A Natureza do Som e Seus Fenômenos

A Natureza do Som

O som é uma vibração que se propaga-se através do ar. É semelhante ao que acontece quando atiramos uma pedra em um lago: a perturbação causada pela pedra agita a água em todas as direções até que a sua amplitude seja tão pequena que deixe de ser percebida.

Frequência

O número de vezes que esta vibração é produzida por segundo é o que é conhecido como frequência. A frequência do som é medida em Hertz (Hz). Uma pessoa com ouvidos saudáveis pode ouvir frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz.

Quando essas vibrações do ar atingem os nossos ouvidos, estes as transformam em sinais elétricos que podem ser entendidos pelo nosso cérebro. Um microfone funciona de maneira similar, transformando as vibrações acústicas em energia para que possam ser armazenados, manipulados e reproduzidos. Este sinal é chamado de sinal analógico.

A forma de onda mais simples é chamada de onda senoidal, que é caracterizada por uma frequência e amplitude constantes. Tais ondas são comumente utilizadas para estudos, pois qualquer sinal pode ser decomposto nesta série por transformada de Fourier.

Amplitude

A amplitude de uma onda nos informa sobre a força ou a potência do sinal. A unidade de medida dessa força é o decibel (dB).

O ouvido necessita de uma grande variação na intensidade de um som para detectar uma pequena alteração na intensidade percebida, o que indica que a sensibilidade do ouvido é logarítmica. Para se ter uma ideia, um aumento de apenas 3 dB duplica a potência de um som, mas percebemos apenas um ligeiro aumento no volume. É necessário um aumento de 10 dB para que nossos ouvidos percebam o som com o dobro da intensidade.

Eco

É o fenômeno pelo qual, devido à reflexão das ondas sonoras, nossos ouvidos podem perceber o mesmo som mais de uma vez.

Para que o eco seja percebido, a distância entre a fonte sonora e a superfície refletora deve ser de 17 metros ou mais.

Reverb

É o fenômeno pelo qual os sons parecem se estender um pouco depois de terem sido emitidos, como resultado da superposição de ondas sonoras incidentes e refletidas. O tempo que dura é chamado de tempo de reverberação.

Ressonância

É o fenômeno pelo qual um corpo entra em vibração quando exposto a uma frequência sonora igual à sua frequência natural de ressonância.

O corpo que entra em ressonância é chamado de ressonador. A vibração que inicia o processo é chamada de excitação.

Mascaramento Sonoro

Quando o ouvido é exposto a dois ou mais sons simultâneos, um deles pode mascarar os outros. Para ser mais preciso, o mascaramento sonoro pode ser definido como um efeito na percepção do som que ocorre quando se ouve dois sons de intensidades diferentes ao mesmo tempo. Quando isso acontece, o som mais fraco pode não ser audível, pois o cérebro prioriza o processamento do som mais intenso (mascarador).

Um som de alta intensidade tem um efeito de mascaramento maior sobre um som de baixa intensidade se suas frequências forem próximas.

Conversão Analógico-Digital

Em eletrônica, um conversor analógico-digital (ADC) é um dispositivo que converte um sinal analógico (como tensão ou corrente) em um sinal digital (geralmente binário). Os conversores analógico-digitais (ADCs) são interfaces entre o mundo analógico da vida real e o mundo digital. A operação inversa é realizada por um conversor digital-analógico (DAC).

Este tipo de conversores (DACs) é usado em leitores de áudio de todos os tipos, porque os sinais de áudio são armazenados em formato digital (MP3, CDs, etc.) e, para serem ouvidos através dos alto-falantes, os dados digitais devem ser convertidos em um sinal analógico. Conversores digital-analógico (DACs) podem ser encontrados em CD players, tocadores de música digital, placas de som de PC, etc.

Envelopes Sonoros

O som não é um fenômeno estático. Muito pelo contrário, geralmente todos os componentes de frequência de um som têm sua própria 'vida', no sentido de que seu comportamento se torna independente (ou quase independente) no tempo. Isto significa que cada parte se estende ao longo de um caminho ou 'envelope' na sua evolução temporal particular. No domínio do tempo, o som como um todo também possui um envelope de desempenho definido pela amplitude. O envelope mais genérico é chamado de envelope ADSR (Ataque, Decaimento, Sustentação, Relaxamento).

A seguir, descrevemos cada seção deste envelope:

• Ataque: O tempo que leva para o sinal atingir seu pico.
• Decaimento: O tempo que leva para o sinal diminuir do pico para o nível de sustentação.
• Sustentação: O nível em que o sinal permanece estável após o decaimento.
• Relaxamento: O tempo que leva para o sinal diminuir do nível de sustentação até zero (desaparecer).