización, no sufren el desgaste propio de los
discos gramofónicos.
El primer instrumento de lectura magnética, denominado “telegráfono”,
fue inventado en 1898 por el ingeniero eléctrico danés
Valdemar Poulsen, quien utilizó una cinta magnetizada de acero
para transmitir mensajes. Actualmente el soporte más habitual
para grabar cintas es el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas. El tamaño de las grabadoras y reproductoras
actuales varía desde los portátiles con auriculares en estéreo
hasta los complejos sistemas de alta fidelidad para el hogar.
6 SONIDO ESTEREOFÓNICO
El sonido estereofónico reproduce las condiciones originales
próximas a una fuente de sonido (orquesta, piano…). En la
grabación, el sonido de los laterales izquierdo y derecho de
la orquesta se registra de forma independiente. En la
reproducción se utilizan dos o más altavoces convenientemente
situados y se dirige el sonido de la grabación estereofónica
hacia la audiencia, de tal forma que parece que la música
proviene de la izquierda, de la derecha y del centro y el
sonido cobra así profundidad, solidez y dirección.
6.1 Grabación estereofónica
La grabación estereofónica, en su forma más sencilla, utiliza
dos micrófonos independientes para grabar dos pistas o canales
en la cinta magnética. En las películas, el sonido
estereofónico se reproduce utilizando pistas múltiples.
Los discos gramofónicos también pueden grabar sonido
estereofónico en dos canales independientes, uno en cada
lateral del surco. El surco se graba con un estilete a 90° de
forma que los laterales del surco presentan inclinaciones de
45° hacia la derecha y 45° hacia la izquierda. Dos bobinas
independientes y situadas a 90° activan el estilete de forma
que en cada lateral de los dos canales se graban señales
diferentes. Cuando se reproduce un disco, se montan en el
cartucho dos sensores, uno para cada pista, separados 90°.
6.2 Grabación cuadrafónica
Para el sistema de grabación de sonido cuadrafónico se
necesitan cuatro canales de amplificación independientes que
activan cuatro altavoces o bocinas situadas en las esquinas
del estudio de grabación. A principios de la década de 1970 se
perfeccionaron diferentes sistemas de grabación y reproducción
cuadrafónica y algunos incluían un método de codificación y
decodificación que sólo requería dos canales en la cinta o el
disco.
La falta de estandarización de estos sistemas y la dificultad
para situar cuatro altavoces en los auditorios tuvo como
consecuencia la escasa aceptación de estos sistemas. Con la
aparición en la década de 1980 de las grabadoras de vídeo
personales y de las grandes pantallas de televisión, el sonido
cuadrafónico fue sustituido por un nuevo sonido multicanal. El
sistema de sonido circular también implica la utilización de
cuatro o más altavoces y canales y se utiliza en la proyección
de algunas películas en teatros especialmente equipados para
recrear un sonido envolvente.
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