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viernes, septiembre 14, 2012

Alphas: Micrófonos y megafonía

Bueno, tras una larga ausencia por las vacaciones, vuelvo por aquí. En EEUU están poniendo la segunda temporada de la serie Alphas, de la que ya comenté algo en una ocasión. El primer episodio de esta nueva temporada empieza con un robo en un supermercado por parte de unos alfas. Uno de ellos tiene el poder de aturdir a la gente con un grito, y para llegar a todo el mundo del establecimiento, utiliza uno de los micros de las cajas, de forma que el sistema de megafonía difunde su voz. No se llega a especificar qué hace exactamente el grito de ese alfa, pero la gente afectada se tapaba los oídos con expresión de dolor, y llegaba a caer al suelo.

Bueno, como ya comenté hace tiempo, cualquier sistema de transmisión, grabación o reproducción de audio, modifica en mayor o menor medida la señal original, lo que haría que el grito fuera bastante inocuo tras pasar por el sistema de megafonía.

Vamos a suponer primero que el grito del alfa es un sonido de muy alta intensidad, algo más que razonable, dado los síntomas que vemos en la escena (gente tapándose los oídos con dolor). Como sabéis, el sonido es una onda mecánica, una vibración. La intensidad de un sonido (el volumen) corresponde a la amplitud de la vibración. Si pintamos en una hoja de papel un seno (la función matemática, claro), la amplitud es la diferencia de altura entre una cresta y un valle.

Todo sistema de sonido, tiene un límite en la amplitud que soporta. Dicho límite puede ser buscado por el propio diseño, o simplemente un límite físico de sus componentes. Bien, si la señal en cuestión tiene una amplitud superior a ese límite, dicha señal es recortada, provocando una distorsión. Siguiendo con la hoja de papel, intentemos pintar un seno, pero con una amplitud tan grande que nos salgamos de los bordes del papel. Lo que queda dentro del papel es un seno con las crestas y valles recortados. Esto es lo que se conoce como saturación, y esa señal distorsionada y limitada sería lo que se transmitiría por el sistema. Fijáos que no sólo implica una distorsión del sonido original, sino una limitación al volumen del mismo. Llegado a ese límite, por mucho que aumente el volumen del sonido original, no aumentará el volumen de lo que se escuche en los altavoces.

Dos gráficos de un seno. El gráfico superior muestra una función seno normal. El gráfico superior muestra un a dunción seno con una amplitud superior al margen del dibujo, y por tanto, con los valles y crestas truncados.

Si el poder aturdidor del grito residía en su volumen, el alfa no ganaría nada usando el sistema de megafonía, puesto que el micro, el amplificador o cualquier otro elemento del sistema, se habría saturado mucho antes. Ocurre lo mismo cuando hablamos por teléfono y nuestro interlocutor está en un ambiente ruidoso y no nos oye bien. Por mucho que nos desgañitemos al hablar, él no nos escuchará con más volumen. De hecho, nos escucharía peor, pues posiblemente nuestra voz le llegaría distorsionada. Así que no gritéis al teléfono.

¿Y si no es una cuestión de intensidad? Tal vez el grito tenga determinadas frecuencias (algunas incluso inaudibles) que combinadas de forma precisa produzcan ese efecto. Bueno, en este caso os recomiendo releer uno de los posts que mencioné antes. Básicamente, salvo que estemos hablando de un sistema de alta fidelidad (y la megafonía de un súper no lo es), los distintos elementos implicados (sobre todo, el micro y los altavoces) no tienen una respuesta lineal en frecuencia. ¿Qué quiere decir eso? Pues que cada frecuencia sufrirá una amplificación algo diferente, lo que también distorsiona la señal. Además, sólo se transmite un determinado rango de frecuencias (lo que se llama, ancho de banda). Un sistema Hi-Fi está limitado al rango audible (hasta 20 KHz). La megafonía de un supermercado tendrá un rango menor. En cualquier caso, eliminamos frecuencias no audibles, y parte de las altas frecuencias audibles. Y las que no eliminamos, las alteramos.

Así que si el secreto del grito está en el uso de determinada combinación de frecuencias, tampoco es útil usar la megafonía del establecimiento. El alfa sólo debería haber afectado con su grito a los que lo estuvieran escuchando directamente.

9 comentarios:

  1. "...la amplitud es la diferencia de altura entre una cresta y un valle."

    ¿Eso no sería el doble de la amplitud?

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  2. Por eso Banshee nunca usa micros con su grito sónico...

    Welcome back mister Alf.

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  3. Me alegro de que Alf esté de vuelta.

    Estoy de acuerdo con el anónimo anterior en que generalmente el término "amplitud" se emplea para denotar la mitad de la diferencia entre una cresta y un valle al representar la onda sinusoidal, de modo que en la fórmula general de las ondas armónicas que se ve en los institutos:

    y = A sen (wt - kx)

    diríamos que la amplitud es el factor A. Si bien es cierto que efectivamente la distancia que se menciona en el post es proporcional a esta amplitud, que es probablemente lo que quería decir el autor, que el volumen está relacionado con el tamaño "a lo alto" de la representación de la onda.

    Esperamos con ilusión más publicaciones en este fantástico blog.

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  4. Moraleja... los que escriben alfa saben poco o nada de física y menos de aparatos... :-)

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  5. ¡Ops! Tenéis razón con lo de la amplitud.

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  6. Además, suponiendo que el grito funcione por megafonía, eso significaría que podría grabarse y reproducirse en cualquier sistema de altavoces de andar por casa, por lo tanto dejaría de ser un poder especial de esa persona.

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  7. Lo que has publicado me ha recordado a un episodio de "Los Simpsons" en el que Bart coloca un monton de megafonos en linea y los usa para crear una onda expansiva que destruye todos los cristales de la ciudad :), ahora con lo que has dicho eso seria imposible porque los altavoces solo podrian amplificar el sonido hasta su limite mecanico :(, es una pena.

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  8. El poder aparte de se parecido al de Banshee es el de los "Bleeders" de "Push". Y con el agregado en push que explica porque no son afectados por su propia habilidad. Siendo yo mismo un sonidista puedo dar fé la verdad de todo lo expuesto. http://en.wikipedia.org/wiki/Push_%282009_film%29

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  9. Me puse a pintar el seno en un papel y me salieron unas tetas hermosas...
    Pero luego reflexione y dije, esto es scifi y aunque a veces hay recursos ridiculamente improbables, supongamos esta vez que no solo la frecuencia o (sobretodo) la amplitud puedan ser los causantes de un dolor. Por ejemplo, una combinacion de amplitudes y frecuencias desagradables, como los sonidos que emite mi vecina cuando canta. Que, por cierto, tiene buenas tetas. Y no es que la amplitud de sus emisiones sonoras sea muy grande... es que es nada mas se lo perdono por lo buena que esta.

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