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TRANSDUCTORES DE SONIDO

 El sonidos y la vibración están conectados en el sentido de que un sonido esta asociado con una vibración mecánica

Muchos sonidos son causados por la vibración de sólidos o gases y el efecto de un sonido sobre un oyente es la vibración del tímpano

La onda del sonido es una forma de onda causada por una vibración

Las vibraciones mecánicas no necesitan necesariamente causar alguna onda de sonido, porque una onda de sonidos necesita un medio para vibrar, por lo que no hay transmisión del sonido en el vacío

 Cuando un sonido es transmitido, los parámetros de la onda son la velocidad la longitud de onda y la frecuencia. La frecuencia y la forma de onda están determinadas por la frecuencia y la forma de onda de la vibración que causa la onda del sonido pero la velocidad y la longitud de onda son dependientes  del medio que lleva la onda de sonido

La relación de la velocidad, longitud de onda y frecuencia es v= l.f

 La percepción del sonido por la oído es un trabajo mucho mas complicado

El oído tiene una respuesta no lineal y una sensibilidad que varia muy notablemente con la frecuencia del sonido

El rango de frecuencias sobre las cuales el sonido puede ser detectado por el oído humano esta limitado en el rango de 20Hz a 20KHz

El limite inferior esta determinado por el efecto de filtrado del sonido de los tejidos del oído y la anulación de los efectos desagradables de las vibraciones de baja frecuencia que existe a nuestro alrededor

 Pero sin embargo los transductores no necesariamente se restringen a esos límites de frecuencias, en algunos casos puede ser usado con infrasonidos (muy bajas frecuencias) o con ultrasonidos (muy altas frecuencias)

 Las ondas de acústica de hecho pueden hacer uso de frecuencias en el rango de los MHz

 El efecto de una onda de sonido sobre un material es la vibración de ese material y de acuerdo a esta vibración cada parte del material puede ser acelerado

La aceleración esta en direcciones alternativas y no hay desplazamiento en peso del material pero una salida eléctrica puede ser obtenida desde un acelerómetro conectado al material.

  Lo sensores y transductores para sonido son eléctricamente de la misma forma que los sensores y transductores para aceleración y velocidad y la principal diferencia son los caminos en los cuales los sensores y transductores son usados.

EL AUDIO EN TRANSDUCTORES ELÉCTRICOS

El sonido en transductores de energía eléctrica es el micrófono, y los tipos de micrófonos son clasificados por el tipo de transductor que usan. Sin embargo el micrófono se usará como filtrado acústico, entradas cuyas ondas y dimensiones modifican la respuesta del sistema. Se necesitan porque cada transductor tendrá su propia respuesta que esta determinada por resonancias en los materiales. Este tipo de compensación es preferible a usar métodos eléctricos, porque los filtros acústicos pueden tener muchos efectos estafadores con menos impacto en el resto del rango de frecuencias.

Las características de un micrófono son ambas acústicas y eléctricas.

Por otro lado la impedancia de un micrófono tiene una importancia considerable

Un micrófono con alta impedancia normalmente tiene una salida eléctrica bastante alta, pero la alta impedancia lo hace muy susceptible a  un zumbido  o acoplamiento magnético o eléctrico

Una baja impedancia esta normalmente asociada con una salida muy baja pero el zumbido es casi despreciable.

Otro factor de importancia es si el micrófono es direccional o omnidireccional

Si el principio de operación del micrófono es por sensibilidad de presión de la onda de sonido, luego el micrófono será omnidireccional, llegando el sonido desde cualquier dirección

Si el micrófono responde a la velocidad de la onda de sonido entonces es un micrófono direccional y la sensibilidad tiene que ser medida en términos de dirección como amplitud de la onda de sonido

Los tipos de micrófono son conocidos como de presión o de velocidad, omnidireccionales o direccionales.

El tipo de transductor no necesariamente determina el principio de operación como velocidad o presión, porque la construcción acústica del micrófono es normalmente a factor más importante  

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

 El tipo de micrófono de carbón granulado fue el primer tipo  de micrófono que se utilizo para el uso del teléfono, pero hoy en día se ha remplazado por el tipo capacitor.

