Este objeto de análisis permite calcular el volumen de una señal sonora estacionaria o variable en el tiempo.
El volumen contrasta la intensidad físicamente medible del sonido (presión acústica) con la sonoridad percibida por el ser humano como sensación de volumen.
Tipo
En la pestaña Datos hay que indicar cómo deben interpretarse los datos de entrada. Se realiza una conversión entre los valores de tensión (unidad V) y los valores de presión sonora (unidad Pa) utilizando una sensibilidad del micrófono de 50 mV/Pa. Véase Calibración en acústica para obtener más información.
En función del algoritmo seleccionado, se dispone de diferentes tipos de datos de entrada y tipos de resultados. Encontrará una lista en Loudness.
Los tipos admitidos son:
•La señal de entrada es el espectro de tercios de octava (ISO 532 B, ISO 532-1, ISO 532-2) o el espectro de octavas (ISO 532 A) del sonido estacionario. El espectro de tercios de octava debe ser una serie de datos o una señal con 28 niveles de tercio de octava para frecuencias comprendidas entre 25 Hz y 12500 Hz (ISO 532 B, ISO 532-1). El espectro de tercios de octava debe ser una serie de datos o una señal con 29 niveles de tercio de octava para frecuencias comprendidas entre 25 Hz y 16000 Hz (ISO 532-2). El espectro de tercios de octava debe ser una serie de datos o una señal con 9 niveles de octava para frecuencias comprendidas entre 31,5 Hz y 8000 Hz (ISO 532 A).
•La señal de entrada es la señal de voltaje medida de un sonido estacionario.
•La señal de entrada es la señal de voltaje medida de un sonido variable en el tiempo.
•La señal de entrada es la señal de presión sonora medida de un sonido estacionario.
•La señal de entrada es la señal de presión sonora medida de un sonido variable en el tiempo.
•La señal de entrada es el espectro dicótico de tercios octava medido de un sonido estacionario. Se trata de una matriz de datos o serie de señales con 2 columnas que representan diferentes señales auditivas. En este caso, ambas señales se calculan y dan como resultado un valor de sonoridad. Este tipo de entrada solo es compatible con el método ISO 532-2.
•La señal de entrada es la señal dicótica de voltaje de un sonido estacionario. Se trata de una matriz de datos o serie de señales con 2 columnas que representan diferentes señales auditivas. En este caso, ambas señales se calculan y dan como resultado un valor de sonoridad. Este tipo de entrada solo es compatible con el método ISO 532-2.
•La señal de entrada es la señal dicótica de presión sonora de un sonido estacionario. Se trata de una matriz de datos o serie de señales con 2 columnas que representan diferentes señales auditivas. En este caso, ambas señales se calculan y dan como resultado un valor de sonoridad. Este tipo de entrada solo es compatible con el método ISO 532-2.
Calibración
Para sacar conclusiones sobre el volumen a partir de las tensiones de salida registradas del micrófono, hay que tener en cuenta la sensibilidad del micrófono y la amplificación de toda la cadena de señal. Esto se hace, por ejemplo, utilizando un calibrador en el micrófono para generar un nivel de presión sonora definido. Este objeto de análisis admite los siguientes métodos de trabajo:
•Si desea determinar la calibración mediante una medición de calibración, seleccione Obtener del conjunto de datos, introduzca esta medición de calibración como conjunto de datos de calibración y el nivel del calibrador (Nivel de calibración). El nivel debe permanecer constante durante al menos 4 segundos para que pueda determinarse el valor de calibración.
Si no desea que se calcule cada vez el valor de calibración, pulse el botón Calibrar. A continuación, se determina el valor de calibración a partir del conjunto de datos y el nivel de calibración especificados, se introduce en el campo Valor de calibración y el modo de calibración cambia a Fija (en dB).
•Ya conoce el valor de calibración en dB necesario para su micrófono. Seleccione calibración Fija (en dB) e introduzca el Valor de calibración directamente en dB. Un valor de calibración de 0 dB corresponde a una sensibilidad del micrófono de 50 mV/Pa.
•Encontrará la sensibilidad del micrófono en mV/Pa en el certificado de calibración. Seleccione calibración Fija (en mV/Pa) e introduzca la sensibilidad del micrófono directamente en mV/Pa.
•Si los datos de entrada ya están calibrados, seleccione Sin calibración.
Véase Calibración en acústica para obtener más información.
Algoritmo
Hay cuatro algoritmos disponibles para calcular la sonoridad.
Antes del cálculo de la sonoridad propiamente dicho, se realiza un análisis de octavas o de tercios de octava mediante filtros digitales en el dominio del tiempo. La ventaja del cálculo mediante filtros en el dominio del tiempo frente al cálculo mediante una FFT (transformada rápida de Fourier) reside en una precisión mucho mayor a bajas frecuencias. Para el método de Zwicker (ISO 532-1, ISO 532 B) se determinan 28 niveles de tercio octava en el dominio promediados de la frecuencia de 25 - 12500 Hz. El método de Moore-Glasberg (ISO 532-2) prevé un espectro de tercios de octava con 29 niveles de tercio para frecuencias comprendidas entre 25 Hz y 16000 Hz. Para el método de Stevens (ISO 532 A) se calculan 9 niveles de octava promediados en el rango de frecuencia de 25 - 8000 Hz. No tiene lugar ninguna ponderación de frecuencia.
