La onda cuadrada/la onda sinusoidal es más audible

La onda cuadrada será más audible. 50 Hz es bastante bajo y la mayoría de los altavoces no reproducirán esa frecuencia muy bien. Dado que una onda sinusoidal tendrá solo 50 Hz, es posible que no llegue tanto audio al oído humano, e incluso entonces el oído humano no responderá de manera muy eficiente. Una onda cuadrada, por otro lado, tendrá muchos armónicos que el altavoz reproducirá muy bien y las frecuencias armónicas se distribuirán en el rango de frecuencia ideal para el oído humano (300 Hz a 3 KHz).

En el ejemplo específico que diste, la onda cuadrada es mucho más fuerte; principalmente por razones fisiológicas.

1) En la misma carga, una onda cuadrada entregará el doble de potencia que una onda sinusoidal del mismo voltaje máximo. Esto es lo mismo que decir que la onda cuadrada tiene un voltaje RMS igual a su valor máximo; mientras que una onda sinusoidal tiene un valor RMS de 0,707 (en realidad sqrt(2)/2) veces el valor máximo.

2) Más importante aún, la sensibilidad del oído humano es una fuerte función de la frecuencia. El teléfono opera desde 300Hz - 3KHz (más o menos). Ahí es donde está el contenido inteligible y también es donde el oído tiene una buena sensibilidad. El oído humano es muy insensible a 50Hz. El mismo nivel de potencia a 500 Hz sería MUCHO cargador. Aunque la energía de la onda cuadrada en los armónicos (solo armónicos impares; 3, 5, 7, 9...) no tiene más potencia que la fundamental, se percibirá mucho más fuerte debido a la mayor sensibilidad del oído a las frecuencias más altas. .

La norma internacional ISO-226 identifica el contorno de igual volumen aceptado para el oído humano en función de la frecuencia y el nivel absoluto de presión sonora. Los contornos de igual volumen a menudo se denominan curvas de "Fletcher-Munson", en honor a los primeros investigadores, pero esos estudios han sido reemplazados e incorporados a estándares más nuevos.

"Qué señal es más audible" es más ambiguo de responder, pero las ondas sinusoidales son de naturaleza melodiosa, mientras que las de forma cuadrada se sentirán como perforando la membrana timpánica. Mirando desde ese punto, las ondas cuadradas dominarán.

Sin embargo, si está interesado en tales experimentos, le sugeriré una alternativa de código abierto " Audacity ". Instale este software y navegue hasta Generate menustrip -> Tone y elija la forma de onda correcta de su elección mientras ingresa la amplitud y frecuencia deseadas.

Conducir una carga resistiva con una onda cuadrada a un voltaje particular entregará el doble de potencia que manejar una carga resistiva con una onda sinusoidal del mismo voltaje pico. Sin embargo, un altavoz no representa una carga resistiva; la corriente necesaria para cambiar la posición de un altavoz rápidamente es mucho mayor que la necesaria para cambiar su posición lentamente. Desplazar el aire con una onda cuadrada perfecta requeriría una cantidad infinita de energía(*). En la práctica, tratar de hacer funcionar un altavoz con una onda cuadrada perfecta dará como resultado un movimiento de aire que no es una onda cuadrada perfecta. Si bien el comportamiento real observado variará según el tipo de altavoz que se intente controlar, la activación de un altavoz con una onda cuadrada de cierto voltaje máximo requerirá mucho tiempo .más potencia que impulsarlo con una onda sinusoidal del mismo voltaje y frecuencia, y en general, cuanto más se acerque el altavoz a una onda cuadrada perfecta, más potencia se consumirá en el intento.

(*) Si el aire fuera un medio sin pérdidas, sería posible recuperar toda la energía que se pone en el aire que hace eco antes de que otra cosa la elimine; el poder que uno tendría que poner sería así igual al poder que otras cosas quitarían. En la práctica, sin embargo, cuanto más se intenta acercar a una onda cuadrada, mayores son las pérdidas. El aire en movimiento instantáneo requeriría moverlo con una fuerza infinita contra una distancia finita; un altavoz sería incapaz de recuperar gran parte de esa energía. De hecho, debido a la resistencia eléctrica del parlante, detener el parlante rápidamente probablemente requiera empujar más energía hacia el parlante, en lugar de recuperarla pasivamente.

Si el objetivo de uno es lograr el máximo percibido con un voltaje disponible dado, usar una onda cuadrada o una onda de diente de sierra sería una buena manera de hacerlo. Si el objetivo es recibir el máximo volumen percibido para una determinada cantidad de energía consumida, otras formas de onda pueden ser mejores (cuáles son las mejores formas de onda dependen de los diseños del altavoz y del circuito del controlador).