El principio esta ilustrado en la figura y usa gránulos sueltas de carbón sujetados entre un diafragma y una lamina. Cuando los gránulos se comprimen, la resistencia entre el diafragma y la lámina cae considerablemente y la vibración del diafragma puede por lo tanto convertirse en variaciones de resistencia de los gránulos. El micrófono por lo tanto no genera un voltaje y requiere de una fuente externa para ser usada.

 La única ventaja del micrófono de carbón granulado es que proporciona una salida la cual es colosal por micrófonos estándar, con salidas de 1V de pico a pico. La linealidad es muy pobre, la estructura causa múltiples resonancias en el rango audible y la resistencia de los gránulos altera en un camino aleatorio cada uno sin presencia de sonido, causando un alto nivel de ruido. La predominación del micrófono de carbón en los días próximos de telefonía estaban debido a su alta salida a tiempo cuando la no amplificación era posible y la introducción de la válvula y mas tarde las amplificadores de transistor causaron la rápida desaparición del micrófono de carbón para uso de audio.  

 

EL MICRÓFONO DE HIERRO MÓVIL (RELUCTANCIA VARIABLE)

Un imán potente contiene una armadura  de hierro maleable en su circuito magnético y esta armadura es sujetada a un diafragma. El principio es ilustrado en la figura. La reluctancia magnética del circuito se altera como la armadura mueve y esto altera el flujo magnético total en el circuito magnético

Una bobina enrollada alrededor del circuito magnético dando una FEM la cual proporciona cada cambio de flujo magnético, así que la onda eléctrica desde el micrófono esta a 90 grados desfasado a la amplitud de la onda  de sonido, proporcional a la aceleración del diafragma

La linealidad de la conversión puede ser razonable para amplitudes pequeñas del mecanismo de la armadura, muy pobre para grandes amplitudes.

El nivel de salida desde un micrófono de hierro móvil puede ser alto del orden de 50 mV y la impedancia de salida es también alta, típicamente de muchos cientos de ohmios.

Como el camino del flujo en el transductor esta casi cerrado los cambios externos en el campo magnético serán muy eficientemente capturados y el resultado es que la componente magnética del zumbido principal esta superpuesto en la salida

Esto puede ser reducido por protección del circuito magnético, usando mu-metal ó  aleaciones similares.  

MICRÓFONO DE BOBINA MÓVIL

El micrófono de bobina móvil usa un circuito de flujo magnético constante en el cual la salida eléctrica esta generada por movimiento de una bobina pequeña de alambre en el circuito magnético. La bobina es enganchada a un diafragma y la disposición es normalmente en forma de cápsula

Como antes, la salida máxima ocurre como  la bobina  alcanza la máxima velocidad entre los picos de la onda de sonido así que la salida eléctrica esta a 90 grados en fase a la onda de sonido.

 La bobina es normalmente pequeña y su rango de movimiento muy pequeño, así que la linealidad es excelente para este tipo de micrófonos. La bobina tiene una impedancia baja y la salida es correspondientemente baja pero no tan baja que tiene que competir con el nivel de ruido de un amplificador. La inductancia baja de la bobina hace mucho menos susceptible a zumbidos desde el campo magnético y es posible el uso de bobinas  compensadoras de zumbidos conocidas como “Humbuckers” (escudos de zumbidos) en la estructura del micrófono reduciendo el zumbido,  sumándole una señal de zumbido en contrafase a la Saida de la bobina  


EL MICRÓFONO DE CINTA

El micrófono  de cinta es la conclusión lógica del principio del movimiento de bobina en el cual la bobina ha sido reducida a una cinta conductora de tiras, con la señal siendo tomada desde el final de la cinta. Un intenso campo magnético es usado, así que el movimiento de la cinta corta cruzando el máximo flujo magnético posible que genera una salida eléctrica cuyo valor de pico esta a 90 grados en fase a la onda de sonido.

