Metodos

Grabación de sonido y reproducción, conversión de las ondas de sonido (por ejemplo, música) a una grabación permanente, y su posterior reproducción en su forma original. En el sistema más normal de grabación de sonido, el método magnético, las ondas sonoras transformadas pueden ser amplificadas y hacer que magneticen una cinta de plástico cubierta por un óxido metálico en función de la frecuencia e intensidad del sonido. La grabación de sonido implica el movimiento mecánico del medio de grabación a una velocidad constante por delante del punto de grabación para que posteriormente pueda ser reproducida como una réplica del sonido original.

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, 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. 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.

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.

Denominado en principio fonógrafo, instrumento electromecánico para reproducir sonido a partir de un disco de vinilo donde se ha grabado un surco en espiral con pequeños realces en ambas caras. Los realces encierran registros musicales o de cualquier otro tipo. El gramófono consta de cuatro componentes básicos: el plato giratorio, el brazo, la aguja y el amplificador, aun cuando este último no siempre iba incorporado en el instrumento. Los modelos más modernos recibieron el nombre de tocadiscos.

El plato giratorio es una plataforma plana y circular sobre la que se coloca el disco. Un motor eléctrico hace girar el plato a velocidad constante, normalmente 33, 45 o 78 revoluciones por minuto. El brazo es una barra con una aguja en su extremo libre. El brazo puede estar apoyado a fin de mantener la aguja en el surco del disco o puede ir suspendido mediante un mecanismo que hace que permanezca en una misma dirección a medida que se desplaza a través del mismo. Al moverse la aguja por el surco ondulado del disco giratorio, se producen vibraciones que se transforman en los correspondientes impulsos eléctricos mediante la cápsula fonocaptora del brazo. Estos impulsos se conducen a través de cables conductores a un amplificador electrónico y posteriormente a uno o varios altavoces.El primer fonógrafo operativo lo construyó el inventor norteamericano Thomas Edison en 1877. Edison grababa sonido en un cilindro que luego hacía girar contra una aguja. Ésta subía y bajaba en los surcos del cilindro, produciendo vibraciones que se amplificaban en una bocina cónica. Debido al movimiento vertical de la aguja, este método de grabación se denominó proceso de "registro en profundidad".

Edison concibió el fonógrafo sobre todo como máquina de dictado para las oficinas. Sin embargo, con la invención del fonógrafo de disco plano o gramófono a cargo del inventor de origen alemán Emile Berliner en 1887, el instrumento comenzó a utilizarse para recoger la voz de los grandes cantantes e intérpretes de la época. El gramófono reproducía discos a 78 rpm y la aguja se movía lateralmente (de un lado a otro) en un surco de profundidad constante. Al igual que los gramófonos de cilindro, reproducía sonido con una aguja cuyas vibraciones mecánicas se amplificaban con una bocina cónica. La mayoría de los gramófonos, por otra parte, estaban accionados por motores de muelle y había que darles cuerda. Los discos estaban hechos de baquelita y se rompían fácilmente.

A pesar de tales limitaciones, el gramófono alcanzó rápida popularidad en los Estados Unidos, sobre todo merced a la fabricación de una vasta colección de piezas musicales registradas por compañías de grabación americanas y europeas. Dichas compañías dieron cabida a los cantantes más afamados de Europa y Estados Unidos, como el tenor dramático italiano Enrico Caruso.

En Europa también se fabricaron diversos tipos de gramófonos. En Francia se construyó un modelo en el que la aguja se desplazaba por el disco desde el centro hacia el exterior, en sentido inverso al normal, mientras el disco giraba a 90 rpm; esta máquina era capaz de producir un sonido de excepcional calidad para la época. Los fabricantes suizos de cajas de música se especializaron en la producción de pequeños gramófonos portátiles.

El inmenso éxito del gramófono desembocó en la exigencia de un mejor sonido. Hacia 1920, el anticuado ingenio mecánico comenzó a sustituirse por la grabación y reproducción eléctrica, en la que las vibraciones de la aguja se amplificaban mediante elementos electromagnéticos en lugar de la bocina. Sin embargo, se siguió utilizando el disco de 78 rpm hasta la aparición del primer disco de larga duración en 1948. Durante los años de la posguerra, la evolución del tocadiscos de alta fidelidad (hi-fi) y el sonido estereofónico supusieron un gran avance en la grabación y reproducción de sonido.

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.

Cinta magnética utilizada para grabación de sonido y reproducción. La DAT se creó para la industria profesional durante la década de 1970, y llegó al mercado de consumo a finales de los ochenta. Las grabadoras digitales convierten las señales de audio a datos digitales en la cinta magnética por medio de un microprocesador (un convertidor analógico-digital) el cual convierte de nuevo los datos en señales sonoras analógicas (mediante un convertidor digital-analógico), para su reproducción en el amplificador de cualquier sistema de sonido estereofónico. En las grabaciones digitales las ondas de sonido se someten a muestreo varios miles de veces por segundo, y se transforman en una serie de pulsos que corresponden a una configuración de números binarios que se graban en cinta.

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).

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.

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).

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.

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.

Consisten en un sistema de almacenamiento de información en el que la superficie del disco está recubierta de un material que refleja la luz. La grabación de los datos se realiza creando agujeros microscópicos que dispersan la luz (pits) alternándolos con zonas que sí la reflejan (lands). Se utiliza un rayo láser y un fotodiodo para leer esta información. Su capacidad de almacenamiento es normalmente de 700 Mb de información (equivalente a unos 80 minutos de sonido grabado).Al no entrar nunca en contacto físico directo con ningún mecanismo , 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.

SOPORTE	CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO	DURACIÓN MÁXIMA DE AUDIO	DURACIÓN MÁXIMA DE VIDEO	Nº DE cd’s a los que equivale
Disco Compacto (CD)	700 Mb	1h 20min	Depende de la calidad de la película y del formato (más o menos hasta 2h 20min)	1
DVD una cara /una capa	4,7 Gb	9h 30min	2h 15min	7
DVD una cara /doble capa	8,5 Gb	17h 30min	4h	13
DVD doble cara /una capa	9,4 Gb	19h	4h 30min	14
DVD doble cara /doble capa	17 Gb	35h	8h	26

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.

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).

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.

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.

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.

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.

Grabación estereofónica En la grabación estereofónica de sonido se mantiene la perspectiva acústica de una fuente de sonido empleando dos o más micrófonos. Las señales electrónicas de cada micrófono son ligeramente distintas al estar los micrófonos en posiciones diferentes con respecto a la fuente de sonido. Las señales electrónicas de los micrófonos se amplifican y graban: en los discos de vinilo, una punta traza surcos en el disco, que después son leídos por la aguja del giradiscos; en un disco compacto, un láser perfora pequeñas cavidades o muescas en el disco, que posteriormente son leídas por otro láser en la unidad reproductora.

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°.

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.