Las principales características de una onda que permiten distinguir una onda de otra son:
- Frecuencia
- Amplutud
- Velocidad
- Fase
- Longitud de onda
- Contenido armónico
- Envolvente
Amplitud de onda:
La distancia por encina o por debajo de la línea central de una forma de onda representa la amplitud de la señal. Cuanto mayor es la distancia, mayor será la variación de presión o la señal eléctrica.
La amplitud puede medirse usando varios estándares. Los máximos positivos y negativos de uina onda se conocen como valor de pico, y la distancia entre el pico negativo y positivo se conoce como valor pico a pico.
El valor medio eficaz (root meant square o RMS) se usa como vaor medio más significativo entre amos, y es el que se aproxima más al nivel percibido por nuestros oidos.
En una onda sinusoidal, el valor RMS se calvula elevando al cuadrado la amplitud de la onda en cada punto y es 0.707 veces el valor de pico. Al ser el cuadrado de un número el valor RMS siempre será un valor positivo.
Frecuencia:
La frecuencia es el número de veces que una masa vibratoria o señal eléctrica repite un ciclo, de positivo a negativo (amplitud).
El desplazamiento completo de una onda, que corresponde a un giro de 360º en una circunferencia, se conoce como ciclo.
La frecuencia se mide en herzios (Hz), siendo su valor el número de veces que se repiten en un segundo.
1 Hz = 1 ciclo / 1 segundo
Velocidad:
La velocidad de una onda es la velocidad a la que la onda viaja a través de un medio (líquido, sólido o gaseoso).
Viene dada por la siguiente ecuación:
V = d/t
- V = velocidad de propagación de la onda en el medio
- d = distancia a la fuente de sonido
- t = tiempo en segundos
Longitud de onda:
La longitud de onda es la distancia en el medio entre el principio y el final del ciclo, o entre los puntos correspondientes de los ciclos contiguos.
Longitud de onda = velocidad en el medio / frecuencia en herzios
Si por ejemplo tenemos una onda de 30 Hz, ésta completará 30 ciclos en 1 segundo, ó 1 ciclo cada 1/30 segundos. El tiempo que se tarda en completar un ciclo se llama período de la onda y se expresa con el símbolo T.
T = 1 / f
Respuesta de frecuencia:
La respuesta de frecuencia es la relación que hay entre la amplitud de onda y la frecuencia. Se muestra en un eje de coordenadas, donde en Y se representa la amplitud media de la señal, y en X se representa la frecuencia de la señal.
Si la amplitud de la onda tiene el mismo valor para todas las frecuencias, se obtendrá una respuesta de frecuencia plana.
Fase:
Dado que un ciclo puede empezar en cualquier punto de la forma de onda, es posible tener dos generadores de onda produciendo ondas sinusoidales de la misma frecuencia y amplitud de pico, pero que tengan diferentes amplitudes en un momento dado. En este caso se dice que las ondas están fuera de fase (desfasadas) una respecto a la otra. La cantidad de desfase que hay entre ambas ondas se mide en grados, y un ciclo se divide en 360º
La onda sinusoidal se considera que empieza a 0º con amplitud 0, y alcanza su valor máximo positivo a 90º, después decrece hasta cero a 180º para encontrar su valor máximo negativo a 270º y volver a cero a 360º.
Contenido armónico:
Los instrumentos musicales rara vez producen ondas sinusoidales puras. Si lo hiciesen, todos los instrumentos que diesen la misma nota sonarían igual, y la música sería poco interesante.
La diferencia entre el sonido de distintos instrumentos viene dado por la presencia de varias frecuencias diferentes en la onda sonora, además de la correspondiente a la nota que se está tocando, llamada fundamental.
Las ondas presentes en el sonido, distintas de la fundamental son llamadas parciales, y las parciales que son más altas que la fundamental se llaman parciales superiores o sobretonos.
Para la mayoría de los instrumentos musicales, las frecuencias de los sobretonos son múltiplos enteros de la fundamental, y se llaman armónicos.
Envolvente acústica:
La envolvente de una onda determina la forma en que su intensidad varía y se puede ver gráficamente conectando los puntos de pico de la misma polaridad sobre una serie de ciclos.
La envolvente de una señal se compone de tres secciones:
- Acometida
- Dinámicos internos
- Caida
La acometida es la forma en la que el sonido empieza y aumenta su intensidad.
Los dinámicos internos describen el aumento, descenso y mantenimiento del volúmen después del periodo de ataque.
La caida es la forma en la que el sonido desaparece.
Cada una de estas secciones tiene 3 variables:
- Duración temporal
- Amplitud
- Variación de la amplitud con respecto al tiempo