Una de las muchas características del micrófono de cinta es el hecho de que esta a una velocidad de operación, porque la cinta esta afectada por la velocidad del aire en la onda sonora tanto que su presión. Este tipo de micrófonos es por lo tanto usado en situaciones donde la respuesta direccional es importante

La linealidad es excelente y el micrófono de cinta es predominante donde se desea una calidad alta de reproducción.

La construcción del micrófono de cinta inevitablemente hace que la salida sea extremadamente baja y los micrófonos son normalmente equipados con transformadores que aumentan el nivel de voltaje y el nivel de  impedancia.

El zumbido que se produce es extremadamente bajo  


 

MICRÓFONOS PIEZOELÉCTRICOS

            El transductor piezoeléctrico tiene la ventaja sobre todos los otros tipos mencionados en este capítulo de no estar limitado al uso en el aire. Un transductor piezoeléctrico puede estar unido a un sólido o inmerso en un líquido no conductor para captar señales sonoras. Además, el transductor piezoeléctrico se puede usar fácilmente a frecuencias ultrasónicas, algunos tipos se pueden usar hasta la región alta de los MHz. Todos los transductores piezoeléctricos requieren un material cristalino en el cual los iones del cristal estén desplazados de un modo asimétrico cuando el cristal se deforma. La linealidad puede variar considerablemente según el tipo de material que se use.

            Los tipos originales de micrófonos de cristal usaban cristales de sal Rochelle acoplados a un diafragma. Esto aseguraba niveles de salida muy altos (del orden de 100 mV), con una gran impedancia de salida y una linealidad muy mala. La sal Rochelle dejo de usarse hace tiempo debido a que pasaba a un estado inactivo cuando se mantenía a una temperatura y humedad moderadamente altas.

            Hoy en día se usan cristales sintéticos en lugar de naturales. Uno de los materiales usados es el titanato de bario, el cual se usa en transductores piezoeléctricos para frecuencias por encima de varios cientos de Khz. El micrófono piezoeléctrico que usaba un diafragma unido a un cristal es raramente visto ahora, porque la sensibilidad de los materiales piezoeléctricos modernos a la vibración es tal que es suficiente el impacto de la onda de sonido en el cristal para producir la salida adecuada.

            El micrófono piezoeléctrico tiene un gran nivel de impedancia y una salida mucho más grande que otros tipos. El nivel de la impedancia es del orden de varios megaohmnios, en comparación con unos pocos ohmnios para uno del tipo de bobina móvil. A este alto nivel de impedancia, la recepción electrostática de zumbidos/murmullos es casi imposible de evitar, solamente con los problemas de los efectos de carga y filtrado del cable del micrófono. Para micrófonos de baja calidad esto tiene poca importancia, pero no para los propósitos de los estudios de grabación. Para estos, el cristal transductor se acopla directamente a un preamplificador MOS que puede sacar una baja impedancia de salida con el mismo nivel alto de voltaje de salida que proporciona el transductor piezoeléctrico. El voltaje de operación del preamplificador puede ser dado por una batería para evitar los problemas de llevar la alimentación a través de cables además de los cables de la señal.

 

MICRÓFONOS CAPACITIVOS

            El cuadro general de un micrófono capacitivo se ilustra en la figura 1. La cantidad de carga eléctrica entre dos superficies es fija, y una de las superficies es un diafragma que puede vibrar debido a una onda de sonido. La vibración produce una variación de la capacidad, la cual, debido a la carga fija, produce una onda de voltaje. La impedancia de salida es muy alta, y la cantidad de la salida depende del espacio entre las placas - cuanto menor es este espacio, mayor es la salida para una amplitud dada de onda sonora.


Fig. 1. El principio del micrófono capacitivo. El diafragma conductor está a tierra y la otra placa se alimenta a través de una resistencia de varios megaohmnios para producir unas condiciones aproximadas de carga constante.

            Las dos desventajas principales para el micrófono capacitivo en el pasado fueron la necesidad de un alto voltaje de alimentación (llamado voltaje de polarización, el cual era necesario para mantener fija la carga) y la recepción de ruido debido a la alta impedancia, lo cual hacía difícil el usar el micrófono con un cable que no fuera de poca longitud (el cual se añadía a la capacidad parásita).

