Zumbido

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El espectro de un ejemplo de zumbido doméstico a 60 Hz

Zumbido doméstico, Zumbido Eléctrico, o Zumbido de líneas de poder es un tipo de sonido asociado con la corriente alterna a la Frecuencia de utilidad de la electricidad doméstica. La frecuencia fundamental de este sonido es usualmente 50 Hz o 60 Hz, dependiendo de la frecuencia de la línea de poder. El sonido suele tener un contenido armónico sobre 50–60 Hz.

Causas del Zumbido Eléctrico[editar]

El zumbido eléctrico alrededor de transformadores es causado por campos magnéticos dispersos, que causando una vibración de la carcasa y los accesorios. La Magnetostricción es la segunda fuente de vibración, donde el núcleo de hierro cambia su forma minuciosamente cuando está expuesto a campos magnéticos. La intensidad de los campos, y la intensidad del "zumbido", son funciones de la tensión aplicada. Ya que la intensidad del campo magnético es más el doble de fuerte que cada ciclo eléctrico, el "zumbido" de la frecuencua fundamental será dos veces el de la frecuencia eléctrica. Los armónicos adicionales arriba de 100 Hz o 120 Hz serán causados por un comportamiento no lineal de los materiales comúnes magnéticos.

Alrededor de una línea de alta tensión, el zumbido puede ser producido por el Efecto Corona.

En el mundo del reforzamiento del sonido (como en la PA y altavoces), el zumbido eléctrico es causado usualmente por inducción. Este zumbido es generado por corrientes eléctricas oscilantes inducidas en circuitería de audio sensitivo (de alta ganancia o de alta impedancia) por campos electromagnéticos emanados por dispositivos domésticos cercanos como transformadores de líneas de poder. El aspecto audible de este tipo de zumbido eléctrico es producido por amplificadores y altavoces.

La otra fuente importante de zumbido en equipos de audio son impedancias compartidas; cuando una corriente pesada fluye a través de un conductor (un polo a tierra) al que un dispositivo de pequeña señal también está conectado. Todos los conductores tendrán una finita, si pequeña, resistencia, y la presencia de la resistencia pequeña significa que los dispositivos usando diferentes puntos en el conductor como una referencia a tierra estarán ligeramente a diferentes potenciales. Este zumbido está usualemente en el segundo armónico de la frecuencia de la línea de poder (100 Hz or 120 Hz), ya que las corrientes pesadas de tierra son de Convertidores AC a DC que rectifican la onda doméstica. Ver también bucle de masa.

En equipos de tubos al vacío, una potencial fuente de zumbido es la fuga de corriente entre los calentadores y cátodos de los tubos. Otra fuente es la emisión directa de electrones del calentador, o los campos magnéticos producidos por el calentador. Equipos para aplicaciones críticas pueden tener el circuito calentador alimentado por corriente directa para prevenir esta fuente de zumbido.[1]

Prevenir el Zumbido Eléctrico[editar]

Es común que el caso de un zumbido eléctrico en una reunión sea recogido via Bucle de masa. En esta situación, un amplificador y un disco de mezcla están típicamente a determinada distancia uno del otro. El chasis de cada elemento está a tierra por el conector de tierra doméstico, y también están conectados a diferentes sendas por el conductor de un cable blindado. Dado que estás sendas no van una al lado de la otra, un circuito eléctrico de forma de ciclo es formado. La misma situación ocurre entre amplificadores de instrumentos musicales en el escenario y el tablero de mezcla. Para arreglar esto, el equipo del escenario siempre tienen un switch de "aislamiento de masa" el cual rompe el ciclo. Otra solución es conectar la fuente y el destino a través de un transformador de aislamiento 1:1, llamado diversamente humbucker o bobina de aislamiento. Otra opción extremadamente peligrosa es romper contacto con el cable a tierra usando un conector de tierra fantasma en el tablero de mezcla. Dependiendo del diseño y disposición del equipo de audio, tensiones letales entre la (ahora aislado) tierra en el tablero de mezcla y la tierra pueden ser desarrolladas. Cualquier contacto entre las terminales vivas de la línea AC y la carcasa del equipo energizará todo el blindaje del cable y equipos interconectados.

