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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.