Conceptos Clave y Ejercicios Prácticos de Mediciones Acústicas
Preguntas de Opción Múltiple
1. Presión acústica en el micrófono
Cuando el amplificador de medida indica en su escala el valor de 94 dB, al captar el micrófono un tono de 1 kHz, puede afirmarse que la presión acústica en el micrófono es igual a:
- (a) 1 Pa
2. Sensibilidad de la cápsula del micrófono
Al excitar el micrófono con la señal que proporciona el pistófono, se mide en el amplificador de medida una tensión de 10 mV. En esta situación, la sensibilidad de la cápsula del micrófono vale:
- (c) 10 mV/Pa
3. Tiempo de integración para medición de tono
El tiempo de integración necesario para medir el nivel de presión acústica de un tono de 100 Hz debe ser:
- (d) 100 ms
4. Nivel de presión acústica con amplificador
Considere un micrófono de sensibilidad 10 mV/Pa, conectado al amplificador de medida. Si a la salida de este amplificador, de ganancia igual a 40 dB, la tensión eléctrica es de 1 V RMS, puede afirmarse que el nivel de presión acústica en el micrófono es de:
- (b) 94 dB
5. Señal de excitación para respuesta al impulso
Para medir la respuesta al impulso de la caja acústica utilizada en la Práctica 1, la señal eléctrica de excitación debe ser:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
6. Señal de excitación para respuesta en frecuencia
Para medir la respuesta en frecuencia de la caja acústica anterior, la señal eléctrica de excitación debe ser:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
7. Tipo de analizador de espectro
El analizador de espectro utilizado en la práctica, cuya resolución espectral depende del número de puntos elegido para calcular la Transformada de Fourier, es un analizador:
- (b) FFT
8. Análisis espectral con banco de filtros
Si para analizar el espectro de la señal recibida por el micrófono se utiliza el banco de filtros de ancho de banda porcentual, que en nuestra práctica va conectado al amplificador de medida, puede afirmarse que el análisis efectuado es un análisis:
- (c) En tiempo real con filtros de bandas logarítmicas
9. Mandos Slow y Fast del amplificador
Los mandos Slow y Fast del amplificador de medida se corresponden con el tiempo de integración con el que se calcula:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
10. Función en pantalla del analizador de espectro
La función representada en la pantalla del analizador de espectro puede ser:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
11. Comparación: Caja acústica vs. Resonador de Helmholtz
Comparando los dos sistemas analizados en las prácticas 1 y 2, caja acústica y resonador de Helmholtz, puede afirmarse que:
- (b) Un altavoz tiene menor factor de calidad que el resonador
12. Medida de nivel de presión acústica con filtro
Cuando se realiza la medida del nivel de presión acústica en un punto, conmutando en el amplificador de medida el filtro de frecuencia central 1 kHz y ancho de banda 1 octava, a la salida del amplificador se obtiene:
- (a) Una señal instantánea cuyo valor RMS determina el nivel en banda de la señal filtrada
13. Nivel de presión acústica con múltiples componentes
Suponga que en la pantalla del analizador de espectro se observan dos componentes espectrales, a 1 kHz y a 2 kHz, de 80 dB de nivel de presión acústica cada una; y un ruido blanco de 20 dB de nivel espectral. Puede afirmarse que el nivel de presión acústica que mide el amplificador de medida es de (despreciar ruido y sumar 80+80):
- (a) 83 dB
14. Comprobación de la ley de divergencia esférica (I)
A la hora de comprobar la ley de divergencia esférica es imprescindible que:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
15. Comprobación de la ley de divergencia esférica (II – 0º)
A la hora de comprobar la ley de divergencia esférica es imprescindible que (0º):
- (d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta
16. Medida de velocidad de propagación del sonido
En la medida de velocidad de propagación del sonido, para la frecuencia de emisión del altavoz:
- (a) La fase de la señal recibida debe estar referida a la fase del generador que excita el altavoz
17. Cálculo de impedancia de radiación en tubo de ondas
Para poder calcular la impedancia de radiación del extremo abierto del tubo de ondas estacionarias es necesario medir:
- (d) Las tres respuestas anteriores son correctas
18. Uso del analizador de espectro en medidas de directividad
La utilización del analizador de espectro en las medidas de directividad de un altavoz:
- (b) Permite calcular la relación S/N de las medidas efectuadas
19. Rendimiento del altavoz
El rendimiento del altavoz, definido como la relación entre la potencia acústica radiada y la potencia eléctrica consumida, es:
- (d) Mucho menor que 1
20. Directividad del altavoz y longitud de onda
La directividad del altavoz:
- (a) Tiende a aumentar al reducirse la longitud de onda
21. Tipo de medidas alrededor del altavoz