Sostener el zumbido[editar]

Sostener el zumbido o "humbucking" es una técnica en la cual se introduce una pequeña cantidad de señal de frecuencia de línea para cancelar el zumbido introducido, o de otra manera cancelar eléctricamente el efecto de zumbido inducido por la Frecuencia de utilidad.

Sostener el zumbido es un proceso en el cual el "zumbido" que está causando algunos artefactos, generalmente en sistemas de audio o video, es reducido. En un humbucker de guitarra el\'ectrica o un micrófono, dos bobinas son usadas en vez de una; estas se disponen en polaridad opuesta de tal manera que el zumbido AC inducido en las dos bobinas se cancelaría, mientras se sigue dando la señal del movimiento de las cuerdas de la guitarra o del diafragma.[2]

En ciertos receptores de tubos al vacío, un devanado en la bobina de campo del altavoz dinámico fue conectado en serie con la fuente de energía para canselar cualquier zumbido residual.

Algunas otras aplicaciones comunes de este proceso son:

  • Sostener zumbido en bobinas o transformadores en sistemas de video.
  • Sistemas telefónicos (y otro tipo de audio) y cableado de comunicación entre computadoras.

Tono[editar]

Asumiendo una escala templada conA=440 Hz, un tono de 60 Hz es casi exactamente a la mitad entre A♯ (58.24 Hz) y B (61.68 Hz) dos octavas abajo de C, y un tono de 50 Hz está entre G (49.04 Hz) y G♯ (51.93 Hz) dos octavas abajo de C, pero ligeramente más plano que el cuarto de tono. Estas notas caen dentro del rango de un bajo de cuatro cuerdas.

Zumbido de 50 Hz
5 segundos de zumbido doméstico de 50 Hz

Zumbido de 60 Hz
5 segundos de zumbido doméstico de 60 Hz

En música[editar]

En los instrumentos musicales, el zumbido es tratado usualmente como una incomodidad, y se hacen varias modificaciones eléctricas para eliminarlo. De hecho, ciertas pastillas en las guitarras eléctricas son diseñadas para reducir el zumbido.[3]​ Algunas veces es usado de manera creativa, por ejemplo en géneros como dub y Clicks and Cuts.

En sistemas de audio[editar]

El zumbido en líneas de energía puede ser aliviado usando un filtro elimina banda.[4]

En medicina forense[editar]

El análisis de frecuencia de red eléctrica (ENF - Electrical network frequency analysis) es una técnica de la ciencia forense para validar grabaciones de audio comparando cambios en la frecuencia de los zumbidos de fondo en la grabación, con alta precisión, con una base de datos de registros históricos de largo tiempo de grabaciones de frecuencias de utilidad. En efecto, el zumbido es tratado como una marca de agua digital dependiente del tiempo que puede ser usada para saber cuando fue creada la grabación, y para ayudar a detectar cualquier tipo de edición en la grabación.[5][6][7]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Robert B. Tomer, Getting the most out of vacuum tubes, Howard W. Sams, Indianapolis, USA 1960, Library of Congress card no. 60-13843, available on the Internet Archive. Chapter 3
  2. Tom Hirst, Electric Guitar Construction, Hal Leonard Corporation, 2003 ISBN 1-57424-125-7, page 126
  3. Thompson, Art. «Bench Tests: Cool Blues Gear». Guitar Player 26 (8): 118. 
  4. Vidyalal, Rajasree, and Sivanand (2003). Electronics Projects Volume 17 - A simple design of high-quality bandstop filter. EFY Enterprises Ltd. p. 11. ISBN 81-88152-10-2. Consultado el 10 de agosto de 2009. 
  5. Cooper, A.J: «The electric network frequency (ENF) as an aid to authenticating forensic digital audio recordings – an automated approach». , Conference paper, AES 33rd International Conference, USA (2008)
  6. Grigoras, C.: «Digital audio recording analysis – the electric network frequency criterion». , International Journal of Speech Language and the Law, vol. 12, no. 1, pp. 63-76 (2005)
  7. Mateusz Kajstur, Agata Trawinska, Jacek Hebenstreit. «Application of the Electrical Network Frequency (ENF) Criterion: A case of a digital recording».  Forensic Science International, Volume 155, Issue 2, Pages 165-171 (20 December 2005)