¿Por qué la calidad del sonido de la megafonía a bordo es tan mala?

Para la parte reglamentaria de esta pregunta.

14 CFR 121.318

Ninguna persona puede operar un avión con una capacidad de asientos de más de 19 pasajeros a menos que esté equipado con un sistema de megafonía que:

(a) sea capaz de operar independientemente del sistema de interfono de los miembros de la tripulación requerido por § 121.319, a excepción de los teléfonos, auriculares, micrófonos, interruptores selectores y dispositivos de señalización;

(b) Esté aprobado de acuerdo con la § 21.305 de este capítulo;

(c) Es accesible para uso inmediato desde cada una de las dos estaciones de miembros de la tripulación de vuelo en el compartimiento del piloto;

(d) Para cada salida de emergencia de pasajeros a nivel del piso requerida que tenga un asiento de asistente de vuelo adyacente, tenga un micrófono que sea fácilmente accesible para el asistente de vuelo sentado, excepto que un micrófono puede servir para más de una salida, siempre que la proximidad de las salidas permite la comunicación verbal sin ayuda entre asistentes de vuelo sentados;

(e) sea capaz de ser operada dentro de 10 segundos por un asistente de vuelo en cada una de esas estaciones en el compartimiento de pasajeros desde donde se puede acceder a su uso;

(f) sea audible en todos los asientos de pasajeros, baños y asientos y estaciones de trabajo de los auxiliares de vuelo; y

(g) Para aviones de categoría transporte fabricados a partir del 27 de noviembre de 1990, cumpla con los requisitos de la § 25.1423 de este capítulo.

[Doc. No. 24995, 54 FR 43926, 27 de octubre de 1989]

14 CFR 25.1423

Un sistema de megafonía requerido por este capítulo debe:

(a) Ser propulsor cuando la aeronave esté en vuelo o detenida en tierra, después de la parada o falla de todos los motores y unidades auxiliares de energía, o la desconexión o falla de todas las fuentes de energía que dependan de su operación continua, para:

(1) Una duración de al menos 10 minutos, incluida una duración total de al menos 5 minutos de anuncios realizados por miembros de la tripulación de vuelo y de cabina, considerando todas las demás cargas que pueden permanecer alimentadas por la misma fuente cuando todas las demás fuentes de energía están inoperativas. ; y

(2) Una duración de tiempo adicional en su estado de espera apropiado o requerido para cualquier otra carga que esté alimentada por la misma fuente y que sea esencial para la seguridad del vuelo o requerida durante condiciones de emergencia.

(b) Ser capaz de funcionar dentro de los 3 segundos desde el momento en que se retira el micrófono de su lugar de almacenamiento.

(c) Ser inteligible en todos los asientos de pasajeros, baños y asientos y estaciones de trabajo de los asistentes de vuelo.

(d) Estar diseñado de modo que ningún micrófono sin usar o sin guardar deje inoperativo el sistema.

(e) Ser capaz de funcionar independientemente de cualquier sistema de interfono requerido para los miembros de la tripulación.

(f) Ser accesible para uso inmediato desde cada una de las dos estaciones de miembros de la tripulación de vuelo en el compartimiento del piloto.

(g) Para cada salida de emergencia de pasajeros a nivel del piso requerida que tenga un asiento de asistente de vuelo adyacente, tener un micrófono que sea fácilmente accesible para el asistente de vuelo sentado, excepto que un micrófono puede servir para más de una salida, siempre que la proximidad de las salidas permite la comunicación verbal sin ayuda entre asistentes de vuelo sentados.

[Doc. No. 26003, 58 FR 45229, 26 de agosto de 1993, modificado por Amdt. 25-115, 69 FR 40527, 2 de julio de 2004]

Existen sistemas para aumentar el volumen en ciertos casos, p. ej., en el 767, ambos motores funcionando dan un aumento de 6 dB y las máscaras de O2 caídas dan una ganancia adicional de 3 dB en volumen.

El sistema de PA (Megafonía) está compuesto por un filtro de paso de banda entre un rango de frecuencias$f \in [f_i , f_f]$

La calidad del sonido se ve afectada porque las frecuencias de voz pueden exceder este rango y, por lo tanto, el filtro de paso de banda rechaza estos picos que exceden el rango del filtro.

Recuerda cómo funciona un filtro de paso de banda:

Las frecuencias a continuación$f_i$no están permitidas ni las frecuencias anteriores$f_f$. Sin embargo, cuando las frecuencias están fuera del rango de ancho de banda (determinado por el$\Delta f=f_2-f_1$en el que la ganancia tiene un valor de$\mathrm{gain_{max}}-3$ $\mathrm{dB}$), la calidad del sonido empeora y por lo tanto, desde la cabina estamos escuchando un sonido atenuado de la voz de la tripulación de vuelo.

Algunos de los sistemas de megafonía de aviones más nuevos se realizan mediante el uso de sistemas DSP (procesamiento de señal digital), también dentro del rango limitado, pero la calidad del sonido ha mejorado más.

Referencias: Dimov Stojce Ilcev, "Comunicaciones, navegación y vigilancia aeronáuticas globales (CNS)", junio de 2013.

Los micrófonos que se utilizan en los auriculares de aviación son micrófonos electret simples, con una gran claridad vocal pero una respuesta baja a altas frecuencias. Proporcionan una calidad similar al servicio telefónico estándar. Dado que los pilotos usan estos micrófonos para hablar en el PA interno, no hay razón para instalar un PA de alta fidelidad alimentado por un micrófono de baja fidelidad.

El propósito del PA es la transmisión clara de información, al igual que la radio. La alta calidad de voz es una prioridad muy baja y también es difícil de controlar sin una configuración de micrófono personalizada para cada piloto individual.

También vale la pena señalar que su suposición básica es que un sistema de mayor fidelidad mejoraría la capacidad de los pasajeros para comprender a la tripulación. Esto no es realmente cierto. Los sistemas de bajo ancho de banda, como el teléfono, funcionan según el principio de que el habla también se puede entender (ya veces mejor) con sus componentes de alta frecuencia eliminados. Esto ofrece la ventaja adicional de requerir una menor capacidad de canal por usuario del sistema (tanto en comunicaciones telefónicas como por radio).

Un sistema de megafonía de audio de alta calidad, como el que utiliza un DJ de radio, requiere un entorno silencioso, un micrófono de alta calidad y alta sensibilidad y un altavoz con una voz constante, que mantenga una distancia constante del micrófono. Ninguno de estos es práctico en la cabina de un avión.

Un sistema de nivel ligeramente más bajo, como el que usa un altavoz en un escenario, usaría un micrófono en un auricular en una ubicación similar a la del micrófono del piloto. Sin embargo, estos son micrófonos de condensador, que no son direccionales y son muy sensibles. Tal micrófono sería abrumado por el ruido de fondo en la cabina de un avión.

Tanto en la configuración de la radio como en la del altavoz en un escenario, también hay un ingeniero de sonido dedicado que supervisa el nivel del altavoz y realiza ajustes en la salida del micrófono. También se emplean ecualizadores, compresores y reverberación, entre otros efectos, para mejorar la calidad de la voz del hablante.