Los algoritmos utilizados para los procedimientos según ISO 532-1 e ISO 532-2 se basan en la implementación de referencia correspondiente descrita en las normas. El algoritmo del método de Zwicker (ISO 532 B) se basa en un programa BASIC descrito en la norma DIN 45631. El procedimiento según la norma ISO 532-1 incluye el cálculo de los espectros de tercios de octava necesarios. Para todos los demás procedimientos, los espectros necesarios se calculan implícitamente con la ayuda de los algoritmos utilizados en las funciones FPScript TimeDomainOctaveAnalysis y SoundLevel.
El método de Zwicker se ofrece en dos variantes. La norma ISO 532-1 amplía el algoritmo ya previsto en versiones anteriores (ISO 532 B) para incluir un procedimiento de determinación de la sonoridad de los sonidos variables en el tiempo, ya que el antiguo método proporcionaba valores de sonoridad demasiado bajos. En primer lugar, se determina un espectro de tercios de octava utilizando un banco de filtros digitales para determinar la sonoridad. A continuación, se utilizan varias plantillas, aplicables a determinados rangos de nivel de tercio de octava o a las formas del campo sonoro plana o difusa. Los niveles de tercios medidos se introducen en estas plantillas y se procesan gráficamente utilizando el principio de que las áreas parciales corresponden a las sonoridades específicas y el área total corresponde a la sonoridad total.
El método de Moore-Glasberg se describe en la norma ISO 532-2. Tras calcular los espectros de tercios de octava, se calculan los patrones de excitación de los grupos de frecuencias en la escala ERB. A continuación, se calculan las sonoridades específicas y se suman a la sonoridad total.
El método de Stevens (ISO 532 A), menos utilizado, intenta determinar la influencia mutua de las sonoridades parciales con ayuda de una fórmula y diagramas auxiliares.
Campo sonoro
El resultado depende del campo sonoro correspondiente de la señal sonora. Se puede especificar si la señal sonora se ha medido en un campo directo (campo libre) o en un campo difuso (campo reverberante). El método de Stevens solo admite campos sonoros difusos.
Intervalo de tiempo que se omitirá al inicio
Para calcular la sonoridad de las señales sonoras estacionarias, se puede eliminar un intervalo de tiempo al principio de la señal de entrada. Esto es útil, por ejemplo, si la señal de entrada contiene una medida de calibración al inicio. Este valor se ignora para las señales variables en el tiempo.
Resultado
El resultado puede emitirse de varias formas:
•Sonoridad en función del tiempo. Se emite una señal. El componente Y contiene los valores de sonoridad (en Sone). El componente X contiene el tiempo. Este tipo de resultado solo es útil para las señales sonoras variables en el tiempo, pero también está admitido para los antiguos métodos ISO 532-A (Stevens) e ISO 532-B (Zwicker) por razones de compatibilidad.
•Sonoridad. Se emite un valor escalar. La unidad de la sonoridad total es el sone.
•Nivel de volumen. Se emite un valor escalar. El nivel de volumen se determina a partir de la sonoridad mediante una fórmula de conversión. La unidad es el phon.
•Sonoridad específica. Se emite una señal (señales sonoras estacionarias) o una serie de señales (señales sonoras variables en el tiempo). La sonoridad específica muestra la distribución de la sonoridad entre los grupos de frecuencias. La unidad del componente Y es el sone/Bark. Para las señales estacionarias, el componente X contiene la tonalidad en la unidad Bark. Para las señales variables en el tiempo, el componente X contiene el tiempo en s y el componente Z, la tonalidad. La sonoridad total se obtiene de las sonoridades específicas mediante integración a través de la tonalidad.
•Sonoridad máxima. Se emite un valor escalar. La unidad de la sonoridad máxima es el sone. Para las señales estacionarias, este valor corresponde a la sonoridad total.
La Sonoridad indica directamente lo alto que una persona percibe el sonido. A un sonido percibido como el doble de alto se le da el doble del valor de sonoridad, a un sonido percibido como la mitad de alto se le da la mitad del valor de sonoridad. FlexPro admite dos procedimientos para calcular la sonoridad de las señales sonoras estacionarias, el método de Stevens (ISO 532A) y el método de Zwicker (ISO 532B). El Nivel de volumen es una medida comparativa. Describe el nivel de presión sonora que tendría que tener un tono senoidal con una frecuencia de 1000 Hz para percibirse tan alto como el sonido considerado. A esta frecuencia, el nivel de presión sonora (dB SPL) y el nivel de volumen (phon) coinciden. Un sonido con un nivel de volumen de 40 phon corresponde a una sonoridad de 1 sone. Para la Sonoridad en función del tiempo, se determinan primero los niveles sonoros en función del tiempo. El componente Y contiene los niveles en las respectivas bandas de frecuencia en función del tiempo. El componente X contiene las frecuencias de los centros de banda. El componente Z contiene el tiempo. Tenga en cuenta que el tiempo de asentamiento de la señal de entrada filtrada se acorta. A continuación, se determina la sonoridad de cada instante.
Normas cumplidas
Norma |
Breve descripción |
|---|---|
ISO 532-1:2017 |
Acoustics - Methods for calculating loudness - Part 1: Zwicker method |
ISO 532-2:2017 |
Acoustics - Methods for calculating loudness - Part 2: Moore-Glasberg method |
ISO 532-1975 |
Acoustics - Method for calculating loudness level. |
DIN 45631 |
Cálculo del nivel de volumen y de la sonoridad a partir del espectro sonoro; método de E. Zwicker. |