Modelo 1

El Modelo

Al enfrentar el problema de la construcción de un modelo eléctrico del oído es necesario tener en cuenta su gran complejidad y el tiempo que conlleva su estudio; de hecho nunca se tiene la última palabra en lo que a modelación del sistema auditivo se refiere, lo que obliga a simplificarlo al máximo para lograr un entendimiento más global de los hechos, y lograr el desarrollo de un modelo en un plazo relativamente corto como el de una Tesis de Título, cumpliéndoce además el objetivo de hacer más accesible la teoría a un lector como el ingeniero en sonido.

Oído Externo

Existen básicamente dos métodos para evaluar la función acústica del O.E.:

Comparar el campo sonoro externo al oído con mediciones de presión en el interior del C.A.E., mediante un micrófono que se desplace atreves de este conducto.
Simulación de los efectos de la difracción de la cabeza, torso, oreja y C.A.E, la cual puede realizarse mediante: a) Un simulador de Torso y Cabeza conectado a un oído externo artificial (Ej: Brüel & Kjær modelo 4152 y 4153), o bien b) Mediante una esfera que represente el torso y cabeza, con un orificio (tubo), que represente los efectos de la abertura del oído, con un micrófono al final del tubo (Killinton y Clemis JASA Suppl. 1 69, S44, 1981 "Una visión desde el punto de vista de la ingeniería de la cirugía del O.M.").

Ilustración 1: Oído Externo Artificial, modelos 4152 y 4153 de la compañía Brüel & Kjær.

Ilustración 2: Simulador de Torso y Cabeza Brüel & Kjær modelo 4128

Sea cual sea el método, se debe tener en cuenta que la función de transferencia debe ser altamente dependiente de la incidencia del sonido (Shaw, 1980).

El modelo desarrollado representa una analogía eléctrica de la opción II-b, debido básicamente a su mayor simpleza.

Torso superior, cabeza y abertura del oído.

El torso y la cabeza (principales "obstáculos") y su interacción con la onda incidente, pueden representarse por una esfera de radio A_s con un orificio de radio A_ch que corresponde al tamaño radial efectivo de la cavidad de la concha o abertura del oído según Killion y Clemis (1981), y su representación eléctrica puede obtenerse representando el efecto de una onda plana sobre un dispositivo acústico (B. Bauer, 1967), para nuestro caso, la esfera y el orificio en ella.

La pestaña de la oreja (Helix) no es en si modelada.

Ilustración 3: Esquema eléctrico del Torso, cabeza (esfera) y abertura del oído (orificio en la esfera) de B. Bauer (1967). P es una fuente sonora en campo libre, la primera rama se constituye por una fuente de voltaje con una inductancia en serie y representa a la masa acústica en movimiento. Nota: Es en serie ya que la P(t) actúa directamente sobre la masa acústica (partículas).La fuente 2P representa a la difracción de la esfera (difracción producida por torso y cabeza) y se representa por una fuente de voltaje con una resistencia en serie debido a las perdidas producidas por el cuerpo.

Dos fuentes de voltaje de amplitudes P y 2P conducen al sistema en fase, donde P es la presión sonora de la onda sonora en campo libre la que se representa según analogía de impedancia como un voltaje.

Ya a nivel de la apertura del oído, es necesario tomar en cuenta su impedancia acústica de radiación, la cual puede definirse por analogías mediante una inductancia L_r en paralelo con una resistencia R_r.

L_ch y R_h modelan la difracción sonora asociada a la esfera:

(1)

(2)

Ya que la difracción sucede un instante después de que el sonido "golpea" el cuerpo, es necesario colocar este circuito análogo de impedancia acústica de radiación (L_r y R_r) en serie con el señalado en el punto anterior.

Continuación

Home