EFECTO DE PRECEDENCIA EFECTO HAAS 1
Efecto de precedencia En los grandes conciertos, el público situado lejos del escenario recibe un nivel de presión sonora menor que el público que se encuentra delante. Para que no se enmascare el programa musical con los gritos del público, necesitamos que el nivel de presión sonora de la música esté al menos unos 30 db por encima del nivel del ruido de fondo. Por ejemplo, en el rider técnico nos pueden pedir que ofrezcamos unos 110-115 db SPL hasta 50 metros. Para que se cumpla esta norma, muchas veces deberemos reforzar la zona lejana colocando una segunda línea de cajas de altavoces, llamadas rear fill (relleno trasero). El problema es que, en esta zona del público, primero llegará la música de las rear fill y luego la del escenario. 2
Para que ambas señales lleguen a la vez, a las cajas traseras se les aplica un retardo o delay igual al tiempo que tarda el sonido en recorrer la distancia desde las cajas delanteras hasta las cajas traseras. Este tiempo variará según la velocidad de propagación del sonido en el aire, que cambiará con la temperatura ambiental. TABLA DE RETARDOS A 15 ºC A esta temperatura, el sonido se propaga a 340 m/s 3
Además, se suelen añadir unos 10 milisegundos de retardo al tiempo calculado, para producir la sensación de que la fuente procede del escenario y no de las cajas traseras, es decir, para conservar el efecto de precedencia. El efecto de precedencia es decisivo para determinar la localización de la fuente original cuando tenemos otra fuente ligeramente retardada emitiendo la misma señal. 4
Efecto de precedencia - EJERCICIO Calcula el retardo que aplicaremos a las cajas traseras rear fill en un concierto realizado en una tarde calurosa de verano en un campo de fútbol, si éstas se encuentran a 100 metros de las cajas delanteras y la temperatura ambiental es de 30 ºC. v Aire = 331,3 + 0, 6 T v Aire = 331,3 + 0,6 30 = 349,3 m/s v e 100 100 = 349,3 = t = = 0,286 s t t 349,3 = 286 milisegundos 5
Efectivamente, si el sonido recorre 349,3 metros en 1000 milisegundos, 100 metros los recorrerá en 286 milisegundos. Además, para conservar el efecto de precedencia, añadiremos unos 10 milisegundos adicionales. Para ser más exactos, estudiaremos la tabla de Haas a continuación. Retardo total = 286 + 10 = 296 milisegundos 6
Efecto de precedencia - Efecto Haas El efecto Haas es una forma del efecto de precedencia, y define las condiciones necesarias para que nuestro cerebro tenga la sensación de que la señal proviene de la fuente original y no de la retardada. El retardo adicional de la segunda fuente no debe superar el tiempo de integración del cerebro, que ronda los 50 milisegundos (por eso, 10 ó 15 milisegundos adicionales en las cajas traseras son una buena opción). Si retardamos las cajas traseras más de 50 milisegundos adicionales, se producirá eco. El sonido retardado no debe superar al emitido por la fuente original en una cantidad determinada de decibelios (consultar la siguiente gráfica). 7
Según la gráfica, el efecto máximo se produce en los retardos de 15 milisegundos, donde nos podemos permitir el lujo de aumentar el nivel de las cajas traseras hasta 10 db por encima de las delanteras, sin que nuestro cerebro piense que el sonido llega de detrás. 8
Por otra parte, si dentro de los primeros 50 milisegundos, el nivel de la segunda fuente excede en más de 10 db a la fuente original, se produce un desplazamiento de la imagen sonora (image shift) que causa la sensación de que la fuente original está situada en las cajas traseras. Es decir, que si el nivel producido por las cajas traseras es mayor de 10 db en la zona trasera del público, no conseguiremos producirle la sensación de que el sonido proviene del escenario, por mucho retardo adicional que inyectemos. Localización de la fuente sonora 9
Image shift Eco Localización de la fuente sonora 10