            El micrófono capacitivo puede ser muy lineal operativamente y puede dar una gran calidad de señales de audio.

            El renacimiento del micrófono capacitivo llegó por el interés en una vieja idea, el "electret". Un "electret" es el equivalente electrostático de un imán, una pieza de material aislado el cual está permanentemente cargado. El principio es conocido desde hace un siglo, si un material plástico caliente (en el sentido amplio de un material que puede ser ablandado fácilmente calentándolo) se somete a un campo eléctrico fuerte mientras se endurece, retendrá una carga mientras se mantenga sólido. Materiales como los acrílicos (por ejemplo el Perspex) son "electrets".

            Un bloque de "electret", sin embargo, es la base perfecta para un micrófono capacitivo, provee la carga fija que requiere sin la necesidad de una alimentación de polarización. Esto permite una estructura muy simple para el micrófono, la cual consiste únicamente en un bloque de "electret" metalizado atrás, un diafragma de metal (ó plástico metalizado), y un anillo separador (Fig. 2), con las conexiones tomadas de la superficie conductora del diafragma y el "electret". Este es ahora el tipo de micrófono que se coloca en las grabadoras, e incluso en las versiones más simples y baratas tiene una calidad de audio mejor que los de tipo piezoeléctrico a los cuales han desplazado.

 

Fig. 2.

            La alta impedancia del micrófono con "electret" capacitivo no es un problema ahora que se pueden usar preamplificadores MOS, y para micrófonos capacitivos de calidad profesional el preamplificador puede ser alimentado por una batería para evitar la necesidad de líneas de alimentación. La linealidad del micrófono es independiente del "electret" elegido puesto que éste puede aportar una carga fija real.

 

PROBLEMAS DE LOS MICRÓFONOS

            Cada tipo específico de micrófono tiene sus propios problemas y ventajas, pero hay problemas que son comunes a todos los tipos. El problema principal de este tipo es la resonancia, la cual causará la distorsión de la salida del micrófono a una frecuencia, para formar un pico o un valle (Fig. 3). Estas resonancias pueden ser eléctricas, pero son muchas más las mecánicas, las cuales son más difíciles de tratar.

 

Fig. 3.

            Las dos técnicas principales de trabajar con las resonancias mecánicas son el desplazamiento y el amortiguamiento. Una resonancia puede ser desplazada alterando la masa de la parte resonante, para que la resonancia ocurra fuera de la región del audio. Reduciendo la masa vibrante tendremos el efecto de desplazar la resonancia a una frecuencia mayor, y cuando se usa esta técnica, el objetivo es desplazar la resonancia a 30 Khz. o más. Cuando la resonancia es a una frecuencia de audio baja (esto es inusual), entonces añadiendo masa podemos desplazarla a una menor, por debajo del audio - a menudo esto es un problema que tienen los altavoces, más que los micrófonos.

  Atenuar la resonancia significa que la energía del material resonante debe ser disipada, y esto se ha de hacer usando materiales flexibles. Los materiales de caucho sintético pueden ser fabricados con una gran histéresis mecánica (Fig. 4), con estos materiales se pueden hacer excelentes materiales de amortiguamiento para dar soporte a los diafragmas y otras partes que vibran. Solamente atenuar, rara vez es la solución para una mala resonancia, y los esfuerzos en el diseño han de ser encaminados tanto al desplazamiento de frecuencia de la resonancia como a atenuarla.

 

Fig. 4. Características extensión/fuerza de una histéresis típica de un material de caucho. El área encerrada por el bucle es una medida de la cantidad de amortiguamiento que se puede obtener.

    

TRANSDUCTORES DE ELECTRICIDAD A AUDIO

            Los tipos de micrófonos que hemos tratado serían de poco uso a menos que también tengamos transductores en la dirección contraria, y tales transductores han sido usados incluso por más tiempo que los micrófonos. Los auriculares fueron usados para los telégrafos eléctricos en los cuales el transmisor consistía en el código Morse, por lo que el auricular precedió al micrófono un número considerable de años.

