Estudio de la influencia de la pastilla piezoeléctrica en el sonido amplificado de una guitarra acústica con cuerdas de nylon

Abstract

El presente trabajo consiste en un estudio sobre la influencia de una pastilla piezoeléctrica en la calidad del sonido de una guitarra clásica. El mismo fue realizado íntegramente en el laboratorio de Acústica de la Pontificia Universidad Católica del Perú, y está conformado por las siguientes partes: i) El Capítulo 1 describe la problemática que motiva la realización del estudio, la cual consiste en la pérdida de calidad en el timbre de la guitarra clásica, al utilizar para su amplificación o grabación una pastilla piezoeléctrica, en lugar de un micrófono. Se define el problema como una decoloración del sonido natural de la guitarra por parte de la pastilla. ii) El Capítulo 2 abarca todos los conceptos teóricos involucrados en la investigación realizada. Se incluyen brevemente conceptos a cerca del funcionamiento del instrumento y de la pastilla, así como conceptos relacionados al análisis de señales, y el procesamiento de las mismas utilizando filtros digitales. iii) El Capítulo 3 trata sobre la realización de las mediciones realizadas en el laboratorio, las cuales persiguen los objetivos de la investigación: Encontrar la razón por la que la pastilla piezoeléctrica afecta en gran manera el timbre natural de una guitarra clásica, así como proponer la solución a este problema. A lo largo de este capítulo se expone la metodología utilizada en cada medición, así como las gráficas pertinentes de los resultados obtenidos. Se realiza también un análisis en base a cada gráfica presentada. Finalmente, se propone la corrección de la influencia de la pastilla piezoeléctrica en el sonido de la guitarra a través del procesamiento de la señal de la pastilla. Este procesamiento se lleva a cabo de dos formas alternativas: a) Utilizando filtros disponibles en programas editores de audio, y b) procesando la señal con filtros creados por el autor, con ayuda del software científico Matlab. iv) El Capítulo 4 complementa el análisis realizado en el capítulo 3, con respecto a las mediciones y los resultados obtenidos, y a los filtros utilizados en el procesamiento de la señal. Se incluye también una encuesta que evalúa cualitativamente la mejora obtenida al aplicar los diferentes filtros obtenidos. Finalmente, se culmina este capítulo con un análisis de los costos de la investigación realizada. v) El Capítulo 5 presenta las conclusiones del estudio realizado, las cuales siguen los lineamientos de los objetivos planteados. En este capítulo se concluye: a) Con respecto a la pastilla piezoeléctrica, que la razón por la que influye negativamente en la calidad sonora de la guitarra, es debido a su respuesta en frecuencia y a su ubicación, sobre el puente de la guitarra; b) el método más certero para la realización de las mediciones consiste en excitar el puente de la guitarra con ruido blanco, empleando un actuador, de manera que se pueda medir las señales de entrada y salida de la guitarra y pastilla respectivamente; c) La calidad del sonido de la pastilla, una vez procesado con el filtro FIR obtenido con Matlab es muy cercana (sino superior) a aquella obtenida con el programa editor de audio. vi) El Capítulo 6 contiene unos breves párrafos a cerca del trabajo futuro, teniendo como punto de partida la investigación realizada. Se mencionan aspectos como el desarrollo de filtros digitales en procesadores digitales de señales (DSPs), que puedan implementar la solución en tiempo real, y ser ofrecidos en el mercado. Se menciona también la implementación de la solución con filtros analógicos. Asimismo, la corrección del sonido de la pastilla se propone aplicando micrófonos pequeños de mediana calidad al interior de la boca de la guitarra, con el fin de que complementen la señal entregada por la pastilla, al captar principalmente las bajas frecuencias del instrumento, que son la principal carencia del transductor.