Efecto de precedencia - Efecto Haas - EJERCICIO Para sonorizar una entrega de premios en el patio del instituto hemos utilizado dos cajas DAS autoamplificadas, una colocada delante del escenario y otra en el puesto del técnico de PA, situado a 25 metros. La temperatura ambiental durante esa fría mañana de noviembre es de 10 ºC. Como queremos conservar el efecto de precedencia, hemos medido con el sonómetro el nivel de intensidad sonora de cada caja por separado desde la posición del técnico, obteniendo los siguientes resultados: La caja principal produce 85 db SIL. La caja rear fill produce 93 db SIL. 11
Calcula el retardo total que debemos aplicar a la rear fill para conservar el efecto precedencia, es decir, para mantener la sensación en el puesto del técnico de que el sonido proviene del escenario. v Aire = 331,3 + 0, 6 T v Aire = 331,3 + 0,6 10 = 337,3 m/s v e 25 25 = 337,3 = t = = 0,074 s t t 337,3 = 74 milisegundos 12
Como la diferencia de nivel de intensidad sonora entre las dos cajas es de 93-85 = 8 db SIL, necesitaremos un retardo adicional de 5 ó 35 milisegundos para conservar el efecto de precedencia. Por tanto, aplicaremos un retardo total de: OPCIÓN A: 74 + 5 = 79 milisegundos OPCIÓN B: 74 + 35 = 109 milisegundos 13
PARA REALIZAR ESTA PRÁCTICA EN EL PATIO, EL GRUPO DEBE TRAER: 1 METRO 1 CÁMARA DE FOTOS 1 CD DE MÚSICA (MEJOR QUE DISPOSITIVOS MP3) DEL TALLER DE SONIDO NECESITAREMOS: 1 SONÓMETRO 2 CAJAS DAS AUTOAMPLIFICADAS 1 RACK CON REPRODUCTOR DE CD Y UN PROCESADOR CON LÍNEAS DE RETARDO (ULTRACURVE) 1 CAJETÍN WORK CON MANGUERA DE 25 METROS CABLES, ALARGADERAS Y REGLETAS (SE UTILIZARÁ LA TOMA DE CORRIENTE DE LA CAFETERÍA) 14
Qué consecuencias implica el retardo adicional para conservar el efecto de precedencia? Aunque conseguimos producir la sensación de que el sonido proviene del escenario, lo cierto es que al retardar unos 10 milisegundos más la señal de las rear fill, estamos produciendo desfases en una gran cantidad de frecuencias de la señal sonora. El retardo es especialmente problemático para las frecuencias desfasadas 180º, ya que producirán interferencia destructiva con la señal original. 15
Para localizar las frecuencias que se desfasarán, hemos cogido un osciloscopio en el que cada cuadro del eje horizontal representa una duración de 1 milisegundo. Por tanto, 10 milisegundos = 10 cuadros del osciloscopio. 10 milisegundos 16
Lo primero que averiguamos es qué frecuencia tarda 10 milisegundos en recorrer un ciclo completo. El cálculo nos dice que 10 milisegundos (0,01 segundos) es el periodo de una frecuencia de 100 hercios. Esta frecuencia sufrirá el retardo de 1 ciclo completo, es decir, un desfase de 360º. Por tanto, producirá interferencia constructiva con la señal original. T f = 1 f 0,01 s = = 1 0,01 1 f = 100 Hz 100 Hz original 100 Hz retardada 10 ms (360º) 17
La frecuencia de 200 hercios tiene un periodo de 5 milisegundos, por lo que, en 10 milisegundos, sufrirá un retardo de 2 ciclos completos, es decir, 720º de desfase. Por tanto, también producirá interferencia constructiva con la señal original, yendo 2 ciclos por detrás. 200 Hz original 200 Hz retardada 10 ms (720º) 18
La interferencia constructiva se producirá también en los 300 hercios, con 3 ciclos de retraso, y en los 400 hercios, con 4 ciclos de retraso, y así sucesivamente. 300 hercios 400 hercios 1000 hercios 19
La interferencia destructiva la encontramos, por ejemplo, en una frecuencia que, al cabo de 10 milisegundos, sólo haya recorrido medio ciclo, es decir, 180º de la onda. Calcúlala. 2 T = 1 f 0,02 s = 1 f f = 1 0,02 = 50 Hz 50 Hz original 50 Hz retardada 10 ms (180º) Efectivamente, una frecuencia de 50 hercios, que tiene un periodo de 20 milisegundos, sólo ha recorrido medio ciclo en 10 milisegundos. Por tanto, esta frecuencia se va a cancelar al encender las rear fill. 20
También se producirá interferencia destructiva en 150 hercios, que llevará 1,5 ciclos de desfase, 250 hercios, con 2,5 ciclos de desfase, y así sucesivamente. 150 Hz original 250 Hz original 150 Hz retardada 10 ms (540º) 250 Hz retardada 10 ms (900º) 150 hercios 250 hercios 21
La gráfica de la respuesta en frecuencia resultante de sumar las cajas delanteras y las rear fill con el retardo adicional de 10 milisegundos simula las púas de un peine, donde las interferencias constructivas (crestas) y destructivas (valles) están más separadas en las bajas frecuencias y, por tanto, son percibidas con mayor facilidad por el público. 22