Las medidas tomadas alrededor del altavoz, a una distancia dada del mismo, son medidas:
- (b) De nivel de presión acústica
22. Medidas para cálculo de potencia acústica radiada
Las medidas efectuadas para el cálculo de la potencia acústica radiada por el altavoz:
- (b) Se realizan a muy alta frecuencia para que el campo acústico creado tienda a ser un campo libre
23. Interferencia en la medición de nivel de presión acústica
Si al medir el nivel de presión acústica, a una cierta distancia del altavoz y en el eje de 0º, se produce una interferencia entre la onda directa y una reflexión procedente de la mesa, siendo ambas ondas de amplitudes muy parecidas y de la misma fase:
- (b) El nivel de presión acústica aumenta aproximadamente 6 dB con respecto a la situación de campo libre
24. Nivel de intensidad acústica a partir de NPA
Si, para una frecuencia de emisión dada, a una distancia del altavoz de 1 m, en el eje de 45º, se mide un nivel de presión acústica de 100 dB, puede afirmarse que:
- (b) El nivel de intensidad acústica es de 100 dB
25. Potencia acústica de altavoz omnidireccional
Considerando que en la pregunta anterior el altavoz es omnidireccional, la potencia acústica radiada por el altavoz vale:
- (a) 0,1256 vatios
26. Intensidad isotrópica de altavoz omnidireccional
Si el altavoz, a una frecuencia dada, es omnidireccional, y se mide un nivel de presión acústica de 94 dB, en el eje de 180º, puede afirmarse que la intensidad isotrópica de dicho altavoz vale:
- (c) 0,0025 W/m²
27. Medición de directividad con equipo descalibrado
Suponga que en el momento de medir el diagrama de directividad del altavoz el equipo de medida está descalibrado. En este caso se puede afirmar que:
- (b) El nivel de intensidad acústica medido no es correcto
28. Distancia altavoz-micrófono para diagrama de directividad
Para obtener el diagrama de directividad del altavoz, la distancia entre el altavoz y el micrófono:
- (c) No afecta a la forma del diagrama si se puede asegurar la no existencia de reflexiones en el campo acústico creado y una relación S/N de al menos 10 dB
29. Uso del filtro paso banda del amplificador
La utilización del filtro paso banda del amplificador de medida:
- (d) Es necesaria para mejorar la relación S/N de las medidas
30. Tiempo de integración para medir directividad
Para medir la directividad del altavoz, el tiempo de integración en el amplificador de medida:
- (c) Debe ajustarse dependiendo de la relación S/N de cada medida
Problemas y Cálculos Adicionales
31. Cálculo de nivel en banda de presión acústica
Un micrófono de 50 mV/Pa de sensibilidad capta una señal acústica cuyo espectro se visualiza en un analizador FFT. Se sabe que el espectro medido consta de un ruido blanco de 40 dB de nivel espectral, y de dos tonos puros, de 1 kHz y 1,5 kHz, con niveles espectrales de 70 dB cada uno. La ganancia del amplificador de medida utilizado es de 40 dB y su banda de paso está centrada en 1 kHz, con una anchura de 1 octava. Calcular el nivel en banda de presión acústica en la cápsula de micrófono, en la banda de paso del amplificador. Considerar 1 µW como potencia de referencia en el espectro.
33. Determinación del nivel de presión acústica con componentes espectrales
Suponga que, midiendo el nivel de presión acústica de una señal, la sensibilidad del micrófono empleado es de 10 mV/Pa y la ganancia del amplificador de medida es de 40 dB. En esta situación, en el analizador de espectro se observa la existencia de dos componentes espectrales, a 1 kHz y a 2 kHz, con amplitudes máximas de 1 voltio para cada componente. ¿Cuál es el nivel de presión acústica que medirá el amplificador de medida?
39. Montaje para medida de potencia acústica y consideraciones
Realice un montaje, incluyendo los equipos necesarios y su cableado para la medida de la potencia acústica tal y como se realizó en la sesión práctica. ¿Qué implicaciones tiene el hecho de no haber realizado la medida en un entorno anecoico? ¿Qué otra simplificación llevada a cabo en la sesión práctica hace que el resultado de la medida de potencia sea una aproximación? Apóyese en los desarrollos matemáticos que considere oportunos.
44. Coeficiente de reflexión e impedancia acústica en tubo de ondas
En el tubo de ondas estacionarias del laboratorio se obtienen las siguientes medidas: nivel de presión en un máximo, 100 dB; nivel de presión en un mínimo, 80 dB; posición del primer mínimo, λ/4. Determinar el coeficiente de reflexión del material y su impedancia acústica normalizada.
45. Determinación del nivel de presión a partir de tensión RMS
Suponga que al medir el nivel de presión acústica en un punto, debida a un tono puro emitido por un altavoz, se obtiene una tensión RMS en el osciloscopio de 1 Voltio. Sabiendo que la ganancia del amplificador de medida es de 40 dB y que la sensibilidad del micrófono es de 10 mV/Pa, determine el valor del nivel de presión obtenido.