            Hasta que el uso de válvulas térmicas se hizo común en los receptores de radio, los altavoces fueron algo raro de ver, aunque los principios básicos existieran desde hacía bastante tiempo. Sin la amplificación de potencia, sin embargo, el uso de altavoces era puntual.

            A cada tipo de micrófono, le corresponde un tipo de auricular y altavoz, y en la siguiente sección vamos a echar un vistazo a los diferentes tipos. Nos concentraremos en las características que son únicas al propósito de transducir señales eléctricas en ondas sonoras.

            El auricular es mucho más simple, y la fabricación de uno que pueda proveer una calidad de sonido aceptable es mucho más simple (y también barata) que la de un altavoz. El auricular puede usar un pequeño diafragma, y asegurar que las ondas sonoras de este diafragma se acoplan directamente a la cavidad del oído. La potencia que se requiere es del orden de miliwatios, e incluso unos pocos miliwatios pueden producir grandes amplitudes de presión en el oído- a menudo más de lo que es saludable.

            El diseñador de altavoces tiene una tarea mucho más dura por que las ondas de sonido son lanzadas en un espacio cuyas propiedades son desconocidas. Además, el altavoz no se puede usar sólo, sino que tiene que ser alojado en una caja cuya resonancias, dimensiones y forma modificaran considerablemente la actuación del altavoz. El montaje del altavoz y la caja serán colocados en una habitación cuyas dimensiones y mobiliario están fuera del control del diseñador del altavoz, por lo que una nueva cantidad de resonancias y la presencia de materiales que amortigüen la onda deben ser consideradas.

            La función de la transducción que lleva a cabo un sistema de altavoces es transformar una onda eléctrica, que puede ser de una forma muy compleja, en una onda de presión en el aire de la misma forma. Para hacer esto, la unidad requiere una unidad motora que transforme las ondas eléctricas en vibración, y un diafragma que mueva el suficiente aire para hacer el efecto audible. El diafragma es uno de los principales problemas del diseño de un altavoz, porque debe ser muy rígido, muy ligero y libre de resonancias - una combinación imposible de virtudes.

            El principal problema del cono del altavoz es su ruptura. Si el cono es capaz de manejar frecuencias pequeñas, debe de tener una gran área. A altas frecuencias, sin embargo, habrá ondas en el mismo cono, con lo que las diferentes partes del cono se moverán en distintas direcciones (Fig. 5), creando ondas desde partes diferentes del cono que interferirán entre sí, y que modificarán considerablemente la respuesta. La solución usual a este problema es usar más de una unidad principal y dividir la señal eléctrica en componentes de baja y alta frecuencia que alimenten a la unidad apropiada. Los pocos diseños de altavoces que han conseguido resultados de alta calidad con un solo diafragma, sin embargo, son los mejores conocidos.

 

Fig. 5.

           

La eficacia de los altavoces es notablemente baja, alrededor del 1%, principalmente por los problemas de acoplamiento de la impedancia acústica. En términos más simples, la mayoría de los altavoces mueven una pequeña cantidad de aire con una gran amplitud, mientras que para producir una onda de sonido eficaz deberían de mover una gran cantidad de aire con una amplitud más baja. Este error puede remediarse albergando el altavoz en una caja más eficaz, pero el único tipo de recinto que incrementa la eficacia completamente es el cuerno exponencial (Fig. 6). El tamaño del cuerno y la rígida y densa estructura que se necesita hacen que esta solución sea inaceptable.

 

Fig. 6.

EL TRANSDUCTOR MOVING-IRON

            Los primeros auriculares eran del tipo moving-iron, estos utilizan un diafragma el cual esta hecho de hierro (o una aleación magnética) y que se mueve por la atracción o repulsión del núcleo a la vez que la corriente fluye por una bobina fija (como se puede en la figura). Esta bobina se encarga del correcto movimiento del diafragma.

            Los auriculares de este tipo son muy sensibles, pero la calidad de sonido es muy pobre, debido al diafragma que provoca resonancias inevitables. Los pequeños auriculares moving-iron, están todavía en uso sobre todo donde no es muy importante la calida. Estos fueron remplazados por el tipo moving-coil que tienen mejor calidad de sonido.

 

EL TRANSDUCTOR MOVING-COIL

            La mayoría de los altavoces utilizan el principio de los moving-coil. El principio moving-coil se caracteriza por tener una buena linealidad, una resonancia controlable ya que la vibración es muy pequeña y también se caracterizan por su ligereza ya que la unidad moving-coil puede utilizar un diafragma de cualquier tipo de material. Un problema de todos los altavoces es que la unidad que reproduce las frecuencias bajas necesita un cono de suspensión libre y debe ser capaz de reproducir grandes amplitudes de movimiento (del orden de 1 cm o más) y es muy difícil asegurar que la densidad de fluido magnético alrededor del moving-coil es uniforme sobre estas instancias.

            Una variable del principio moving-coil, es el principio electrodinámico, este utiliza un diafragma que dentro tiene una bobina usando técnicas de circuitos impresos. Esta bobina puede ser de diseño espiral o de una forma más compleja  (para obtener una mejor linealidad), y la ventaja de este método es que la fuerza conductora esta distribuida más equitativamente sobre la superficie del diafragma. Esto evita la separación del cono y permite el uso de diafragmas más flexibles que no sería posible de otra manera. Los auriculares basados en este principio tienen una excelente calidad.

ALTAVOCES RIBBON

El principio ribbon es utilizado para suministrar la acción del altavoz. El elemento móvil de un altavoz ribbon es necesariamente pequeño, y por esta razón, la unidad es un tweeter (altavoz de alta frecuencia) en vez de uno de alcance total (full-range). La construcción del ribbon, no obstante, ofrece una respuesta muy direccional y puede ser construida su envoltura en forma de cuerno (ver  la figura), lo cual lo convierte en un eficiente transductor comparado con otros

 

 Las unidades multiribbon de amplio rango también son factibles, pero en una categoría diferente de tamaño. Los comercialmente disponibles usan tres unidades, de las cuales la unidad baja es muy grande, y requiere su propio amplificador para dar una potencia de alrededor de 100 w.

ALTAVOCES PIEZOELECTRICOS

El principio piezoeléctrico ha sido utilizado en la construcción de tweeters .y  también para los auriculares, en  forma de láminas plásticas piezoeléctricas las cuales se pueden formar dentro de diafragmas muy flexibles. El efecto de la aplicación de un voltaje entre las caras de dicho diafragma es que disminuyen las dimensiones y la expansión, y esto puede convertirse en un movimiento que  moverá el aire dando forma al diafragma como parte de la superficie de una esfera. Esto por ejemplo se puede hacer de una manera muy simple estirando el material sobre una pieza esférica de espuma. La masa móvil es muy pequeña y la sensibilidad es alta, sin necesidad de la aplicación de una fuente de energía. La linealidad que puede ser obtenida depende de la forma de la superficie al igual que de las características piezoeléctricas.

   

TRANSDUCTORES CAPACITIVOS

La posibilidad de hacer auriculares o altavoces  cerca del área de trabajo de un  micrófono capacitivo ha existido desde hace mucho tiempo, pero las dificultades prácticas han sido  resueltas por medio de solo dos diseños, el Quad y los altavoces electrostáticos de amplio rango Magna-Planar. El principal problema era que el uso de un diseño de un solo término, parecido a un micrófono capacitivo, suministraba una pobre linealidad.

La ventaja que hace que el principio del altavoz electrostático sea tan atractivo es que el esfuerzo de conducción no es aplicado en un punto en el centro de un cono o diafragma, sino en toda la superficie. De esta manera no hay problema de separación, ya que todas las partes del diafragma están conducidas, y así una sola unidad puede manejar todo el rango de audio. Las resonancias no presentan un problema, debido a la conducción global, y a la no necesidad de una envoltura especial. El diseño original Quad aunque ha sido rediseñado recientemente, sigue los principios originales y proporciona una gran calidad, particularmente usado en las salas de conciertos.

El diseño más reciente utiliza el principio point-source (fuente puntual), que se consigue conduciendo el diafragma como un conjunto de círculos concéntricos(como muestra la figura). los cuales no están en fase. De esta manera la onda sonora creada surge de un punto detrás del diafragma, y el efecto práctico de esto es hacer que el sonido parezca ser independiente del altavoz de una manera muy remarcable comparado con las unidades moving-coil

 

TRANSDUCTORES DE ULTRASONIDOS

Aunque los altavoces y los micrófonos utilizan principios operativos similares, las diferencias entre recibir una onda sonora y generarla es suficiente para no utilizarlos el uno por el otro.  Un altavoz puede ser usado como micrófono, pero como un micrófono de baja calidad e insensible. Un micrófono puede ser usado como un auricular con cierto éxito, pero no puede ser usado como un altavoz porque no está diseñado para manejar la cantidad de energía que un altavoz necesita.

Los transductores que usamos para las ondas ultrasónicas son casi totalmente reversibles. Los transductores que usamos para enviar o recibir señales ultrasónicas a través de sólidos o líquidos pueden operar en cualquier dirección si es requerido, pero para señales ultrasónicas enviadas a través del  aire (u otros gases), los transductores  son usados con diafragmas y en envolturas que pueden hacer la utilización mas especializada.

  Los transductores de ultrasonidos importantes son todos piezoeléctricos o magnetostrectivos, porque estos tipos de transductores hacen uso de la vibración en la masa del material. El principio magnetostrectivo no ha sido mencionado antes porque no se aplica muy frecuentemente en el rango de frecuencias de audio. La magnetostricción es el cambio de dimensiones de un material magnético cuando es magnetizado y desmagnetizado.  Un transductor magnetostrectivo consiste en un núcleo de metal magnetostrectivo en el cual hay una bobina. La onda eléctrica es aplicada a la bobina, cuya inductancia es medianamente alta, así el uso de este sistema esta restringido a frecuencias ultrasónicas bajas. La principal aplicación de  los transductores magnetostrectivos ha sido en los baños de limpieza ultrasónicos, como los usados por los relojeros y en la industria electrónica.

 Los transductores piezoeléctricos tienen un rango de aplicación mas amplio, aunque la energía que generan no se aproxima a la de una unidad magnetostrectiva. Los cristales transductores son titanato de bario o cuarzo, y estos están cortados de tal manera que producen la máxima vibración o sensibilidad en una dirección dada. Los cristales están metalizados en caras opuestas para conseguir contactos eléctricos, y pueden ser usados como transmisores o receptores de ondas de ultrasonidos. Los niveles de impedancia son altos, y los niveles de señal serán milivoltios cuando son usados como receptores y unos pocos voltios cuando son usados como transmisores. Aunque los transductores piezoeléctricos se usan como limpiadores ultrasónicos, sus principales aplicaciones son en dispositivos de seguridad y procesado de señales.

INFRASONIDO

           Las frecuencias de onda por debajo de 20 Hz no se usan tanto como las frecuencias de ultrasonidos, pero la detección de estas frecuencias es de gran importancia. Los transductores de ondas sísmicas deben de ser sensibles a una respuesta a muy baja frecuencia, lo cual se escapa a los transductores piezoeléctricos, y la mayoría de los transductores sísmicos trabajan basándose en el principio de el uso de una masa suspendida para manejar un transductor del tipo capacitativo o inductivo. El principio de esto es que las vibraciones de la Tierra moverán el casco, dejando la masa suspendida en reposo, y ese relativo movimiento entre los soportes y la masa producirá la señal( ver figura). La otra fuente natural de vibraciones de muy baja frecuencia es la comunicación entre las ballenas, y la fuerza de la señal es a menudo suficiente para permitir el uso de un transductor de tipo piezoeléctrico, con un gran diafragma mecánicamente emparejado al cristal piezoeléctrico y la salida del cristal conectada a un amplificador MOSFET. La técnica que se suele usar con estas señales es grabarlas a velocidad lenta, y reproducirlas a una velocidad más rápida para hacer más fácil la visualización de las ondas (y su escucha también).

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